CN106252763A - 一种电动车电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车电源，由两个以上单体蓄电池(1)并联，形成具有与单体蓄电池(1)相同电压平台的蓄电池组，再与变换器(2)连接组成电源(3)；所述电源(3)以并联、串联或串并复合连接形式组成电动车电源。本发明可以解决传统的动力蓄电池组存在的，因需要保持蓄电池一致性，才能保证容量不降低和不会带来过充过放的技术问题。

Description

一种电动车电源
技术领域
本发明属于电能存储技术领域，确切的说，属于动力蓄电池成组技术以及由所述动力蓄电池组和变换器组成的电动车辆使用的电源。
背景技术
公知的电能存储技术一般通过蓄电池组来实现，是通过导体按规则连接蓄电池，构成蓄电池组。
动力蓄电池一般指单体容量超过2Ah的、应用于动力牵引、大功率蓄能系统的蓄电池，动力蓄电池组则为使用动力蓄电池按规则连接的蓄电池组。
由于蓄电池为电化学体系，其性能受温度等条件影响很大，使蓄电池维持适当、均匀的温度一直是人们关注的问题，维持适当而均匀一致的蓄电池性能(压差、容差、内阻)是动力蓄电池成组技术的主要目的。
公知的动力蓄电池成组，一般是通过单体蓄电池(1)串联、单体蓄电池(1)并联然后串联等规则的连接，组成较高电压和容量的蓄电池组。
公知的蓄电池组具有较高的输出电压(单体电压×串联数量)，输出的名义电压一般是如下规格或接近如下规格：6V、12V、24V、36V、48V、60V、110V、220V、380V、600V等。
公知的动力蓄电池成组尤其是锂离子电池成组，一般采取性能(具体指标如：压差、容差、内阻)差异较小的蓄电池匹配来组成；但由于初始性能不一致，以及使用过程中工况的微小差异，经过长期充放电循环，导致蓄电池的一致性逐渐变差，以至于需要维护乃至更换。即便目前的蓄电池管理系统具备了均衡的功能，由于均衡电流难以做大，从而导致仅具有象征性的意义；由于能够影响SOC估算的因素太多，导致了公知技术的蓄电池管理系统SOC估算偏差较大。由于蓄电池的一致性变差，导致了蓄电池组因为短板效应带来的的容量降低和带来过充过放的安全问题。
公知的电动车辆的电源(3)是由上述具有较高的输出电压的蓄电池组构成的，且公知的技术方案长期没有变化。
综上所述，公知的并串联成组技术不完善。
发明内容
本发明的目的是提供一种机动车电源，以解决传统的动力蓄电池组存在的，因需要保持蓄电池一致性，才能保证容量不降低和不会带来过充过放的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电动车电源，由至少两个单体蓄电池(1)并联，形成具有与单体蓄电池(1)相同电压平台的电池组，再与变换器(2)连接组成电源(3)；所述电源(3)以并联、串联或串并复合连接形式组成机动车电源。
所述电源(3)的至少两个的单体蓄电池(1)通过变截面导体(4)并联，导体截面大的一端接入变换器(2)。
所述单体蓄电池(1)通过串联设置的熔断器(5)接入电路。
所述组成电池组的单体蓄电池(1)是具有相近的电性能曲线的相同电化学体系的电池。
各个电源(3)中并联的所有单体蓄电池(1)的两极，分别通过导线(6)相互连接。
本发明的优点如下：
本发明所述电源(3)为具有多个相同规格单体蓄电池(1)并联而成的电池组，所述电池组具有与单体蓄电池(1)相同的电压平台，连接变换器(2)输出高电压。
由于单体蓄电池(1)并联，无需对单体蓄电池(1)进行电压均衡。
由于单体蓄电池(1)并联，成组时无需对电池进行严格分组，且在使用过程中某单体蓄电池(1)容量降低并不会大幅度影响电池组性能；从而减少了维护工作。
由于单体蓄电池(1)并联，影响电池组充放电性能的因素少，更易于进行SOC估算，能够提高估算精度；提高了电池组的使用效率。
由于单体蓄电池(1)并联，更易于监控电池组电压(单体蓄电池(1)电压与之相同)，降低了过充过放的可能性，提高了安全性能，延长了寿命。
由于单体蓄电池(1)并联，温度不均衡对电池组造成的影响小于串联成组的技术方案。
本发明所述的电池组具有较强的容错能力，具有同材料体系、相近的充放电性能曲线的不同容量的蓄电池可以混搭使用；易于SOC估算；进一步降低了过充过放的可能性，提高了电池组的安全性能，延长了寿命；更好的发挥电池性能；更易于工程化实施。
本发明可以减少电池系统的设计、生产和使用成本，提高电池组的安全性，尤其适合于锂离子动力蓄电池的梯次利用；具有显著的社会经济效益。
附图说明
图1为本发明所述蓄电池组与变换器组成电源的原理示意图。
图2为本发明所述变截面导体和树状分布的示意图。
图3为本发明所述电源的基本单元典型构成示意图。
图4为本发明所述电源的典型构成原理示意图。
图5为本发明所述单体蓄电池通过熔断器接入电源电路的原理示意图。
图6为本发明所述电源的一种具有均衡桥接的多组变换器串联应用原理示意图。
