[發明專利]一種電池包裝置

在審

• 申請號: 201710463335.0
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109149671A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 袁石
• 申請（專利權）人: 威艾能源有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 施浩

本發明公開了一種電池包裝置，使用模塊化電池構建，每個電池模塊都有獨立的電壓平衡模塊和電壓檢測芯片，使得充電和放電電流不流過任何電路板，給用戶更大的靈活性讓電池包中提供不同電流。其技術方案為：電池包裝置通過構建由多個電池組成的多個電池模塊，結合電壓平衡模塊和電壓檢測芯片，如果任何電池模塊中的一個電池超過一指定電壓則電壓檢測芯片將發出過充電信號，如果任何電池模塊中的一個電池低于另一指定電壓則電壓檢測芯片將發出過放電信號，過充電信號或者過放電信號傳遞到上游電池模塊，用于控制一個總的電子開關或者繼電器開關。

技術領域

本發明涉及能量儲存解決方案，尤其涉及基于可擴展的電池模塊的電池包裝置。

背景技術

鋰離子電池提供清潔能源替代品，安全性好，循環壽命長，無毒物質，無污染。電動自行車和高爾夫球車由于成本低而一直使用鉛酸電池。隨著鋰電池價格的下降，鋰離子電池開始取代鉛酸蓄電池。

鋰離子電池通常包括陽極，陰極，隔板和電解質。現代鋰離子電池通常使用石墨材料作為陽極，過渡金屬氧化物作為陰極。在充放電期間，鋰離子在陰極和陽極之間傳輸。

要實現目標電壓，需要串聯電池。由于材料和工藝不一致，電池的能量容量，自放電率和內阻可能不同。由于電荷串聯進入每個電池是相同的，電池容量，自放電率和內阻的差異將導致每個電池的電壓不同。

隨著電池的充電，容量較小的電池的電壓將比具有較大容量的電池的電壓增加更快。容量較小的電池更有可能被過度充電。當電池放電時，容量較大的電池的電壓會比容量較小的電池的電壓降低。容量較小的電池更有可能被過度充電。

具有較高自放電速率的電池在一段時間后可以具有較小的剩余容量。當具有不同自放電速率的電池單元串聯并且充電時，具有較小自放電速率的電池將具有較高的電壓并且可能被過度充電。

鋰電池通常對過充電和過放電敏感。過充電和過放電是有害的鋰電池循環性能。過充電甚至可能導致電池火災。

為了保護鋰電池，采用電池保護板來控制每個電池的電壓。該電路板通常由檢測電池電壓的控制芯片和電子開關來接通和斷開電路。這些電路中使用的開關可以是CMOS或繼電器開關。前者具有更長的循環壽命，但隨著電路電流的增加，隨著歐姆熱為I2R，散熱明顯增加。繼電器開關可以處理大電流開關，但其使用壽命更為有限。

在傳統的電池組設計中，充放電電流流過控制板上的電路。

因此，對于不同的電壓應用，需要根據其電池數量和應用電流來定制特定的電池管理系統。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

本發明的目的在于解決上述問題，提供了一種電池包裝置，使用模塊化電池構建，每個電池模塊都有獨立的電壓平衡模塊和電壓檢測芯片，使得充電和放電電流不流過任何電路板，給用戶更大的靈活性讓電池包中提供不同電流。

本發明的技術方案為：本發明揭示了一種電池包裝置，包括串聯連接的多個電池模塊和一個過充過放保護總開關，過充過放保護總開關在接收到過充電/過放電信號后被觸發，其中每一電池模塊還包括：

串聯的多個電池，；

電壓平衡模塊，降低該多個電池之間的電壓差；

電壓檢測芯片，測量該多個電池各自的電壓并判斷是否超過過充電限制或者低于過放電限制，若超過過充電限制則發出過充電信號并向上游電池模塊發送，若低于過放電限制則發出過放電信號并向上游電池模塊發送；