CN104201432A

CN104201432A - 一种电池组的一致性配置方法

Info

Publication number: CN104201432A
Application number: CN201410413421.7A
Authority: CN
Inventors: 于进财
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明公开了一种电池组的一致性配置方法，按照以下步骤顺序进行：根据所要配置电池组的容量，准备一定数量的同一规格的电池单体；在每一个电池单体的正、负极上焊接具有保险丝作用的引线正、负引线；根据需要由数个电池单体并联组成基础电池组，并对其进行饱和充电；把基础电池组，按照电压需求进行串联，并在每一基础电池组，两端接入一支数显电压表；将串接连接的上述基础电池组，接上负载进行放电试运行，比对电压表读数，根据电压下降值在基础电池组中并联接入不同容量的补充电池单体；再进行上述的放电试运行，观察各电压表读数，使各电压表读数基本一致，但都不要超过标准组。本发明可以解决小容量电池单体实现高储能的技术问题。

Description

一种电池组的一致性配置方法

技术领域

本发明属于电池应用技术，具体的说就是一种电池组的配置与管理方法。

背景技术

自电池出现至今，其应用方式无外乎单体、并联、串联、并、串联混合使用。从传统理论角度来讲，要求电池组中的每一个电池单体的各项技术指标绝对一致，如形状体积、材质重量、容量内阻等等，每一个并联电池组都是以同等数量对称配置。

现在人们都是习以为常的认为所选用的电池单体，只要是同一规格，技术指标就是一致的，拿来就是并联、串联配置成组，这是个极大的错误。

实际上，无论科学与技术如何进步发展也无法做出两个绝对一致的电池单体。所谓的一致性也就是在现有的技术条件下，做到的相对一致性，它给电池的生产、检验带来了极大的不便，真正的合格率是极低的，加之配置使用管理粗放造成的浪费是难以想象的，更制约了很多应用领域的发展。最明显的例子就是电动(汽)车行业因电池组的配置管理问题其续航里程一直无法有大的突破。美国波音公司飞机电池多次出现冒烟、甚至着火。

现在不同类型电池的使用现状是：

①铝酸电池、铅酸电池出现的可能是最早，应用也比较广泛，它的配置管理是最粗放的，一般是生产厂按厂规配置生产销售，用户一般没有什么管理，能用就用不能用就换新的，以汽车电池为例，一般也就用个两叁年，它的实际能效发挥不到20％，而从理论上讲铅酸电池的寿命应该很长，因为铅和硫酸都属于重金属类不挥发，按照科学的管理保定电信局的一组电池使用了20年，管理的好还要长。

②镍氢、镍镉电池，由于它们有记忆性，使用很不方便，因而没得到广泛的应用。随着科学与技术的发展，近年来日本、德国在电动轿车上有了规模化应用，虽然管理手段有了进步，一致性的问题也难以解决，难以发挥电池组应有的能效。

中国天津生产出了300Ah的大容量单体电池，这样做看似解决了电池单体一致性的问题，但只要电池出现内部短路，它就要引起一场大火甚至是爆炸。

③锂电池的出现，由于它的体积、重量、储能比高、没有记忆性，因而得到了广泛的应用，其一致性的问题也难以解决，由于它的价格比较昂贵，所以在应用管理上就有了较高的要求。

目前，在世界上通行的管理方法就是在每一个电池单体上或每一组并联电池组上安装一个电子装置，当一个电池单体或一个并联电池组的充电或放电电压到额定值时整个电池组就停止工作，有效的保护了电池组的安全运行。它的最大弊端就是难以发挥所有电池单体应有的能效，一个电池单体损坏整个电池组报废。它的管理是只管住弱者，电池组就象一群人一样，充电就象人吃饭，一个吃饱，一组吃饱，别人也不能再吃，放电就象人干活，一个不能干了，别人也不能再干，而且它的管理方式很不透明、电池在应用期间有些技术指标是要发生变化的，所以这种管理方式造成的极大浪费一般人尤其是一些用户是根本不知道的。

为了解决电池单体一致性的问题，我国生产了大容量电池单体50Ah、100Ah、150Ah、200Ah都有大批量生产，据说有的厂家要生产500Ah的超大容量电池单体，电池单体容量过大一旦出现内部短路，不是一场大火灾就是一次大的爆炸。

锂电池单体容量一般不应超过5Ah，小的电池单体内部短路是不会引起着火的，更不会爆炸，美国特斯拉采用的是18650/3.2Ah松下小容量电池，为什么多次发生火灾事故呢？是因为他们根本就没弄清楚着火的原因。

电池组着火、爆炸的原因很多，外部原因都可防范，内部原因只有两个，一个是电池单体容量过大，短路时能量急剧释放造成的火灾，二是小容量电池内部短路自身不会着火，因为并联接线过粗，其它电池单体的能量急剧向短路点释放而引起火灾、爆炸事故。

综上所述，电池单体应向小容量、高储能比方向发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池组的一致性配置方法，以解决小容量电池单体实现高储能的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种电池组的一致性配置方法，按照以下步骤顺序进行：

1)、根据所要配置电池组的容量，准备一定数量的同一规格的电池单体，电池单体以不超过5Ah容量且基本一致为好；

2)、在每一个电池单体的正、负极上焊接具有保险丝作用的引线正、负引线，其粗细根据电池单体容量工作需求而定；

3)、根据需要由数个电池单体并联组成基础电池组，并对每一个基础电池组进行饱和充电，每一个基础电池组的饱和充电电压要一致；

4)、把充好电的各个基础电池组，按照电压需求进行串联，并在每一基础电池组的两端接入一支数显电压表；

5)、将串连联接的上述基础电池组，接上负载进行放电运行，当电压降低一定值后停止放电，比对电压表读数，哪一基础电池组电压数值下降最小，这一组就是容量最大的一组，将它做为标准组，反之数值下降最大的就是容量最小的一组；标准组在以下放电调整中，不需加入补充电池单体，其它各基础电池组根据电压下降情况，并联接入不同容量的补充电池单体；再进行上述的放电试运行，观察各电压表读数，以与上述相同的方式对不是标准组的补充电池单体，反复几次上述操作，电压值超过标准组电压值的补充量过大，要减下来，电压值低的要加大补充量，使各电压表读数基本一致，但都不要超过标准组。

