CN110299493A - 一种锂电池包成组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄电池组合技术领域，本发明公开了一种锂电池包成组方法，其特征在于，包括模块壳体，所述模块壳体的内部开设有锂电池固定槽，所述锂电池固定槽的内部固定连接有锂电池模块，所述锂电池模块的内部设置有方形钢壳，所述模块壳体的左右两侧均固定连接有凸台保护板。该锂电池包成组方法，通过先串后并而后再串再并的组合方式，使该锂电池包成组方法具备高容量、低损耗的特点，并且通过压流均衡丝的设置，压流均衡丝为一条电阻极低的镍铬合金线，起到均压稳流的作用，通过这样的设置，使每个单体电池都能在恒定的电压电流之下，进而极大的保障了每个单体电池的使用寿命，同时，该成组结构便于拆卸，进而降低了维护成本。

Description

一种锂电池包成组方法
技术领域
本发明涉及蓄电池组合技术领域，具体为一种锂电池包成组方法。
背景技术
近年来,能源危机和环境恶化问题日益突出,传统汽车不仅消耗化石燃料且造成了很大的污染,因此采用电池作为动力源的电动汽车越来越引起重视。在电动汽车领域，蓄电池的配置现在采用了统一的结构，就是先用单节电池并联成一个电气单元，再用这样的单元串连成整组蓄电池，并联的目的是为了达到所需的容量，串联的目的是达到所需电压，简单表述为×并×串。
整车的电池电路，都是采用单串电池供电；这样的电路结构，是无法控制并联单元电池损坏的。当电池发生损坏时，无论单元内有多少单节，都是全部损坏的。正是由于这类损坏，增加了业主的运行成本，使电动汽车难以与燃油车竞争；通常单元的容量约在50Ah～400Ah。在单元内部电池的损坏，都是从一个电池开始的所以针对目前能源危机日益严峻的形势，本发明提出了一种锂电池包成组方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池包成组方法，具备成组结构简单、成组效率较高、安全性较高和后期维护较方便等优点，解决了以往锂电池包成组方法成组结构复杂、成组过程繁琐、安全性一般并且当单体电池出现问题时不便维护的问题。
(二)技术方案
为实现上述成组结构简单、成组效率较高、安全性较高和后期维护较方便的目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池包成组方法，包括模块壳体，所述模块壳体的内部开设有锂电池固定槽，所述锂电池固定槽的内部固定连接有锂电池模块，所述锂电池模块的内部设置有方形钢壳，所述模块壳体的左右两侧均固定连接有凸台保护板，所述凸台保护板的上表面固定连接有固定柱，所述模块壳体的上表面固定连接有电极插接棒，所述模块壳体上表面的中部固定连接有导线单元集成块，所述模块壳体上表面的一侧固定连接有BMS电池管理模块，所述模块壳体上表面的四角位置均插接有固定螺栓，所述模块壳体的一侧固定连接有横向配电板，所述横向配电板的一侧设置有电极孔，所述模块壳体的另一侧固定连接有横向配合板，所述横向配合板的一侧固定连接有电极配合柱，所述模块壳体的数量为两个，其中一个所述模块壳体的下表面固定连接有与电极插接棒相适配的锁紧电极柱，所述锁紧电极柱的外表面套接有锁死螺帽，两个所述模块壳体之间固定连接有散热片，所述锂电池模块包括锂电池固定板，所述锂电池固定板的数量为两个，两个所述锂电池固定板之间通过串并联方式固定连接有锂电池，所述锂电池的负极固定连接有压流均衡丝。
优选的，所述散热片的材质为铝，所述散热片的形状为长条状的三角柱，两两所述散热片之间配合紧密。
优选的，所述锂电池模块的数量为六组，每组所述锂电池模块的内部设置有两个成组结构。
优选的，每一个单独的成组结构共包括120个单体锂电池，每个单体锂电池的额定电压为3.6V。
优选的，所述的布局方式为纵向四组或横向两组纵向两组，无论哪种组合方式，均为电池模块先进行并联而后四组成组结构进行串联的方式，每组成组结构的电压等级在36V以上，先串后并之后的电压等级至少在200V以上。
优选的，在成组之前，需对每个单体锂电池的参数进行校准，所述的单体锂电池的参数包括：电压、容量、带电量、内阻、放电平台、恒流比、循环寿命和自放电，被选择成组的锂电池相对参数必须一致。
