CN110021731A - 一种分布式方便维修的电池包装置 - Google Patents

Abstract

一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：采用小电池包组方式用导线连接至快拆接头组成电池包装置，所以更换维修时只需要更换有问题的更细分的小电池包组，将维护的成本和难度大大降低；同时，因为采用导线的方式将电能或监测信息连接出来，所以可以在相对零碎的不同空间自由的放置不同组数的小电池包组，再通过导线连至快拆接头灵活的连接至电池管理系统，再在电池管理系统内部灵活的对接入的小电池组再进行串联、并联、串联并联组合并管理、监测、控制，再将电能通过输入输出正负极导线连接至需要的充电设备或放电设备，大大丰富了各电芯、电芯组及电池管理系统之间的组装连接方式。

Description

一种分布式方便维修的电池包装置

技术领域

本发明属于电池组装领域，特别是指一种分布式的方便维修的电池包装置。

背景技术

现有电池包组装技术，一般是把数量较多的单片电芯的极耳焊接在连接板上，再在连接板上并串联达到需要的电压、容量，如果电池包里某片电芯性能下降或损换，更换时因为焊接在一起的单片电芯数量比较多，操作比较麻烦，造成电池包组维护困难；同时，因直接焊在连接板上的工艺所限，使电池包组装的方式受到限制只能做成单一的长方形外形，不能灵活的运用零碎空间来组装电池包装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种分布式方便维修的电池包装置，将组成电池包组焊接、组装在一起的数量较多的单片电芯先按需要隔离出来组装成更细分的小电池包组，即先把单组小电池包组先按传统方法或并联或串联焊接、组装成小电池包组，并引出正负极导线，或同时引出监测导线，并连接至快拆接头上，然后再利用引出来的快拆接头连接到电池管理系统，更换维修时只需要更换有问题的更细分的小电池包组，将维护的成本和难度大大降低；同时，因为采用导线的方式将电能或监测信息连接出来，所以可以在零碎的不同空间灵活的放置小电池包组，再在电池管理系统内部灵活的对连接的小电池包组进行串联、并联的连接，并进行监测、管理、控制，再由电池管理系统将电能通过输入输出正、负极导线连接至充电设备或用电设备，大大丰富了各电芯、电芯组及电池管理系统之间的组装、连接方式。

本发明的具体技术方案是：一种分布式方便维修的电池包装置，主要包括：小电池包组10、电池管理系统20、箱体3010、箱盖3020、盖板3030、输入输出快拆接头3040、隔板3050、耐高温棉3060组成；其中：小电池包组10主要包括：电芯1010、电芯连接板1020、输入输出正极导线1030、快拆接头1040、输入输出负极导线1050，监测导线快拆接头1070；电池管理系统20主要包括：输入输出负极导线2010、电池管理系统功能板2020、输入输出正极导线2030、快拆接头2040、监测导线快拆接头2060。

进一步地，将小电池组10内的电芯并联，并同时在并联位引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并连接至快拆接头1040。

进一步地，箱体3010在小电池包组10安装位铺满耐高温棉3060，将小电池包组10以隔板3050相隔安装于箱体3010内，将电池管理系统20固定在盖板3030上，再将盖板3030固定在箱体3010上，箱体3010及盖板3030上设有电池阻挡位3100挡住电池包组10，再将小电池包组10引出的快拆接头1040对应连接至电池管理系统20上的快拆接头2040上，电池管理系统20的输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030连接至输入输出快拆接头3040相应位上，箱盖3020安装在箱体3010上面。

进一步地，可以将小电池包组10独立地安装于外壳1090内，并穿过外壳1090引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050并连接至快拆接头1040相应位上组成单组独立安装小电池包组11。

进一步地，可以将2组或2组以上的小电池包组10以隔板3050相隔安装于外壳1090内，并穿过外壳1090引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050并连接至快拆接头1040相应位上组成多组独立安装小电池包组12。

进一步地，将小电池组10内的电芯正负极串联，并同时在首尾正负极位引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并连接至快拆接头1040，并且每个串联点及首尾点同时引出监测导线并连接至或穿过外壳1090连接至监测导线快拆接头1070上。

进一步地，可以将电池管理系统20独立的安装于带输入输出快拆接头3040的外壳2090内，并将输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030连接至输入输出快拆接头3040相应位上组成单独安装的电池管理系统21。

进一步的，可将单组独立安装小电池包组11或多组独立安装小电池包组12引出的快拆接头1040对应连接至单独安装的电池管理系统21上的快拆接头2040上或同时将监测导线快拆接头1070连接至监测导线快拆接头2060，因连接部分是采用的导线连接，所以可以非常灵活的将各组成部分安装在不同空间。

