CN102437394A - 电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种电池系统，其包括：电池组件，其包括框架、和设置在框架内并相互电性连接的若干电池，所述若干电池可被选择地配置成若干规格；壳体，收容被选择的所述若干规格之一的电池组件；盖体，盖合在所述壳体上。与现有技术相比，本发明的有益效果是：在相同的壳体内可实现不同规格电池系统的配置，从而提高壳体的共用率。如通过改变电池的数量、电池之间串并联结构、以及固定电池的框架规格即可实现不同规格电池系统共用相同的电池组壳体。

Description

电池系统

技术领域

本发明涉及一种电池系统，尤其涉及一种由多个电池组合而成的电池系统。

背景技术

近年来，考虑到环境污染日益严重，蓄电池，其能被充电或放电，常被作为动力源来替代传统石化燃料以解决石化燃料所引起的环境污染问题。在车辆动力领域，与传统能源相比，电动力源在环保方面具有明显的优势。采用电池作为动力源不消耗汽油、无废气、低噪音，辐射小，是一种较理想的动力源。目前常用电动力源通常采用多个单电池放置入一个电池模组框架中，再通过串并联模块将单电池进行电性组合，从而形成一个电池模组，进而满足动力需求。

目前，针对不同的供电环境，例如电动摩托车、电动高尔夫球车等，需要不同规格（不同电压和/或容量）的电池系统来满足不同需求。现有技术中，针对不同规格的电池系统，常需要设计不同的电池组壳体，导致电池组壳体利用率低，增加制造厂家的生产成本。

 有鉴于此，有必要对现有的电池系统予以改进以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电池系统，其可提高电池组壳体的共用率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电池系统，该系统包括：电池组件，其包括框架、和设置在框架内并相互电性连接的若干电池，所述若干电池可被选择地配置成若干规格；壳体，收容被选择的所述若干规格之一的电池组件；盖体，盖合在所述壳体上。

作为本发明的进一步改进，所述电池规格为若干电池配置后的电压和容量。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括选择具有额定电压和额定容量的特定数量的单颗电池。

作为本发明的进一步改进，所述单颗电池的额定电压3伏、额定容量为12.5安时（Ahr）,所述单颗电池的特定数量为24。

作为本发明的进一步改进，，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池串联以获得72伏、12.5安时的规格。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池每两颗并联然后再串联以获得36伏、25安时的规格。

作为本发明的进一步改进，所述单颗电池的额定电压3伏、额定容量为25安时,所述单颗电池的特定数量为16。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括将16颗串联以获得48伏、25安时的规格。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池每两颗并联然后再串联以获得24伏、50安时的规格。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池每四颗并联然后再串联以获得12伏、100安时的规格。

作为本发明的进一步改进，所述配置若干电池的规格包括按照特定的并联和串联方式连接若干电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在相同的壳体内可实现不同规格电池系统的配置，从而提高壳体的共用率。如通过改变电池的数量、电池之间串并联结构、以及固定电池的框架规格即可实现不同规格电池系统共用相同的电池组壳体。

附图说明

图1为本发明电池系统于第一实施方式中局部示意图；

图2为本发明电池系统于第二实施方式中局部示意图；

图3为图2所示的电池系统中电池组件的立体图；

图4为图2所示的电池系统中壳体的立体图；

图5为本发明电池系统一具体实施方式中盖体的立体图；

图6为本发明电池系统一具体实施方式中，电池管理电路板与部分框架组合后立体图；

图7为图6所示的电池管理电路板及相关联元件的爆炸图；

图8为图6所示的散热器的立体图；

图9为图6所示的散热器另一角度的立体图；

图10为本发明电池系统一具体实施方式中，散热鳍片的立体图；

图11为本发明一具体实施方式中，电池系统整体组装后的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1与图2所示的实施方式中，电池系统100包括电池组件20。所述电池组件20包括有框架，框架内还设置有相互电性连接的若干电池23。所述电池23可以选择地配置成若干规格。所述电池系统100还包括有壳体10，所述壳体10收容电池组件20。所述电池系统100还包括有盖体30（如图5所示），所述盖体30盖合于壳体10上，保证电池系统100内部电池组件20不会被外部所影响而导致电性故障。

如图1、图2与图3所示，所述电池系统100可以在保证壳体10形状、尺寸不变的基础上，对其内部的电池23进行规格的配置。其中所述的规格包括电池23配置后的电压和容量。由于所述的电池23规格的配置需要多个电池23进行电性连接，所以要求同一规格配置中各个电池23具有相同的额定电压以及额定容量，由此才能保证配置的准确性。

