CN104051700A - 一种堆垛式锂电池*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆垛式锂电池***，包括若干个并联在一起的锂电池单元，每个所述锂电池单元由数个具有电流均衡、回流保护、短路保护、温度保护以及信号传输功能的锂电池模块串联而成，每个所述锂电池单元分别通过一对应的磁保持继电器与控制器连接。本发明不但体积小巧，***控制电路简单，而且工作稳定可靠，耐过流能力强，可以直接将现有成本减少超过40%。本发明可以在一定范围内通过将所需数量的锂电池模块进行串并联，以实现不同电压和容量的锂电池***，这样就使得锂电池的应用变得非常简单，彻底颠覆了锂电池组传统复杂的使用方式，对于电动工具、电动自行车、电动汽车、小型储能等应用领域极为重要。

Description

一种堆垛式锂电池***

技术领域

本发明涉及一种锂电池***，尤其涉及一种堆垛式锂电池***。

背景技术

如今，锂离子电池越来越广泛的应用到各种设备当中，其具有容量大，体积小的优点，正在逐步替代传统的铅酸电池，是目前电池市场的主流。

用锂离子电池替代传统的铅酸电池的主要技术难点之一是需要为锂离子电池加装过流、过充和过放等保护电路以保证电池的安全运行。在手机、电动工具等应用领域是采用专用电路检测电池的电压、充放电电流等相关参数。当这些参数超过限定值时，继电器、MOSFETs、IGBT等开关器件从而切断电池的充放电回路，电池停止充放电，以被保证电池的安全运行。断开继电器、MOSFETs等开关器件虽然应用灵活，动作迅速，但由于***控制和驱动电路复杂，导致***的整体可靠性较低，且MOSFETs、IGBT等半导体器件存在抗干扰能力差、防静电能力差、对工艺实现的组装环境要求高、耐电流冲击能力差等问题，而继电器则有动作迟缓、驱动电流大、器件体积庞大等缺陷。另一方面，目前的电子半导体开关（如MOSFET）存在内阻大、易过热失效、稳定性差、抗干扰能力弱、不能解决瞬态电压尖峰冲击导致的失效等缺陷。

在现有锂离子电池组的应用中，大电流均衡保护是另一个主要技术难点。目前业界的均衡设计基本采用旁路电阻模式，该方式无法解决旁路电阻的热管理，容易导致电池过热出现安全事故，因此一般只能设计在30-100毫安，对大电池没有实际的均衡效果。另一种传统模式是能量转换模式，将高电压电芯释放到低电压电芯，该方式虽然有一定效果，但问题是在动力锂离子电池组在成组（串并联）过程中，控制点非常多，管理非常复杂，往往一套电池组***，保护***的成本占到总成本一半以上，不但成本高，没有可推广性，还设计复杂，可靠性低。

在电动工具、电动自行车、小型储能等应用领域由于必须使用一定数量的电芯进行串并联才能达到应用所要求的电压与容量，但上述继电器、MOSFET、IGBT等开关器件的缺陷，以及现有昂贵、复杂而又不可靠动力锂离子电池***极大地限制了它们在这类领域的应用。

因此设计制造一种体积小巧、***控制电路简单、工作稳定可靠、具有大电流均衡能力，耐过流能力强，可以在一定范围串并联的锂离子电池***，对于电动工具、电动自行车、电动汽车、小型储能等应用领域就变得极为重要。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种体积小巧，***控制电路简单，工作稳定可靠，耐过流能力强的堆垛式锂电池***，使得锂电池的应用变得极其简单。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

    一种堆垛式锂电池***，包括若干个并联在一起的锂电池单元，每个所述锂电池单元由若干个具有电流均衡、回流保护、短路保护、温度保护以及信号传输功能的锂电池模块串联而成，每个所述锂电池单元分别通过一对应的磁保持继电器与控制器连接。

    进一步的，所述锂电池模块为一种基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，或为其他与之具有相同功能特性的带有记忆合金开关保护器的锂电池模块。