所述放电运行的次数一直到其中一基础电池组电压降至放电终止，电压值停下，再最后调整一次，按各个基础电池组的电压读数越接近标准组越好的原则，对除标准组以外的基础电池组进行补充或减少电池单体的调整。

在放电运行完后，接下来进行充电，通过每一基础电池组设置的观察数显电压表，观察充电的情况，比对电压表读数，以所述的标准组不加入补充电池单体，以标准组为依据，其它各基础电池充电电压上升快的，电容量小，需加入补充的单体电池，往复几次，完成基础电池组电容量调整基本一致为宜。

将上述各个电压表的读数一同显示在一个显示屏上。

本发明的优点：

它对要配置电池组的电池单体没有了理论上各项技术指标绝对一致的要求，只要是合格的电池，不论规格、材质、容量，只要没有特殊要求，饱和充电电压与放电终止电压一致就可配置成组；它基本上做到了充分发挥每一个电池单体的能效，大大延长了电池组的使用寿命，防止了火灾、爆炸事故的发生，大大提高了电池单体合格率，降低了电池的生产检验成本，为使用电池组的产业大发展奠定了一个无可替代的技术方法。如电动(汽)车、航空航天、舰船潜艇、太阳能、风力、潮汐发电、电力保障等诸多领域。

附图说明

图1是本发明的电池单体的正负引线的示意图。

图2是本发明的电池单体的正负引线另一方式的示意图。

图3是本发明的并联电池单体的串联电路结构示意图。

图4是本发明的并联电池单体的串联电路加入补充电池单体的原理示意图。

图5是本发明的各个电压表的电压屏示意图。

具体实施方式

结合附图，对本发明的具体技术方案描述如下：

所述电池组的配置方法是按照以下步骤顺序进行的：

一、根据所要配置电池组的容量，准备一定数量的同一规格的电池单体，无论多大的电池组电池单体以不超过5Ah容量基本一致为好，以及一些其它材料。

二、在每一个电池单体的正、负极上焊接一颗具有保险丝作用的引线，正红、负黑，参见图1、2，引线粗细根据电池单体容量工作需求而定，当电池单体出现内部短路时引线熔断，使短路电池单体自动从电池组中分离，这样就有效的防止了火灾和爆炸事故的发生，以后电池便可按要求生产。

三、根据需要组成数个并联电池组为基础电池组，并对其进行饱和充电，每一个并联电池组的饱和充电电压要一致为好。

四、把并联电池组，按照电压需求进行串联，并在每一并联组上接入一支数显电压表，电压表的精度越高一点越好，由于各表读数有误差，要对每一表读数进行记录。参见图3。

五、接入负载进行放电试运行，一定时间(可以在电压下降至原充电电压的90﹪至80﹪左右，具体电压下降的数值可以根据调整的需要选择，可以不受90﹪至80﹪范围的限制)后停止放电，比对电压表读数，哪一并联组电压数值下降最小，这一组就是容量最大的一组，将它做为标准组，反之数值下降最大的就是容量最小的一组，标准组不加入补充电池，其它各组根据电压下降值接入不同容量的补充电池单体，参见图4，再进行放电试运行，观察各电压表读数，停下来再调整，一直到一并联电池组电压降至放电终止电压值停下来再调整，电压值超过标准组电压值的补充量过大，要减下来，即减少补充电池单体，电压值低的要加大补充量，即加入补充电池单体。

六、在进行充电时，充电过程中要观察电压表数值变化，电压上升快的就是容量小的并联组，反之就是大的，经过几番充放电调整后，使的各电压表读数基本一致，但都不要超过标准组略低一点，这样就做到了各并联组的容量基本一致，工作起来就大大发挥了各个电池单体的能效。(见图3)

七、电池组在工作中有些指标是要变化的，在运行过程中经常观察各组电压变化要随时进行如上所述的调整，由于此管理方法是透明的，调整精细就可大大的提高电池组的工作寿命，提高能效，降低运行成本，增加经济效益。

八、为了方便工作美化环境，要做一块电压显示屏，显示屏下方有总电压、电流、功率显示更好。(见图5)

九、充、放电管理只在标准并联组接入一电子控制装置即可。

Claims

1.一种电池组的一致性配置方法，按照以下步骤顺序进行：

2.根据权利要求1所述的一种电池组的一致性配置方法，所述放电运行的次数一直到其中一基础电池组电压降至放电终止，电压值停下，再最后调整一次，按各个基础电池组的电压读数越接近标准组越好的原则，对除标准组以外的基础电池组进行补充或减少电池单体的调整。

3.根据权利要求1所述的一种电池组的一致性配置方法，在放电运行完后，接下来进行充电，通过每一基础电池组设置的观察数显电压表，观察充电的情况，比对电压表读数，以所述的标准组不加入补充电池单体，以标准组为依据，其它各基础电池充电电压上升快的，电容量小，需加入补充的单体电池，往复几次，完成基础电池组电容量调整基本一致为宜。

4.根据权利要求1所述的一种电池组的一致性配置方法，将上述各个电压表的读数一同显示在一个显示屏上。