可选的，所述模块壳体的上表面位于每个锂电池固定槽一侧均设置有均流器，所述均流器的数量与锂电池固定槽的数量相适配。
可选的，所述BMS电池管理模块负责对单个成组结构内的所有串并联单体电池各项指标进行检测处理，若所述单体电池的电流不在预定范围，多个参数在预设范围的单体电池组成一个待调整电池组，BMS电池管理模块根据每个电池组电流变化情况向均流器发出调整指令，完成对单体电池的充电或放电过程。
可选的，无论哪种成组结构，在成组之后，均需要对一致性参数进行校准，所述的一致性参数包括：电压、容量、带电量、内阻，若四个所述成组结构的以上四个指标不同，则须校准。
可选的，所述压流均衡丝的材质为镍铬合金，所述压流均衡丝的形状为波浪型。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种锂电池包成组方法，具备以下有益效果：
1.该锂电池包成组方法，通过先串后并而后再串再并的组合方式，使该锂电池包成组方法具备高容量、低损耗的特点，并且通过压流均衡丝的设置，压流均衡丝为一条电阻极低的镍铬合金线，起到均压稳流的作用，通过这样的设置，使每个单体电池都能在恒定的电压电流之下，进而极大的保障了每个单体电池的使用寿命，同时当一个单体电池损坏时，对整体的影响较小，并且可以通过控制电路十分方便的找出受损的单节电池，同时，该成组结构便于拆卸，进而降低了维护成本。
2.该锂电池包成组方法，通过模块壳体、固定螺栓和锁紧电极柱的配合设置，使该锂电池包成组方法在外部组装上具备高效的便捷性，并且当内部单体电池出现故障时，可以对模块壳体快速拆卸，从而达到便于维护的目的，通过采用先并后串的成组方式，极大的满足了耗电设备对容量和电压的需求，并且32个单晶电池并联后再进行四次串联的结构设计，能满足电压等级至少在400V以上，极大的提高了该锂电池包成组方法对外的电量输出，保证了该锂电池包成组方法的高效便捷，并且这种先并后串的成组方式，配合均流器和BSM的控制，能够精确的对并联结构内的单体电池各项参数进行监控，监控的结果反馈到BSM电池管理模块内，从而对某个并联结构进行稳流稳压处理，极大的提高了该锂电池包成组方法的高效便捷性，通过散热片为铝制的三角柱形结构，起到了防尘和散热的目的，并且极大的减轻了整个成组结构的重量，一定程度上节约了成本，保障了内部成组锂电池的安全性。
(四)附图说明
图1为本发明成组结构壳体结构示意图；
图2为本发明成组串并联拓扑结构示意图；
图3为本发明BMS模块应激过程***示意图；
图4为本发明均衡电路***示意图；
图5为本发明锂电池包结构示意图。
图中：1-模块壳体、2-锂电池固定槽、3-锂电池模块、4-凸台保护板、5-固定柱、6-电极插接棒、7-导线单元集成块、8-BMS电池管理模块、9-固定螺栓、10-横向配电板、11-电极孔、12-锁紧电极柱、13-散热片、14-均流器、
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种锂电池包成组方法，包括模块壳体1，模块壳体1的上表面位于每个锂电池固定槽2一侧均设置有均流器14，均流器14的数量与锂电池固定槽2的数量相适配，模块壳体1的内部开设有锂电池固定槽2，锂电池固定槽2的内部固定连接有锂电池模块3，锂电池模块3的内部设置有方形钢壳，锂电池模块3的数量为六组，每组锂电池模块3的内部设置有两个成组结构，电池模块3以并联方式连接，每一个单独的成组结构共包括120个单体锂电池，每个单体锂电池的额定电压为3.6V，每组成组结构的电压等级在36V以上，先串后并之后的电压等级至少在200V以上，在成组之前，需对每个单体锂电池的参数进行校准，的单体锂电池的参数包括：电压、容量、带电量、内阻、放电平台、恒流比、循环寿命和自放电，被选择成组的锂电池相对参数必须一致，无论哪种成组结构，在成组之后，均需要对一致性参数进行校准，的一致性参数包括：电压、容量、带电量、内阻，若四个成组结构的以上四个指标不同，则须校准，模块壳体1的左右两侧均固定连接有凸台保护板4，凸台保护板4的上表面固定连接有固定柱5，模块壳体1的上表面固定连接有电极插接棒6，模块壳体1