优选的，所述锂电池模块为一种基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组包括一模组外壳，所述模组外壳内部分为左腔室和右腔室，所述左腔室内设置有由多个锂电池电芯串联而成的电池组，所述电池组与所述左腔室之间填充有隔温层，所述右腔室内设有一个金属膨胀式记忆开关保护器，位于所述左腔室上方的所述模组外壳上设置有负极极柱，位于右腔室上方的所述模组外壳上设置有正极极柱，所述电池组的负极与所述负极极柱连接，所述电池组的正极与所述金属膨胀式记忆开关保护器的输入端连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器的输出端与所述正极极柱连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器包括4个电芯监测信号接收端，所述的4个电芯监测信号接收端依次连接在所述的4个锂电池电芯的正负极上，进行实时监测，所述模组外壳上设置有一个紧急手动恢复按钮，所述紧急手动恢复按钮与所述金属膨胀式记忆开关保护器连接。

进一步的，所述锂电池电芯的电压为12v、24v、36v或48v。

进一步的，所述金属膨胀式记忆开关保护器由开关组件、2个加热装置以及电芯监测与电热控制模块组成；所述开关组件包括一开关外壳，所述开关外壳内部设置有一铝导热板及一记忆合金开关，所述记忆合金开关由动触端和静触端构成，所述动触端由双金片制成，所述动触端与所述静触端的开闭由所述开关外壳内的温度决定；所述的2个加热装置的加热端与所述铝导热板紧密接触，所述电芯监测与电热控制模块上包括4个电芯监测信号接收端和2个加热信号输出端，所述的2个加热信号输出端分别与所述的2个加热装置电连接，所述的4个电芯监测信号接收端依次与所述的4个锂电池电芯的正负极电连接；所述记忆合金开关的一端与所述正极极柱连接，另一端与所述电池组的正极连接，应用中所述正、负极极柱直接接负载形成回路；所述金属膨胀式记忆开关保护器为最后屏障，在极端条件下关断电池进行彻底保护。

本发明的核心是具有电流均衡、回流保护、短路保护、温度保护以及信号传输功能的锂电池模块，例如基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，相比于现有电子保护器，所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组采用了金属膨胀式记忆开关保护器，所述金属膨胀式记忆开关保护器中采用了记忆形状合金作为断路保护开关，简化主动电子电路的触发，提高了保护开关的可靠性，抗干扰性、耐压能力和耐过流能力。

因此，采用例如基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组串并联而成的本发明具有以下功能：

1、大电流均衡

电池新出厂经过配组，是一致的，但由于电化学特性、内阻、自放电等的微小偏差，在使用一段时间后会出现不一致。个别电芯电压偏高，个别偏低，累积到一定时候，在总电压不变的情况下，充电会导致高电压电芯更高，超过过充点，引发电池安全问题，这就是为什么锂电池经常发生充电时的燃烧***事件。

手机电池安全问题少是因为电池是单节应用，没有串联，很好管理。由多组锂电池模块串并联而成的大型锂电池***就需要电流均衡设计，通过把高电压电芯的能量释放来平衡锂电池模块一致性偏差。如果这个电流太小就没有效果，大电流均衡有效果，但能量没有释放方向。本发明就把这个能量巧妙用于抑制过充和触发断路保护两个应用，将传统的电池开关保护和均衡电路合二为一，互补的功能利用，在整个锂电池***运行中可以减少锂电池的工作温升，安全可靠。

本发明的堆垛式锂电池***采用了模块均衡模式，电池保护器可以将电压最高的锂电池模块率先输出，主动解决电池的一致性偏差问题。因为电池保护器中的记忆合金开关靠热量触发，当温度达到设定值（如80度、90度）记忆合金开关突发形变断路。加热就需要能量，电池保护器将危险能量（如过充电的外部能量）或与锂电池模块自身不一致均衡的能量释放，用于对加热装置进行加热，主动触发开关保护。

上述电池模块均衡模式采用的是先抑制后触发的原理，当锂电池充电进入过充的环节，电池保护器产生一个安培级的触发电流，通过电池保护器内部的加热装置来为记忆合金开关封闭加热，抑制过充的发生；随后当加热装置的逐渐升温达到设计值时，直接触发记忆合金开关断开，停止充电，从而保护锂电池的安全，这一点也完全区别于传统的锂电池直接触发保护的方式。

