[發(fā)明專利]電動車用2V單體鉛酸動力電池電源系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210400643.6
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102951036A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬貴龍;戴惠婷
• 申請（專利權(quán)）人: 鄂爾多斯市紫荊創(chuàng)新研究院
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H01M2/20;H01M10/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動車動力電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電動車用鉛酸電池電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有電動車用鉛酸電池電源系統(tǒng)由若干節(jié)12V或16V單只電池串聯(lián)成電池組，及相連的充電器構(gòu)成。如圖1虛線框所示。其工作原理為：電池組經(jīng)過充電器充滿電后，通過控制器控制驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)帶動車輛行駛。電池組電量用完后，再進(jìn)行充電，周而復(fù)始循環(huán)使用。

上述12V或16V單只電池是由6個(gè)或8個(gè)2V基本單元格串聯(lián)組成。

2V基本單元格是由若干個(gè)根據(jù)容量和放電功率需要而設(shè)計(jì)的正、負(fù)極板群組成，如圖2所示。極板群由正極板1-1、負(fù)極板1-2一正一負(fù)交替放置，中間用絕緣玻璃纖維隔膜1-5分開，再將極板群的正極極耳和正極極耳并聯(lián)焊接在一起，形成2V基本單元格的正極1-3，負(fù)極極耳和負(fù)極極耳并聯(lián)焊接在一起，形成2V基本單元格的負(fù)極1-4。再將6個(gè)或8個(gè)這些2V基本單元格按照一定的順序安放到一個(gè)塑料盒體內(nèi)，串聯(lián)連接焊好，構(gòu)成12V或16V單只電池。

上述12V或16V單只電池的優(yōu)點(diǎn)是：12V、16V單只電池已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，6個(gè)或8個(gè)2V基本單元格之間的串聯(lián)是在一個(gè)塑料盒體內(nèi)焊接完成，沒有任何外部連線，如果內(nèi)部焊接截面足夠大，連接電阻幾乎為零，整只電池外部只有正負(fù)極柱。根據(jù)需要，將這些12V或16V單只電池再次串聯(lián)，構(gòu)成電池組。便于安裝使用。其缺點(diǎn)是電池循環(huán)壽命短，其原因主要有：

首先，極板制造的不一致性，使得由2V基本單元格再組裝成12V或16V的電池，內(nèi)部差異很大，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行3次充電，兩次放電，根據(jù)三充兩放的結(jié)果配成電池組就帶有先天的不一致性。這是目前電池制造工藝帶來的不可克服的缺陷。

其次，目前的鉛酸電池充電器沒有溫度補(bǔ)償功能，由于夏天過充、冬天欠充，也是導(dǎo)致電池壽命短的原因。

針對電池的這種不一致性，鋰電池作為電動車動力電源系統(tǒng)已增加了BMS（電池管理系統(tǒng)），如圖3所示，該電源系統(tǒng)包括多個(gè)3.6V單體鋰電池、BMS（電池管理系統(tǒng)）、充電器。這種系統(tǒng)的連接關(guān)系為：

若干個(gè)3.6V單體鋰電池用連接件34串聯(lián)起來，形成一個(gè)所需電壓的電池組。從每一個(gè)3.6V單體鋰電池的正極分別引出一根導(dǎo)線31、32、33…，從最后一個(gè)3.6V單體鋰電池的負(fù)極引出導(dǎo)線35，作為共用零線，分別與BMS相應(yīng)的電路板端口連接。讀取并存儲每節(jié)單體電池的充放電數(shù)據(jù)。

充電器正負(fù)極分別連接在BMS（電池管理系統(tǒng)）和電池組兩端。

這種系統(tǒng)的工作原理為：充電器在給電池組充電時(shí)，由于電池的不一致性，每個(gè)單只電池的電壓升高情況不同。為此，BMS在發(fā)現(xiàn)這種情況下，開通電壓升高過快的電池充電旁路電子負(fù)載，分流該電池上的充電電流以減小電壓升高，對電池充電過程中進(jìn)行必要的干預(yù)管理。BMS內(nèi)部有電流、電壓監(jiān)控電路，分流電路和欠壓提示電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有鉛酸動力電池制造工藝缺陷及溫度變化所造成的循環(huán)使用壽命縮短的缺點(diǎn)，提出一種電動車用2V單體鉛酸動力電池電源系統(tǒng)，借鑒了鋰電池電動車動力電源系統(tǒng)的BMS技術(shù)，有效解決由于不一致性而縮短鉛酸動力電池的循環(huán)使用壽命及溫度補(bǔ)償?shù)葐栴}，在此基礎(chǔ)上再不定期利用電動車電源系統(tǒng)的維護(hù)設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，可盡可能地延長電池壽命，達(dá)到市場要求的產(chǎn)品化目標(biāo)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種電動車用2V單體鉛酸動力電池電源系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：若干個(gè)2V單體鉛酸電池、電池的連接件、電池管理系統(tǒng)、車載充電器和電動車電源系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備；其連接關(guān)系為：若干個(gè)2V單體鉛酸電池用連接件串聯(lián)起來，形成一個(gè)所需電壓的電池組；每個(gè)電池分別與BMS端口連接；車載充電器正負(fù)極并聯(lián)在電池組兩端；電動車電源系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備分別與電池組、車載充電器和BMS連接。

所述2V單體鉛酸動力電池可包括盒體、安裝在盒體內(nèi)由正極板、負(fù)極板一正一負(fù)交替放置組成的極板群，置于各正極板、負(fù)極板之間的絕緣隔膜，將極板群的各正極板的正極極耳并聯(lián)焊接在一起形成2V單體電池的正極，以及將極板群的各負(fù)極板的負(fù)極極耳并聯(lián)焊接在一起形成2V單體鉛酸動力電池的負(fù)極；該正、負(fù)極柱伸出盒體外。

所述連接件可包括多組，每組連接件包括兩個(gè)連接螺栓、一個(gè)連接銅排體；其中連接銅排體主要包括弧形連接銅排、連接頭和連接彎角；連接頭為帶有與電池極柱內(nèi)相匹配的圓錐體，并開有與連接螺栓相匹配的內(nèi)孔；兩個(gè)連接頭的上端外圓分別與連接彎角的內(nèi)孔過盈配合連接，兩個(gè)連接彎角與連接銅排對稱焊接。