[發明專利]大型電池系統和組裝的方法

有效

• 申請號: 201080037124.7
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102484228B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 普爾·歐娜魯德;杰-羅杰·林納;約翰·華納;查德·索莎;艾卡特·W·顏森
• 申請（專利權）人: 波士頓電力公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M2/20
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;姜精斌

相關申請案

本申請案主張公元2009年9月1日所提出的美國臨時申請案第61/238,882號的權益。以上所述申請案的整體教示是以參照方式而納入本文。

背景技術

大型電池系統在各種電動及混合式電動交通工具中被使用做為電力儲存裝置。可以用電力或混合式動力驅動的一些交通工具實例包括汽車、船、以及電車。這些電池系統的容量范圍通常介于10kWh到100kWh之間，且具有介于44.4Vdc到444Vdc之間的理論上的整體電池電壓額定值。

構建大型電池系統最常見的方式是將一些個別高容量電池單體以串聯和并聯的方式連接在一起，以達到預定的系統電壓及容量。每一電池系統可以是由數十個到數百個個別電池單體組配而成。由于電池單體制造流程的緣故，任何一群電池單體均可能在至少二個關鍵參數上具有變異的分布：內部阻抗以及電荷維持容量。一群產出電池單體中阻抗及容量的變異對于大型電池系統的生產是一大挑戰，因為系統內并聯和串聯的電池單體組合在阻抗和容量上有所差異。系統內的阻抗及容量上的變異直接影響包含以下項目的整體電池系統特性：容量、能量儲存效率、循環使用壽命、熱能減損、內部溫度均勻性、平衡電子部件的成本、以及余熱排除(冷卻)系統的成本。

發明內容

以下摘要敘述本發明所包含的一些實施例。提出該等信息是用以提供對于本發明的特色的一基本理解。此節所提供內容基本上是一般的性質而非意欲指出實施例的最重要特征。揭示于下的該等信息的意圖僅是提供本發明的簡化實例并做為更細節說明的導引。習于斯藝者應理解在包含于申請專利范圍以及說明的范疇下，尚存在其他實施例、修改、變異、以及類似形式的實施方式。

本發明的一示范性實施例包含一種識別在大型電池的制造或組裝中所使用的組件的方法。該方法包含附加一識別標記至該大型電池內所包含的多個電池單體中的每一單體以及多個由電池單體構成的區塊中的每一區塊。此外，其亦維持該等電池單體和區塊的該識別標記和相關參數的一數據庫以及依據該相關參數選擇電池單體和區塊。該相關參數可以包含該等電池單體和區塊的容量或內部電阻。此外，其可以使用一虛擬隨機數產生器以選擇用以置放于該大型電池內的電池單體和區塊。該虛擬隨機數產生器可以依據可用以置放于該大型電池內的電池單體的一常態分布選擇電池單體。

該方法可以進一步包含加裝識別標記至包含于該大型電池內的多個由區塊構成的模塊中的每一模塊并以該等模塊的識別標記及相關參數更新該數據庫。該相關參數可以包含該等模塊的容量或內部電阻。其亦可以使用上述的虛擬隨機數產生器以選擇用以置放于該大型電池內的模塊。

本發明的另一示范性實施例包含一種電池系統以及對應的選擇電池單體以構建一電池系統的方法。該方法可以包含量測電池單體的容量并，在一數據庫之中，將每一電池單體聯結其各自的容量量測值。并且，其可以依據該量測的電池單體容量計算一統計分布，且可以自該統計分布中的各處選擇電池單體以置放于該電池系統之中。該等選擇的電池單體從而可以被以并聯方式置放于該電池系統內。其可以選擇該等電池單體以使得該電池系統的容量趨近于該統計分布的一平均值。該等電池單體容量可以是位于一從4000mAh到4500mAh的范圍內或是從4420mAh到4480mAh的范圍內。此外，其可以自該統計分布中的特定區段(習于斯藝者習稱為″箱(bin)″)隨機地選擇電池單體。若該統計分布的一特定區段內的電池單體已然用罄，則可以自一較接近該統計分布的一平均值的鄰近區段選擇電池單體。

本發明的另一實施例包含一電池系統。該電池系統可以包含多個電性耦接的由電池單體構成的區塊，每一區塊內包含以并聯方式相連的電池單體，且每一區塊中電池單體的容量遵循自其中挑選該等電池單體的一群電池單體的一統計分布。其可以選擇該等電池單體以使得該電池系統的容量趨近于該統計分布的一平均值。