抑制过充原理很简单，均衡电流超过充电电流就是抑制。如50A抑制，市面上基本没有50A充电器，充电过程中高电压电池没有过充的可能，而高电压电池恢复到正常电压，抑制均衡电流消除，电池正常并且恢复一致性，这个过程很快，有时候就几秒钟。用很短的时间对长期使用中产生的一致性偏差进行有效修复，增加电池寿命。

本发明中的每个电池保护器可以通过采集自己对应的锂电池模块的均衡电流进行过充抑制，充电时，抑制电流产生，对电池进行均衡修复；极端的异常充电会最终触发记忆开关进行彻底保护，自恢复后视电池修复情况，直到修复完成，记忆开关会恢复让电池进入正常工作。

记忆合金开关为充电抑制电流的第二道防线，当电芯极端不一致的情况下，温度的提高会触发记忆合金开关断开，直接停止充电，对电池进行断路保护。并且记忆合金开关兼顾自恢复特性，当热量散出，温度下降，记忆特性会恢复导通主电路，继续进行充电，这种间断热管理对于电池的保护是周密的。

2、短路保护

锂电池模块中电池保护器的记忆合金开关由于其自身特性，当出现大电流时，记忆合金开关会自动断开，所以本发明还自带短路保护功能，当异常短路发生时，记忆合金开关充当保险丝，其短路反应时间为1-2毫秒。

3、温度保护（过热管理保护）  

    本发明中，锂电池模块将电池保护器和串联电芯分开空间安装，将有限的电池能量封闭在有限的空间，抑制电流作用在另外的空间（保护器所处的空间），电池的使用性能大幅提高，克服传统电池组热管理非常复杂的难题，安全性全面提高，可有效控制因异常而导致的电池安全事故。

4、回流保护

回流现象是电池串并联中一种很麻烦的故障现象，其特点实际上也是电池不均衡引起的。如两组电池模块并联条件下，若电压不一样，就会出现大回流，高电压向低电压电池模块中灌电。因为电池模块内阻很低，所以这个电流很大，经常把电池模块冲击损坏。

本发明采用了记忆合金开关，具有短路保护功能，所以当大电流出现时会立即关断保护，自恢复后再承受一次再关断，对电池模块进行回流保护。

5、信号传输

    本发明中，在锂电池模块的开关保护器中的电芯监测与电热控制模块上设有多个通信接口，这些通信接口可以为光电耦合器信号接口、RS232接口或485、CAN总线接口等，均可以实现锂电池模块在串并联中和其他模块通信，同时也可以和充电器、控制器进行联动通信，甚至可以和智能负载进行通信，传输信号，显示电池状态，电芯状态，用于大型串并联的智能监控，提升精确控制能力。

采用本发明所述的锂电池模块可以实现传统铅酸电池无法实现的功能，也就是先将锂电池模块制成12v、24v、36v或48v等各种需要的标准模块，不但可以直接应用，也可以在一定范围内将多个锂电池模块进行任意串并联应用，采用控制器代替（兼顾）总成电池管理器，简化设计，降低成本，形成简单的堆垛式应用***，在多个行业有直接替代性。如：2个12v 40Ah模块可直接串联成为24v 40Ah电池组，也可以并联成为12v 80Ah电池组，其应用变得非常简单，彻底颠覆了锂电池组传统复杂的使用方式，摒弃传统的应用模式，将电池保护直接做在每个独立的模块中，将能量限定在有限封闭的空间，全面提高安全性和可靠性。

本发明利用记忆形状合金的记忆性，抗干扰、抗高压能力、被动过流能力，简化锂电池复杂的保护***，将电池模块化处理，克服了电子半导体开关（如mosfet）目前的存在的寿命短、稳定性差、抗干扰能力弱、耐高压能力弱等缺陷，提高了断路保护开关的可靠性，有效解决锂电池的安全性问题。

本发明利用金属结构弱阻抗性，直接作用在限定电压的锂电池模组上，真正意义上实现锂电池模组化下的任意串并联使用，将安全性和使用简单性合为一体。

本发明的锂电池模块因受到记忆合金开关保护，具备了浪涌电流的耐受力，如12v电瓶用的传统汽车点火的瞬间，峰值电流达到400A，一般情况下，MOS管要采用6～10只串并联才可以实现保护功能，采用这种方式只需要一个开关即可完成，极大的优化了***设计。

