CN104966854A - 一种两轮车电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种两轮车电池组，包括一罩壳，罩壳上表面的一侧设有正负极极柱，另一侧为散热器，罩壳内部由隔热板分成上下腔室，下腔室设有锂电池组和n块开均芯片，上腔室设有n个均衡负载；锂电池组的正负极分别与正负极极柱连接，锂电池组包括n支锂电池电芯、一电压采集芯片和一锂电池保护开关，每支锂电池电芯均通过电压采集芯片连接锂电池保护开关；每支锂电池电芯分别通过一开均芯片连接一均衡负载，n个均衡负载均散热器紧贴。本发明具备了大于传统锂电池20倍以上的均衡能力，可以实现锂电池的铅酸化应用，有效拆解电压，分立模块化，直接替换现有电动两轮车上的铅酸电池，具有大规模推广的价值。

Description

一种两轮车电池组
技术领域
本发明属于电动两轮车电池领域，具体涉及一种两轮车电池组。
背景技术
现有技术的电动两轮车锂电池一般只采用MOS管或继电器对其自身进行过充保护，即当锂电池出现过充现象时，MOS管或继电器工作，断开锂电池的充电电路，以此来保护锂电池。但是这种保护技术的原理较为单一，忽略了电池的一致性问题，大大降低了电池的使用寿命。
或者，如今也有部分锂电池采用了20-30mA的小电流均衡技术，但这种技术不仅均衡能力非常小，而且散热效果较差，导致均衡效果不佳，根本无法支撑电动两轮车的拆解电压的应用。
举例说明，目前传统电动两轮车的电池组均采用12V 12Ah或12V 20Ah的基础模块（铅酸），其内部由4组该基础模块串联，从而实现48V 12Ah和48V 20Ah的应用。不过由于传统锂电池的一致性控制难题，应用在电动两轮车上的锂电池组只能直接设计成48V，这对于电动两轮车的匹配性很差，限制了锂电池在电动两轮车领域的大面积推广。
发明内容
为了克服上述传统锂电池的缺陷，满足电动两轮车的发展需求，本发明旨在提供一种两轮车电池组。
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：
一种两轮车电池组，包括一罩壳，所述罩壳上表面的一侧设置有正极极柱和负极极柱，另一侧为散热器，所述罩壳的内部横置有一块隔热板，所述隔热板将所述罩壳的内部分隔成上下两个腔室，所述下腔室内设置有一个具有自保护功能的锂电池组和n块开均芯片，所述上腔室内设置有n个均衡负载；
所述锂电池组的正负极分别与所述正极极柱和负极极柱连接，所述锂电池组由n支串联在一起的锂电池电芯、一块电压采集芯片以及一个串联在所述锂电池组回路中的锂电池保护开关组成，每支所述锂电池电芯分别与所述电压采集芯片连接，所述电压采集芯片与所述锂电池保护开关连接；每支所述锂电池电芯还分别通过一块所述开均芯片与一个所述均衡负载连接，n个所述均衡负载与n个所述锂电池电芯一一对应，n个所述均衡负载分别紧贴在所述散热器的下方。
优选的，所述锂电池保护开关为MOS管或继电器。
优选的，所述锂电池电芯、所述开均芯片和所述均衡负载的个数均为4个。
优选的，所述散热器为散热片或冷媒装置。
优选的，所述均衡负载为加热电阻、PTC或NTC中的一种
本发明的工作原理如下：
以三元锂电芯为例，首先通过电压采集芯片设定过充保护点U1（U1=4.2V），通过开均芯片设定开均点U2（4.1V＜U2＜4.2V）；当电池组进行充电时，电压采集芯片与开均芯片同时对电池组的各个锂电芯进行电压实时采集，当某一支或某几支锂电芯的电压升到开均点U2时，对应的开均芯片提前触发旁路大均衡，使得对应的均衡负载开始工作，对电池组进行均衡，均衡负载的热量通过散热器散热；当某一支或某几支锂电芯的电压到达或突破过充保护点U1时，电压采集芯片开始工作，触发锂电池保护开关（MOS管或继电器）断开，电池组随即停止充电，此时旁路大均衡继续进行，直到电池组中的每支锂电芯的电压都回到开均点U2以下，锂电池保护开关（MOS管或继电器）恢复，充电电路导通，电池组继续充电。均衡能力取决于均衡电流的大小和散热片的大小，实验结果表明，本发明超过现在传统锂电池均衡能力的20倍以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明设计了一种两轮车电池组，采用双管理模式，即电池快速均衡管理与电池过充保护管理相结合。在电池组充电过程中，当电池组中某支电芯的电压到达开均点时，首先由均衡负载对电池组进行均衡管理，均衡负载发热，并通过散热器进行快速散热；若电池组中某支电芯的电压继续升高，到达或突破过充保护点时，锂电池保护开关（MOS管或继电器）立即工作，直接断开电池组的充电电路，对电池组采取过充保护。本发明具备了大于传统锂电池20倍以上的均衡能力，可以实现锂电池的铅酸化应用，可有效拆解电压，分立模块化，直接替换现有电动两轮车上的铅酸电池，具有大规模推广的价值。
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为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明散热器一侧的剖视图；
图3为本发明正负极极柱一侧的剖视图；
图4为本发明的电路结构示意图。
图中标号说明：1、罩壳；2、正极极柱；3、负极极柱；4、散热器；5、隔热板；6、锂电池组；7、开均芯片；8、均衡负载；61、锂电池电芯；62、电压采集芯片；63、锂电池保护开关。
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1-4所示，一种两轮车电池组，包括一罩壳1，所述罩壳1上表面的一侧设置有正极极柱2和负极极柱3，另一侧为散热器4（散热片或冷媒装置），所述罩壳1的内部横置有一块隔热板5，所述隔热板5将所述罩壳1的内部分隔成上下两个腔室，所述下腔室内设置有一个具有自保护功能的锂电池组6和4块开均芯片7，所述上腔室内设置有4个均衡负载8（加热电阻或PTC或NTC）；
所述锂电池组6的正负极分别与所述正极极柱2和负极极柱3连接，所述锂电池组6由4支串联在一起的锂电池电芯61、一块电压采集芯片62以及一个串联在所述锂电池组6回路中的锂电池保护开关63（MOS管或继电器）组成，每支所述锂电池电芯61分别与所述电压采集芯片62连接，所述电压采集芯片62与所述锂电池保护开关63连接；每支所述锂电池电芯61还分别通过一块所述开均芯片7与一个所述均衡负载8连接，4个所述均衡负载8与4个所述锂电池电芯61一一对应，4个所述均衡负载8分别紧贴在所述散热器4的下方。
本发明的工作原理如下：
以三元锂电芯为例，首先通过电压采集芯片设定过充保护点U1（U1=4.2V），通过开均芯片设定开均点U2（4.1V＜U2＜4.2V）；当电池组进行充电时，电压采集芯片与开均芯片同时对电池组的各个锂电芯进行电压实时采集，当某一支或某几支锂电芯的电压升到开均点U2时，对应的开均芯片提前触发旁路大均衡，使得对应的均衡负载开始工作，对电池组进行均衡，均衡负载的热量通过散热器散热；当某一支或某几支锂电芯的电压到达或突破过充保护点U1时，电压采集芯片开始工作，触发锂电池保护开关（MOS管或继电器）断开，电池组随即停止充电，此时旁路大均衡继续进行，直到电池组中的每支锂电芯的电压都回到开均点U2以下，锂电池保护开关（MOS管或继电器）恢复，充电电路导通，电池组继续充电。均衡能力取决于均衡电流的大小和散热器的大小，实验结果表明，本发明超过现在传统锂电池均衡能力的20倍以上。
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)