图中编号：1、单体蓄电池，2、变换器，3、电源，4、变截面导体，5、熔断器，6、导线。
具体实施方式
现结合所附较佳实施例对本发明详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例1：
请参看图1、2、4所示。
将16只电压3.2V、容量35Ah的磷酸铁锂单体蓄电池(1)并联，获得电池组，所述蓄电池组电压3.2V、容量560AH，供电区间电压为2.95-3.55V。
所述单体蓄电池(1)通过一端向另一端逐渐加厚的变截面导体(铜排)(4)并联，并在最厚的一端接入变换器(2)，所述变换器(2)输出电压48V，最大电流17A的电能供用电器使用。
所述电池组与DC-DC变换器(2)组成低速电动车辆使用的电源(3)。
实施例2：
请参看图3所示。
将36只60Ah和18只35Ah的磷酸铁锂蓄电池(1)规则的排布，并联时分6小组，每小组9只单体蓄电池(1)，单体蓄电池(1)通过变截面导体(4)并联，变截面导体(4)至少部分地具逐渐加厚的结构；所述变截面导体(4)由主汇流排-支路汇流排-单体蓄电池(1)的桩头固定板的导电截面依次分支和变小，形成具有显著的分支结构的树状连接；并在最厚的一端接入变换器(2)。
本例中，单体蓄电池(1)为两个厂家生产的磷酸铁锂电池，放电终止电压均为2.95V，充电终止电压均为3.65V；两种规格的蓄电池(1)分属不同厂家，但具有相同电化学体系，具有相近的充放电性能曲线，可以混搭在一起使用。
所述电池组与DC-AC变换器(2)组成电动车辆使用的电源(3)。
本例中，具有树状分支结构的变截面导体(4)可以充分的利用导体的载流能力，而又不造成过多的冗余；节约材料。
实施例3。
请参看图6所示。
将N只具有相近充放电性能曲线的单体蓄电池(1)规则的排布，分为3个并联小组；每小组由N/3只单体蓄电池(1)并联，通过变截面导体(4)最厚的一端接入变换器(2)。
所述每个并联的小组分别与对应的相同规格参数的变换器(2)连接，变换器(2)之间串联，可以获得变换器(2)×3的输出电压。
本例中，单体蓄电池(1)为磷酸铁锂电池，最低放电截止电压为2.95V，最高充电截止电压为3.65V。
本例中，所述变换器(2)为DC-DC变换器；所述DC-DC变换器(2)也可并联使用。
本例中，还设置了导线(6)，导线(6)为截面较小的导体，将各个电源(3)中并联的所有单体蓄电池(1)的两极，对应的通过导线(6)相互连接，用于平衡所述的多个并联小组的电压。
所述单体蓄电池(1)组成的多个并联小组与多个DC-DC变换器(2)组成电动车辆使用的电源(3)。
所述单体蓄电池(1)分别通过熔断器(5)连接变换器(2)的电路结构参见图5所示。熔断器(5)可以是内置于单体蓄电池(1)内部电路的结构。
综上所述，相近充放电性能曲线的不同容量的单体蓄电池(1)混搭并联成组使用，减少了串联成组方案中单体电压过高和单体电压过低造成的欠充欠放和过充过放问题；充分的利用了单体蓄电池(1)的电极材料，不造成电池组容量上的浪费。
由于电池组为并联结构，单体蓄电池(1)电压可以自行均衡，并且同种材料的各温度下的电芯充放电性能曲线清晰明了，易于进行SOC估算，能够提高SOC估算精度，并据此进行电池管理；充分利用单体蓄电池(1)的电极材料。同时，由于可以更加容易的监控电池组的电压(理论上只需要检测1点)，即可更精确的控制电池组充放电的最高和最低截止电压，进一步提高了电池组的安全性能。
由于电池组为并联结构，对单体蓄电池(1)的容量、内阻、压差等参数不敏感，使得电池厂商不宜于串联配组的电芯能够利用上，减少了浪费，显著的提高了经济效益。尤其适合于锂离子动力蓄电池的梯次利用；具有显著的社会经济效益。
由于单体蓄电池(1)通过熔断器接入电路，当电池组的某部分单体蓄电池(1)受到损伤而短路时，熔断器断开；以及当电池组的某部分单体蓄电池(1)受到损失；不影响其他单体蓄电池(1)的功能，影响电源(3)的性能较小。在诸如救生等不容错场合具有特殊意义。

Claims (5)

1.一种电动车电源，其特征在于，由至少两个单体蓄电池(1)并联，形成具有与单体蓄电池(1)相同电压平台的蓄电池组，再与变换器(2)连接组成电源(3)；所述电源(3)以并联、串联或串并复合连接形式组成机动车电源。
2.根据权利要求1所述的电动车电源，其特征在于：所述电源(3)的至少两个的单体蓄电池(1)通过变截面导体(4)并联，导体截面大的一端接入变换器(2)。
3.根据权利要求1或2所述的电动车电源，其特征在于：所述单体蓄电池(1)通过串联设置的熔断器(5)接入电路。
4.根据权利要求1所述的电动车电源，其特征在于：所述组成电池组的单体蓄电池(1)是具有相近的电性能曲线的相同电化学体系的电池。
5.根据权利要求1所述的电源，其特征在于：各个电源(3)中并联的所有单体蓄电池(1)的两极，分别通过导线(6)相互连接。
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