本发明中的锂电池模块在串并联中采用物理隔离并联模式，即，用磁保持继电器作为隔离器件，其优点为共同充放电工作。在该物理隔离并联模式中，一旦某串联电路的某个锂电池模块发生故障，可以直接通过磁保持继电器进行开路管理，确保其他串联电路正常工作。例如电动汽车，目前传统的锂电池管理***90%为单路总管理，个别电池的意外会导致整组进入保护无法工作，给用户造成极大的不便，至今没有好的解决方案。而磁保持继电器的采用，可以把局部串联电池开路保护并停止供电，这并不影响其他并联电路电池正常工作，对于用户体验来说非常重要。当电池故障，用户至少可以依靠剩余电池将车低速开回4S店进行维修。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:

1、本发明的堆垛式锂电池***不但体积小巧，***控制电路简单，而且工作稳定可靠，耐过流能力强，在一定范围内通过将所需数量的锂电池模块进行串并联，以实现不同电压和容量的锂电池***，对于电动工具、电动自行车、电动汽车、小型储能等应用领域极为重要。其最大特点在于实现客户使用的简洁化；维护的方便性；因物理保护的应用才形成这种简单的***架构；甚至简化到客户直接搭建该架构***成为现实。有益于锂电池应用的全面推广。

2、动力锂电池在需要串并联使用时，管理非常复杂，往往一套电池组***，保护***的成本占到总成本一半以上，而使用本发明的堆垛式锂电池***可以直接将现有成本减少超过40%。因为现有锂电池组在成组过程中，控制点非常多，而本发明中的锂电池模块原则上只控制单一模块的8个可控点，分别独立在模块中，这样可靠性非常高，可以做到像传统电池一样使用，简化用户的使用所带来的经济效应非常大，减少大量的社会成本，对于动力锂电池在汽车、UPS、电力储能、野外用电等方面带来实际意义的全面推广效应。

3、本发明的堆垛式锂电池***摒弃了传统锂电池的应用模式，将电池保护直接做在每个独立的模块中，将能量限定在有限封闭的空间，全面提高安全性和可靠性。同时本发明可以实现传统锂电池无法实现的功能，也就是本发明内的锂电池模块不仅可以直接应用，也可以进行一定范围的任意串并联应用，并且无需外加总成电池管理***。如：2个12v 40Ah模块可直接串联成为24v 40Ah电池组，也可以并联成为12v 80Ah电池组，这样就使得锂电池的应用变得非常简单，彻底颠覆了锂电池组传统复杂的使用方式。可直接替代传统铅酸电池的堆垛应用；具备真正意义的覆盖使用和通配能力。

4、本发明中的锂电池模块在串并联中采用磁保持继电器作为隔离器件，当某串联电路的某个锂电池模块发生故障时，可以直接通过磁保持继电器进行开路管理，把局部串联电池开路保护并停止供电，确保其他串联电路正常工作。

5、本发明的对堆垛式锂电池***采用电池模组均衡模式，由于触发记忆合金开关需要从电池输出电流，电池保护器可以将电压最高的锂电池模块率先输出，采用安培级均衡电流触发记忆合金开关，主动解决电池的一致性偏差问题，并且有效的实现了电池充电修复，使电池组***寿命翻倍，充分发挥锂电池的循环寿命优势，终其一生都处于均衡工作状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明中基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组的整体结构示意图；

图3为本发明中基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组的电路原理示意图；

图4为常温下记忆合金开关的结构示意图；

图5为记忆温度下记忆合金开关的结构示意图。

图中标号说明：1、锂电池模块；2、磁保持继电器；3、控制器；4、金属膨胀式记忆开关保护器；5、负极极柱；6、正极极柱；7、紧急手动恢复按钮；8、模组外壳；9、锂电池电芯；10、隔温层；41、开关组件；42、加热装置；43、电芯监测与电热控制模块；411、开关外壳；412、铝导热板；413、记忆合金开关；4131、动触端；4132、静触端；431、电芯监测信号接收端；432、加热信号输出端；433、通信接口。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1所示，一种堆垛式锂电池***，包括若干个并联在一起的锂电池单元，每个所述锂电池单元由若干个具有电流均衡、回流保护、短路保护、温度保护以及信号传输功能的锂电池模块1串联而成，每个所述锂电池单元分别通过一对应的磁保持继电器2与控制器3连接。