上表面的中部固定连接有导线单元集成块7，模块壳体1上表面的一侧固定连接有BMS电池管理模块8，BMS电池管理模块8负责对单个成组结构内的所有串并联单体电池各项指标进行检测处理，若单体电池的电流不在预定范围，多个参数在预设范围的单体电池组成一个待调整电池组，BMS电池管理模块8根据每个电池组电流变化情况向均流器14发出调整指令，完成对单体电池的充电或放电过程，模块壳体1上表面的四角位置均插接有固定螺栓9，模块壳体1的一侧固定连接有横向配电板10，横向配电板10的一侧设置有电极孔11，模块壳体1的另一侧固定连接有横向配合板，横向配合板的一侧固定连接有电极配合柱，模块壳体1的数量为两个，其中一个模块壳体1的下表面固定连接有与电极插接棒6相适配的锁紧电极柱12，锁紧电极柱12的外表面套接有锁死螺帽，两个模块壳体1之间固定连接有散热片13，散热片13的材质为铝，散热片13的形状为长条状的三角柱，两两散热片13之间配合紧密，锂电池模块3包括锂电池固定板301，锂电池固定板301的数量为两个，两个锂电池固定板301之间通过串并联方式固定连接有锂电池，锂电池的负极固定连接有压流均衡丝302，压流均衡丝302的材质为镍铬合金，压流均衡丝302的形状为波浪型，在该锂电池包成组方法的具体操作过程中，在成组之前需要对各单体电池的八项主要参数进行筛选、校准，以挑选出合格的单体电池，便于成组结构的稳定性，这八项参数的内容为电压、容量、带电量、内阻、放电平台、恒流比、循环寿命和自放电，电压指标主要表现为串联电路电压不一致，会造成过冲或过放，严重者超出均流范围，管理器无法对电池***进行控制，从而降低成组结构的使用寿命，并联电路电压不一致，各单体电池之间会进行充放电均衡，直到互相电压一致为止，但互相压差过大，将会熔断保险丝，保险丝的允许压差在0.5V之内；容量不一致是造成电压不一致的主要原因，在电池容量一致的前提下，如果带电量不一致，也会有过冲和过放的现象，进一步的仍需要均流器进行均流，以达到各项指标的均衡，在对各项指标进行准确筛选校准后，开始成组结构的设计，成组结构采用先串后并再串再并的设计思路，配合压流均衡丝的设置，使该成组结构在满足容量和各项性能的同时，具备延长单个锂电池寿命的能力，成组结构的整体性能与每个单体电池的性能休戚相关，压流均衡丝稳定了各电池串之间的电压和电流，从而在一定程度上避免了过冲和过放情况的发生，进而保护了单体电池，该成组方法已在具体实施中凸显了优越性，在成组结构完成后需要对各项指标进行监测，监测的结果反馈给BMS电池管理模块，BMS电池管理模块发送信号给均流器，均流器对各个小模块进行充放电过程，具体应激过程在示意图中有详细的附图说明。
本发明的有益效果为：该锂电池包成组方法，通过先串后并而后再串再并的组合方式，使该锂电池包成组方法具备高容量、低损耗的特点，并且通过压流均衡丝的设置，压流均衡丝为一条电阻极低的镍铬合金线，起到均压稳流的作用，通过这样的设置，使每个单体电池都能在恒定的电压电流之下，进而极大的保障了每个单体电池的使用寿命，同时当一个单体电池损坏时，对整体的影响较小，并且可以通过控制电路十分方便的找出受损的单节电池，同时，该成组结构便于拆卸，进而降低了维护成本，该锂电池包成组方法，通过模块壳体1、固定螺栓9和锁紧电极柱12的配合设置，使该锂电池包成组方法在外部组装上具备高效的便捷性，并且当内部单体电池出现故障时，可以对模块壳体1快速拆卸，从而达到便于维护的目的，通过采用先串后并再串再并的成组方式，极大的满足了耗电设备对容量和电压的需求，并且32个单晶电池并联后再进行四次串联的结构设计，能满足电压等级至少在400V以上，极大的提高了该锂电池包成组方法对外的电量输出，保证了该锂电池包成组方法的高效便捷，并且这种先串后并再串再并的成组方式，配合均流器和BSM的控制，能够精确的对并联结构内的单体电池各项参数进行监控，监控的结果反馈到BSM电池管理模块内，从而对某个并联结构进行稳流稳压处理，极大的提高了该锂电池包成组方法的高效便捷性，通过散热片为铝制的三角柱形结构，起到了防尘和散热的目的，并且极大的减轻了整个成组结构的重量，一定程度上节约了成本，保障了内部成组锂电池的