[發明專利]一種低成本解決電池并聯回路上載流隱患的保護系統

在審

• 申請號: 201810109175.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108376806A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 孫慶
• 申請（專利權）人: 孫慶
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種低成本解決電池并聯回路上載流隱患的保護系統，其保護系統由動力電池包、溫控系統和電池管理系統組成，動力電池包由M*N個標準單個電池模塊組成，N個單電池模組并聯，每個單電池模組之間采用導線連接。本發明既不需要在每個支路上安裝BMS，也不需要采用大載流量的并聯連接器件，只用一套BMS及小載流量的并聯連接器件就可杜絕并聯支路的過流風險，應用成本大大降低，且可對串聯機械連接點的連接狀況進行檢測，可避免因串聯機械連接點松動造成的安全隱患的問題，同時對并聯支路的溫度變化進行監控，可解決模塊間并聯可能存在的并聯支路電流失控的問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池保護技術領域，具體為一種低成本解決電池并聯回路上載流隱患的保護系統。

背景技術

市場上用于電動汽車或儲能系統的鋰電動力電池組，一般由許多單個模組組成，每個模組容量根據實際應用的系統所需容量進行設計，由于電動汽車或儲能系統所需容量一般都在100AH以上，所需單個模組容量比較大，考慮到單個模組重量原因，每個模組內的串聯數量少，一般1～2串，最多不會超過3串，進而單個模塊電壓低。此單個模組存在以下缺點：1、通用性差：單個模組容量大且非標定制，只能應用于相同容量要求的系統，不同容量系統需重新開發模組及其相應配件；2、生產成本高：通用性差，不同容量系統需重新開發不同模組及其相應的配件，造成開發成本高，且生產過程中物料種類成倍增加，導致物料庫存成本高；3、回收利用范圍小：當系統進行回收利用時，一般低壓系統48V/60V比較多，3.6V/7.2V電壓等級系統使用比較少，使得其單個模組的適用范圍特別窄；4、模塊機械串聯點多：可靠性風險大，單個模組電壓低，需要很多個模組通過機械緊固的方式串聯連接，機械連接點越多，相應連接可靠性越差；5、單個模組載流量大：載流可靠性要求高，系統所需電流由各單個模組提供，每模組載流量越大，對相應的匯流連接器件載流能力要求高，一旦其中有載流量部分發生，則整個系統其他載流部件會發熱比較嚴重，易發生過熱現象，甚至造成安全事故。動力電池系統通過小容量多串數的單個模組多并聯少串聯來解決，但并聯以后存在一定的問題：舉例說明，如圖1所示，電池1、4，2、5，3、6按圖形成串并聯連接，假設所有單體電池無差異且串聯連接導線阻值為0，正常情況下，每條干路上電流均為10A，則并聯支路AB及BC上均無電流通過，隨著系統使用的頻次和時間，電池的性能差異會慢慢凸顯，假設極端情況下，3號單體電池內阻值無窮大完全無法放電，此時3號電池視為同斷路，如圖2所示，此時通過電池1、2的電流變為15A，而并聯支路AB電流5A，并聯支路BC電流達到10A，這只是說明3串并聯的情形，如果更多串的并聯，極端情況下并聯支路的電流將會更大，為了解決此類問題，通常會增大并聯支路連接件的載流能力，按極端情況設計其載流能力，但同時連接件重量大、成本高、實用性不強。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低成本解決電池并聯回路上載流隱患的保護系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種低成本解決電池并聯回路上載流隱患的保護系統，其保護系統由動力電池包、溫控系統和電池管理系統組成，動力電池包由M*N個標準單個電池模塊組成，N個單電池模組并聯，每個單電池模組之間采用導線連接，通過RS485通信方式和電壓采集導線連接到單電池組管理系統，比如單個電池模組M/1與M/2之間導線連接，通過RS485通信方式連接到M/1和M/2到單電池組管理系統M，并以此類推；M串N個單電池模組并聯體再通過大載流銅排連接，比如單個電池模組M/1與單個電池模組M-1/1之間通過大載流銅排連接，單個電池模組M/2與單個電池模組M-1/2之間通過大載流銅排連接，并以此類推；M個單電池組管理系統通過RS485或CAN通信方式連接到電池管理系統主控單元，電池管理系統主控單元與用電/充電單元通過RS485或CAN通信，電池管理系統主控單元收集M個單電池組管理系統相關信息，并當其中有單體電池電壓過低過高或存在載流隱患時，電池管理系統主控單元會通知用電/充電單元降低電流輸出/輸入能力，切斷相關單個電池模組電流輸出/輸入，以防止銅排載流過載發熱嚴重的安全隱患發生。