[發(fā)明專利]電池組及其自動均衡方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110335129.4
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102856606A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙彪;肖調(diào)坤
• 申請（專利權(quán)）人: 微宏動力系統(tǒng)(湖州)有限公司
• 主分類號: H01M10/46
• 分類號: H01M10/46;H01M10/44;H02J7/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池，特別是涉及一種鋰離子電池組。?

背景技術(shù)

由于鋰離子電池具有高能量比、高壽命、高電壓放電和低自放電等性能優(yōu)勢，其已在電動交通工具、移動便攜式電源和儲能領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。?

現(xiàn)有的電池組是將多個電池模塊進行串聯(lián)組成，所以單節(jié)電池是構(gòu)成電池組的基本單元。從對電池組的使用過程中發(fā)現(xiàn)，電池組使用壽命遠(yuǎn)短于單節(jié)電池的使用壽命，這就表明電池組中的電池單體處于放電異常的不均衡的使用狀態(tài)中。在組成串聯(lián)電池組的單體電池之間，由于電池本身的性能或者是外部環(huán)境的影響造成電池組中各電池單體所表現(xiàn)出的應(yīng)用性能也不相同。當(dāng)電池組處于充電狀態(tài)時，往往會出現(xiàn)某節(jié)電池已經(jīng)被充滿，而其他電池還處于未充滿的狀態(tài)，由于是串聯(lián)連接，所以，被充滿的單節(jié)電池處于過充的狀態(tài)，直到所有單節(jié)電池都被充滿電，電池過充不僅會使電池的壽命減少而且還有可能發(fā)生安全隱患，如果為了避免過充，就會存在單節(jié)電池充不滿電的問題，造成的后果是充電少的電池壽命減短，從而使整個電池系統(tǒng)的壽命縮短。在不均衡的前提下對電池組不斷重復(fù)的充放電過程更加劇了不均衡現(xiàn)象，在這樣的狀態(tài)下長期使用將會使整個串聯(lián)電池組的性能大大降低。?

傳統(tǒng)的均衡方式有能耗式均衡、同軸多繞組變壓器均衡對電池組充電進行均衡，然而均衡電路帶來的問題是均衡效果不佳、電路硬件不穩(wěn)定、成本上升。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電池組，包括：多個電池模塊、母插、并聯(lián)公插、串聯(lián)公插，母插上設(shè)置一列正極插槽和一列負(fù)極插槽，插槽內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電部件，并聯(lián)公插和串聯(lián)公插上設(shè)置與母插上插槽一一對應(yīng)的導(dǎo)電部件，母插與公插處于耦合狀態(tài)時母插上的導(dǎo)電部件與公插上的導(dǎo)電部件互相導(dǎo)通，電池模塊正極連接母插上的正極插槽列、負(fù)極連接母插上的負(fù)極插槽列，并聯(lián)公插內(nèi)導(dǎo)電部件互相并聯(lián)連接，并聯(lián)公插連接充電電路，串聯(lián)公插內(nèi)導(dǎo)電部件互相串聯(lián)連接，串聯(lián)公插連接放電電路。?

當(dāng)并聯(lián)公插與母插處于耦合狀態(tài)時，電池模塊之間處于并聯(lián)連接方式。當(dāng)串?聯(lián)公插與母插處于耦合狀態(tài)時，電池模塊之間處于串聯(lián)連接方式。?

所述的電池組，母插上正極插槽所在列與負(fù)極插槽所在列互相平行。為保證電池組的安全性，正極插槽列與負(fù)極插槽列互相平行，避免發(fā)生短路。?

所述電池組，母插插槽內(nèi)的導(dǎo)電部件和公插上的導(dǎo)電部件為導(dǎo)電性能良好的金屬。當(dāng)母插與公插處于耦合狀態(tài)時，母插插槽內(nèi)的導(dǎo)電部件與公插上的導(dǎo)電部件互相接觸，使得電池組處于導(dǎo)通的狀態(tài)，金屬片的導(dǎo)電性能直接影響到電池組的應(yīng)用性能與安全性能。?

所述電池組，母插與公插的材料為絕緣性能和耐熱性能良好的材料。為滿足電池組長期使用的需要和處于安全性能的考慮，母插與公插必須有承受高溫和絕緣的能力。?

電池中的母插與公插為長方形或者圓形等幾何形狀，為保證電池箱內(nèi)的空間利用最大化，母插與公插可以隨著設(shè)計要求改變形狀。?

本發(fā)明還提供一種電池組自動均衡方法：當(dāng)母插與公插處于耦合狀態(tài)時，母插插槽內(nèi)的導(dǎo)電部件與公插上的導(dǎo)電部件互相導(dǎo)通，電池組中的電池模塊相互并聯(lián)，電池組中電壓相對較高的電池模塊向電壓相對較低的電池模塊充電，使整個電池組達(dá)到能量均勻分布的狀態(tài)。當(dāng)并聯(lián)公插與母插處于耦合狀態(tài)時，電池組內(nèi)的電池單體處于并聯(lián)連接方式，電池組可以進行自動均衡。?

所述電池組，母插與公插為長方形或者圓形等規(guī)則幾何形狀。為保證電池箱內(nèi)的空間利用最大化，母插與公插可以隨著設(shè)計要求改變形狀。?

本發(fā)明所提供的電池組可用于電動交通工具、便攜式移動電源或者儲能領(lǐng)域。?

采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，需要對電池組進行充電時，通過并聯(lián)公插與母插的耦合，連通充電電路與電池組，同時還能夠起到電池組均衡的作用，當(dāng)電池組充電完成并需要連接放電電路時，將串聯(lián)公插與母插耦合，此時，電池組內(nèi)部的電池單元處于串聯(lián)連接狀態(tài)，可以提供達(dá)到應(yīng)用工況所需的電壓。還可以通過并聯(lián)公插對整組電池組進行自動均衡，達(dá)到應(yīng)急救援的效果，即使電池組在放電過程中電池間一致性差距較大，也能在充電的時候挽救電池組中一致性較差的電池，簡單、高效、可靠、經(jīng)濟，有效延長電池組的使用壽命，節(jié)省開支。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的母插示意圖。?

圖2為本發(fā)明的并聯(lián)公插示意圖。?

圖3為本發(fā)明的串聯(lián)公插示意圖。?

圖1-圖3中，1、母插；11、正極插槽；12、負(fù)極插槽；13、導(dǎo)電部件；2、并聯(lián)公插；21、導(dǎo)電部件；3、串聯(lián)公插；31、導(dǎo)電部件；4、電池模塊；5、充電器；6、放電電路。?