电池23固定于框架之内，本实施例中，所述框架包括有顶部支架21与底部支架22。顶部支架21与底部支架22夹持所述电池23而构成电池组件。其中框架与电池之间还设置有玻璃胶或者双面胶等粘合剂以使得框架与电池之间固定更为紧密。所述电池23具有正、负电极，所述顶部支架21上设置有通孔以供电池的电极穿过。所述电池的电极延伸出顶部支架21的部分将会被选择性的串联或并联，以满足电池规格的配置需求。

本实施例中，采用金属板一体冲压成型的导电件24来作为电池23之间串、并联结构。只需要在导电件上针对电极的位置设置通孔，在导电件24覆盖住相应的电极之后，再由螺母将导电件24固定于顶部支架21上，从而保证了电池23、顶部支架21与导电件24三者之间结合的紧密。配置本电池系统100之中的电池规格，包括对电池23数量的调整以及对电池23之间串、并联结构的调整，在实现对上述二者进行调整之后，适应性的设计固定电池23用的框架。本实施例中，只需要对顶部支架21与底部支架22上的电池收容区以及电极收容孔进行适应性调整即可满足在相同壳体10的基础上，电池23的规格可做相应配置。

规格配置对于电池的额定电压以及额定容量并无特别要求，只需要各个电池之间相应的参数保持一致即可满足模组化需求。在一种实施方式中，采用额定电压为3伏，额定容量为12.5安时的电池，且电池数量为24颗。将24颗电池串联以获得72伏、12.5安时的规格；也可如图1所示，将24颗电池每两颗并联然后再串联以获得36伏、25安时的规格。

在另一实施方式中，采用额定电压为3伏，额定容量为25安时的电池16颗。将16颗电池串联则可以获得48伏、25安时的规格；也可以将16颗电池每两颗并联然后再串联以获得24伏、50安时的规格；或者如图2所示，将16颗电池每四颗并联然后再串联以获得12伏、100安时的规格。通常规格会以标签的形式标示于电池组壳体10侧面，以注明规格方便模组化应用。

参图3所示，本实施例中，采用金属板一体冲压成型形成的导电件来串、并联电池23。对于同一排中的电池的电极进行串接，可以设置为长直条状第一导电件241。对于不同排电池的电极进行并接，可设置多排的第二导电件242。所述第二导电件242用于将两排电池进行串联。本实施例中，第二导电件242为一体冲压成型。

参图4与图5所示，电池系统100的壳体10包括有底壁以及自底壁周侧向上延伸的侧壁11，从而形成一个收容腔以收容电池组件20。壳体10的形状可以根据电池组件20的框架来设计，其材质采用绝缘材料。本实施例中，壳体10设置为立方形，并且采用ABS塑胶材料制成。电池系统100的盖体30覆盖于盒体10上方，二者采用螺丝固定结合。所述盖体30为绝缘材料制成，以保证电池系统的绝缘性。

参图6与图1所示，电池系统100还包括有电池管理电路板41，所述电池管理电路板41固定于所述框架上并与所述电池23电性连接。其中所述电池管理电路板41距离框架顶部间隔设置。本实施例中，框架包括有顶部支架21与底部支架22，所述电池管理电路板41固定于所述顶部支架21上方并与顶部支架21间隔设置。

所述电池管理电路板41与所述框架之间设置有直立的支撑柱211，支撑柱211由长直铜柱制成。电池管理电路板41为支撑住211支撑从而与框架顶部间隔设置。所述框架顶部21具有立柱212，所述支撑柱211与立柱212通过螺纹连接。所述支撑柱211拧入所述立柱212，从而使得所述支撑柱211固定于所述框架顶部。所述电池管理电路板41还包括电池管理控制组件，用于监控电池电压、电流与温度。所述电池管理控制组件包括电子开关411，所述电池管理控制组件还用于通过控制电子开关411的通断来实现对电池的保护。

本实施例中，采用场效应管作为电子开关411。所述电池系统100还包括设置在电池管理电路板41和盖体30之间的散热器42，所述散热器42为铝制成或铜制成。所述散热器42通过固定柱213与电池管理电路板41连接，且所述支撑柱211长于所述固定柱213。所述固定柱213与所述支撑柱211通过螺纹固定，从而使电池管理电路板41固定于支撑柱211与固定柱213之间保持稳定。