进一步的，所述锂电池模块1为一种基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，或为其他与之具有相同功能特性的带有记忆合金开关保护器的锂电池模块。

优选的，参见图2所示，所述锂电池模块1为一种基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组包括一采用阻燃材料的模组外壳8，所述模组外壳8内部分为左腔室和右腔室，所述左腔室内设置有由4个12V的锂电池电芯9串联而成的电池组，所述电池组与所述左腔室之间填充有隔温层10，所述右腔室内设有一个金属膨胀式记忆开关保护器4，位于所述左腔室上方的所述模组外壳8上设置有负极极柱5，位于右腔室上方的所述模组外壳8上设置有正极极柱6，所述电池组的负极与所述负极极柱5连接，所述电池组的正极与所述金属膨胀式记忆开关保护器4的输入端连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器4的输出端与所述正极极柱6连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器4包括4个电芯监测信号接收端431，所述的4个电芯监测信号接收端431依次连接在所述的4个锂电池电芯9的正负极上，进行实时监测，所述模组外壳8上设置有一个紧急手动恢复按钮7，所述紧急手动恢复按钮7与所述金属膨胀式记忆开关保护器4连接，应用中所述正、负极极柱6,5直接接负载形成回路；所述金属膨胀式记忆开关保护器4为最后屏障，在极端条件下关断电池进行彻底保护。

    进一步的，所述锂电池电芯9的电压为12v、24v、36v或48v。

进一步的，参见图3所示，所述金属膨胀式记忆开关保护器4由开关组件41、2个加热装置42以及电芯监测与电热控制模块43组成。

所述开关组件41包括一开关外壳411，所述开关外壳411内部设置有一铝导热板412及一记忆合金开关413；所述记忆合金开关413由动触端4131和静触端4132构成，所述动触端4131由双金片制成，所述动触端4131与所述静触端4132的开闭由所述开关外壳4101内的温度决定，并且分别在所述动触端4131和所述静触端4132表层镀银，实现灭弧，保证形变过程中的有效断路。参见图4所示，常温下，所述动触端4131与所述静触端4132相接触，参见图5所示，达到记忆温度时，所述动触端4131的双金片由于其物理特性，恢复记忆形状，与所述静触端4132分离。所述记忆合金开关413自带短路保护功能，当异常短路发生，其短路反应时间为1-2毫秒。

进一步的，所述的锂电池模组为标准化模块，除了可以直接应用，也可以进行一定范围的任意串并联应用，并且无需外加总成电池管理***，彻底摈弃传统复杂电子BMS。如2个12V 40Ah的电池模块可直接串联成24V 40Ah的电池组，也可以并联成为12V 80Ah的电池组，其应用变得非常简单，彻底颠覆了锂电池组传统复杂的使用方式。

所述的2个加热装置42的加热端与所述铝导热板412紧密接触，所述电芯监测与电热控制模块43上包括4个电芯监测信号接收端431、2个加热信号输出端432和2个通信接口433，所述的2个加热信号输出端432分别与所述的2个加热装置42电连接，所述的4个电芯监测信号接收端431依次与所述的4个锂电池电芯9的正负极电连接；所述记忆合金开关413的一端与所述正极极柱6连接，另一端与所述电池组的正极连接。

进一步的，所述电芯监测与电热控制模块43上的多个通信接口433可以为光电耦合器信号接口、RS232接口或485接口等，均可以实现所述锂电池模组在串并联中和其他模组通信，同时也可以和充电器、控制器进行联动通信，甚至可以和智能负载进行通信，传输信号，显示电池状态，电芯状态，用于大型串并联的智能监控，提升精确控制能力。

当加热装置过热时，会促使记忆合金模块过热，可以有效抑制整组电池充电时电压因过充而快速升高。多组模块串联工作时，抑制动作可以将高电压模块处于等待中，低电压模块电压升到与高电压模块接近是总电压到达。这是模块随意串并联的基础，模块化后的电池组可以简化大量的监控成本，并提高应用的可靠性和安全性。