1.一种两轮车电池组，其特征在于：包括一罩壳（1），所述罩壳（1）上表面的一侧设置有正极极柱（2）和负极极柱（3），另一侧为散热器（4），所述罩壳（1）的内部横置有一块隔热板（5），所述隔热板（5）将所述罩壳（1）的内部分隔成上下两个腔室，所述下腔室内设置有一个具有自保护功能的锂电池组（6）和n块开均芯片（7），所述上腔室内设置有n个均衡负载（8）；
所述锂电池组（6）的正负极分别与所述正极极柱（2）和负极极柱（3）连接，所述锂电池组（6）由n支串联在一起的锂电池电芯（61）、一块电压采集芯片（62）以及一个串联在所述锂电池组（6）回路中的锂电池保护开关（63）组成，每支所述锂电池电芯（61）分别与所述电压采集芯片（62）连接，所述电压采集芯片（62）与所述锂电池保护开关（63）连接；每支所述锂电池电芯（61）还分别通过一块所述开均芯片（7）与一个所述均衡负载（8）连接，n个所述均衡负载（8）与n个所述锂电池电芯（61）一一对应，n个所述均衡负载（8）分别紧贴在所述散热器（4）的下方。
2.根据权利要求1所述的两轮车电池组，其特征在于：所述锂电池保护开关（63）为MOS管或继电器。
3.根据权利要求1所述的两轮车电池组，其特征在于：所述锂电池电芯（61）、所述开均芯片（7）和所述均衡负载（8）的个数均为4个。
4.根据权利要求1所述的两轮车电池组，其特征在于：所述散热器（4）为散热片或冷媒装置。
5.根据权利要求1所述的两轮车电池组，其特征在于：所述均衡负载（8）为加热电阻、PTC或NTC中的一种。
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