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锂电池包成组方法，其特征在于，包括模块壳体(1)，所述模块壳体(1)的内部开设有锂电池固定槽(2)，所述锂电池固定槽(2)的内部固定连接有锂电池模块(3)，所述锂电池模块(3)的内部设置有方形钢壳，所述模块壳体(1)的左右两侧均固定连接有凸台保护板(4)，所述凸台保护板(4)的上表面固定连接有固定柱(5)，所述模块壳体(1)的上表面固定连接有电极插接棒(6)，所述模块壳体(1)上表面的中部固定连接有导线单元集成块(7)，所述模块壳体(1)上表面的一侧固定连接有BMS电池管理模块(8)，所述模块壳体(1)上表面的四角位置均插接有固定螺栓(9)，所述模块壳体(1)的一侧固定连接有横向配电板(10)，所述横向配电板(10)的一侧设置有电极孔(11)，所述模块壳体(1)的另一侧固定连接有横向配合板，所述横向配合板的一侧固定连接有电极配合柱，所述模块壳体(1)的数量为两个，其中一个所述模块壳体(1)的下表面固定连接有与电极插接棒(6)相适配的锁紧电极柱(12)，所述锁紧电极柱(12)的外表面套接有锁死螺帽，两个所述模块壳体(1)之间固定连接有散热片(13)，所述锂电池模块(3)包括锂电池固定板(301)，所述锂电池固定板(301)的数量为两个，两个所述锂电池固定板(301)之间通过串并联方式固定连接有锂电池，所述锂电池的负极固定连接有压流均衡丝(302)。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述散热片(13)的材质为铝，所述散热片(13)的形状为长条状的三角柱，两两所述散热片(13)之间配合紧密。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述锂电池模块(3)的数量为六组，每组所述锂电池模块(3)的内部设置有两个成组结构。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于：每一个单独的成组结构共包括120个单体锂电池，每个单体锂电池的额定电压为3.6V。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述的布局方式为纵向四组或横向两组纵向两组，每组成组结构的电压等级在36V以上，先串后并之后的电压等级至少在200V以上。
6.根据权利要求3所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，在成组之前，需对每个单体锂电池的参数进行校准，所述的单体锂电池的参数包括：电压、容量、带电量、内阻、放电平台、恒流比、循环寿命和自放电，被选择成组的锂电池相对参数必须一致。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述模块壳体(1)的上表面位于每个锂电池固定槽(2)一侧均设置有均流器(14)，所述均流器(14)的数量与锂电池固定槽(2)的数量相适配。
8.根据权利要求3或7所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述BMS电池管理模块(8)负责对单个成组结构内的所有串并联单体电池各项指标进行检测处理，若所述单体电池的电流不在预定范围，多个参数在预设范围的单体电池组成一个待调整电池组，BMS电池管理模块(8)根据每个电池组电流变化情况向均流器(14)发出调整指令，完成对单体电池的充电或放电过程。
9.根据权利要求4所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，无论哪种成组结构，在成组之后，均需要对一致性参数进行校准，所述的一致性参数包括：电压、容量、带电量、内阻，若四个所述成组结构的以上四个指标不同，则须校准。
10.根据权利要求4所述的一种锂电池包成组方法，其特征在于，所述压流均衡丝(302)的材质为镍铬合金，所述压流均衡丝(302)的形状为波浪型。
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