金属膨胀式记忆开关保护器作为本发明的堆垛式电池***的基础要点：

电压抑制的过程为金属膨胀式记忆开关保护器的第一动作，这个过程实测结果，所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组有能力抑制30-40A充电电流约1分钟时间，这个过程中，未被抑制的锂电池模组会继续充电并提升电压，简单的说，所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组在串联之初，对于电压一致的要求不会很高，即使用10v和8v不同电压的锂电池模组串联，在充电过程中，经过电压抑制后，两模块电压会趋于一致，这就是可预期随意串并联的理论依据。金属膨胀式记忆开关保护器的理念就是释放的能量聚集在金属膨胀式记忆开关保护器中用于触发记忆开关。

恢复记忆合金开关为电池保护的第二个动作，金属膨胀式记忆开关保护器的设计是独立接线关系，可以分隔电芯组件，不影响电芯组件的环境。当有电芯电压超过4.25v后，金属膨胀式记忆开关保护器聚热到70度左右，记忆合金开关产生变形断开开关组件，该组件自设散热，当温度恢复到56度左右会自行形状恢复。电芯电压会被动放电到4.1v继续充电，反复过程中实现电池模组均衡。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种堆垛式锂电池***，其特征在于：包括若干个并联在一起的锂电池单元，每个所述锂电池单元由若干个具有电流均衡、回流保护、短路保护、温度保护以及信号传输功能的锂电池模块（1）串联而成，每个所述锂电池单元分别通过一对应的磁保持继电器（2）与控制器（3）连接。

2.根据权利要求1所述的堆垛式锂电池***，其特征在于：所述锂电池模块（1）为一种基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组，或为其他与之具有相同功能特性的带有记忆合金开关保护器的锂电池模块。

3.根据权利要求2所述的堆垛式锂电池***，其特征在于：所述基于金属膨胀式记忆开关保护器的锂电池模组包括一模组外壳（8），所述模组外壳（8）内部分为左腔室和右腔室，所述左腔室内设置有由若干个锂电池电芯（9）串联而成的电池组，所述电池组与所述左腔室之间填充有隔温层（10），所述右腔室内设有一个金属膨胀式记忆开关保护器（4），位于所述左腔室上方的所述模组外壳（8）上设置有负极极柱（5），位于右腔室上方的所述模组外壳（8）上设置有正极极柱（6），所述电池组的负极与所述负极极柱（5）连接，所述电池组的正极与所述金属膨胀式记忆开关保护器（4）的输入端连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器（4）的输出端与所述正极极柱（6）连接，所述金属膨胀式记忆开关保护器（4）包括4个电芯监测信号接收端（431），所述的4个电芯监测信号接收端（431）依次连接在所述的4个锂电池电芯（9）的正负极上，进行实时监测，所述模组外壳（8）上设置有一个紧急手动恢复按钮（7），所述紧急手动恢复按钮（7）与所述金属膨胀式记忆开关保护器（4）连接。

4.根据权利要求2所述的堆垛式锂电池***，其特征在于：所述锂电池电芯（9）的电压为12v、24v、36v或48v。

5.根据权利要求2所述的堆垛式锂电池***，其特征在于：所述金属膨胀式记忆开关保护器（4）由开关组件（41）、2个加热装置（42）以及电芯监测与电热控制模块（43）组成；所述开关组件（41）包括一开关外壳（411），所述开关外壳（411）内部设置有一铝导热板（412）及一记忆合金开关（413），所述记忆合金开关（413）由动触端（4131）和静触端（4132）构成，所述动触端（4131）由双金片制成，所述动触端（4131）与所述静触端（4132）的开闭由所述开关外壳（411）内的温度决定；所述的2个加热装置（42）的加热端与所述铝导热板（4102）紧密接触，所述电芯监测与电热控制模块（43）上包括4个电芯监测信号接收端（431）和2个加热信号输出端（432），所述的2个加热信号输出端（432）分别与所述的2个加热装置（42）电连接，所述的4个电芯监测信号接收端（431）依次与所述的4个锂电池电芯（9）的正负极电连接；所述记忆合金开关（413）的一端与所述正极极柱（6）连接，另一端与所述电池组的正极连接。