如图7、图8与图9所示，所述电池系统100还包括电池平衡电路板43，其为一方形印刷电路板，利用电阻将电池中多余的电能转换为热能，为被动式平衡。所述电池平衡电路板43设置在电池管理电路板41和散热器42之间并固定于所述散热器42上。所述电池平衡电路板43上设置有用于将电池23中多余电能耗散成热能的电池平衡控制组件。所述散热器42包括金属片，所述金属片上冲压形成有凸出部421，并在凸出部421内定义收容区域422，所述电池平衡电路板43收容于所述收容区域422内。

参图5、图8、图10与图11所示，所述盖体30设置有开口31，所述开口31用于收容所述散热器42的凸出部421，所述凸出部421延伸出盖体30，所述电池系统还包括散热鳍片50，所述散热鳍片50底部与所述凸出部421延伸出盖体30的部分相结合。

综上所述，所述电池系统100可以具有如下的组装步骤：

step 1:  将框架的底部支架22置入电池组壳体10内；

step 2:  将电池23置入底部支架22内；

step 3:  将顶部支架21置于电池23上方；

step 4:  将支撑柱211锁在顶部支架21之立柱212上方； 

step 5:  将电池管理电路板41在支撑柱211上方，再用固定柱213锁起来；

step 6:  将电池平衡电路板43锁在散热器42之收容区域422内；

step 7:  将散热器42用螺丝锁在短铜柱213上方；

step 8:  将各种电池、电池管理模块、电池平衡模块相互连接的线路接上；

step 9:  将盖体30盖到壳体10上，并用螺丝锁住；

step 10: 将散热器42与盖体30锁合起来；

step 11: 将散热鳍片50锁固于盖体30上方。

参图7所示，电池系统100在工作过程中，电池平衡电路板43是为被动式平衡方式来将电池中多余的电能转换为热能。在工作过程中，会产生相当大的热量，所以可将电池平衡电路板43直接与散热器42相连接。本实施例中，采用螺丝将电池平衡电路板43与散热器42锁定。本实施例中，优选的采用场效应管来作为电子开关411。然而，由于所述对电池23的保护功能由电子开关411即场效应管通过高频地通断来控制，所以不可避免地会产生大量的热量，因此对场效应管411的散热非常重要。

所述电池系统100中作电子开关411的场效应管设置于电池管理电路板41上，所述电子开关411与散热器42之间还设置有绝缘片。所述绝缘片材料包括硅胶、云母片。所述绝缘片可以避免漏电时电子开关411被击穿而失效。所述绝缘片在散热器42上投影面积比所述电子开关411在散热器上投影面积大，即绝缘片面积比电子开关411面积更大，从而防止电子开关411与散热器电性接触。此外，所述电子开关411与所述绝缘片之间设置有散热油；且所述散热器42与所述绝缘片之间设置有散热油。所述散热油可采用散热硅脂。由此，所述电子开关411的热量通过散热油传递至绝缘片，再通过散热油传递至散热器42，最后由散热器42传递至散热鳍片50，并传递到电池系统100外部，从而保证电池系统100的内部热量可以及时得到耗散。

由上述实施方式可看出，在相同的壳体内可实现不同规格电池系统的配置，从而提高壳体的共用率。此外，电池管理电路板安装在电池组件的框架上并间隔设置，从而有助于线路的良好排布，并便于盖体打开维修。另外，电池平衡电路板设置在散热器42上，可及时将被动式平衡所产生的热能及时得到耗散。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池系统，其特征在于，该系统包括：

电池组件，其包括框架、和设置在框架内并相互电性连接的若干电池，所述若干电池可被选择地配置成若干规格；

壳体，收容被选择的所述若干规格之一的电池组件；

盖体，盖合在所述壳体上。

2.如权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池规格为若干电池配置后的电压和容量。

3.如权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括选择具有额定电压和额定容量的特定数量的单颗电池。

4.如权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述单颗电池的额定电压3伏、额定容量为12.5安时,所述单颗电池的特定数量为24。

5.如权利要求4所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池串联以获得72伏、12.5安时的规格。

6.如权利要求4所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括将24颗电池每两颗并联然后再串联以获得36伏、25安时的规格。

7.如权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述单颗电池的额定电压3伏、额定容量为25安时,所述单颗电池的特定数量为16。

8.如权利要求7所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括将16颗串联以获得48伏、25安时的规格。

9.如权利要求7所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括将16颗电池每两颗并联然后再串联以获得24伏、50安时的规格。

10.如权利要求7所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括将16颗电池每四颗并联然后再串联以获得12伏、100安时的规格。

11.如权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述配置若干电池的规格包括按照特定的并联和串联方式连接若干电池。

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