进一步地，在电池管理系统功能板2020内部，将连接至2040快拆接头上的正负极电气性能串联并首尾引出正负极、并且每个串联点及首尾同时引出监测导线供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用，再由电池管理系统功能板2020引出输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030。

本发明的有益效果在于：因为采用的是小电池包组并用导线连接至快拆接头，所以更换维修时只需要更换有问题的更细分的小电池包组即可，将维护的成本和难度大大降低；同时，因为采用导线的方式将输入输出导线或监测导线连接至快拆接头，所以可以在相对零碎的不同空间灵活的放置不同数量的小电池包组，再通过导线连至快拆接头灵活的连接至电池管理系统，再在电池管理系统内部灵活的对接入的小电池组再进行串联、并联、串联并联组合并管理、监测、控制，再将电能通过输入输出正负极导线连接至需要的充电设备或放电设备，大大丰富了各电芯、电芯组及电池管理系统之间的组装、连接方式。

附图说明

图1为本发明的电池包装置不安装箱盖3020的主视图；

图2为本发明的电池包装置主视图A-A局部剖；

图3为图2的C-C截面放大图；

图4为小电池包组10主视图放大；

图5为小电池包组10左视图放大；

图6为小电池包组10俯视图放大，其中1100为正极接正极和负极接负极并联连接示意；

图7为小电池包组10 B-B截面局部放大图；

图8为单组独立安装小电池包组11的示意图；

图9为多组独立安装小电池包组12的示意图；

图10为小电池包组10-串联连接示意图，其中1100为正极接负极串联连接示意；

图11为单组独立安装小电池包组11串联的示意图；

图12为多组独立安装小电池包组12串联的示意图；

图13为电池管理系统20的主视图；

图14为电池管理系统20的仰视图；

图15为单独安装的电池管理系统21的示意图；

图16为电池管理系统20并联连接的示意图，其中2070为并联连接示意；

图17为单独安装的电池管理系统21串联的示意图；

图18为本发明的电池包装置并联组装连接示意图，其中J1为正负极连接示意；

图19为本发明的电池包装置单组独立安装小电池包组11、单独安装的电池管理系统21连接示意图；

图20为本发明的电池包装置多组独立安装小电池包组12、单独安装的电池管理系统21连接示意图；

图21为本发明的电池包装置单组独立安装小电池包组11、多组独立安装小电池包组12、单独安装的电池管理系统21混合安装连接示意图；

图22为本发明的电池包装置串联组装连接示意图，其中J2为监测导线连接示意；

图23为本发明的电池包装置单组独立安装小电池包组11-串联、单独安装的电池管理系统21连接示意图；

图24为本发明的电池包装置多组独立安装小电池包组12-串联、单独安装的电池管理系统21连接示意图；

图25为本发明的电池包装置单组独立安装小电池包组11-串联、多组独立安装小电池包组12-串联、单独安装的电池管理系统21混合安装连接示意图；

图26为本发明的电池包装置小电池包组10、单组独立安装小电池包组11、多组独立安装小电池包组12、单独安装的电池管理系统21混合安装连接示意图。

图中，10为小电池包组、11为单组独立安装小电池包组、12为多组独立安装小电池包组、20为电池管理系统、21为单独安装的电池管理系统、3010为箱体、3020为箱盖、3030为盖板、3040为输入输出快拆接头、3050为隔板、3060为耐高温棉、3100为电池阻挡位；

1010为电芯、1020为电芯连接板、1030为输入输出正极导线、1040为快拆接头、1050为输入输出负极导线、1060为耐高温棉、1070为监测导线快拆接头、1080为监测导线连接示意、1090为外壳、1100为串并联连接示意；

2010为输入输出负极导线、2020为电池管理系统功能板、2030为输入输出正极导线、2040为快拆接头、2050为监测导线连接汇总示意、2060为监测导线快拆接头、2070为串并联连接示意、2080为串联监测导线连接示意、2090为外壳；

J1为正负极连接示意、J2为监测导线连接示意。

具体实施方式

实施方式1，参照图1-图7、图13-图14、图18，以6并12串、电芯1010电压为3.2V容量为30Ah来说明一种分布式的方便维修的电池包装置的实施方法，该装置主要包括：小电池包组10、电池管理系统20、箱体3010、箱盖3020、盖板3030、输入输出快拆接头3040、隔板3050、耐高温棉3060组成；其中小电池包组10主要包括电芯1010、电芯连接板1020、输入输出正极导线1030、快拆接头1040、输入输出负极导线1050、耐高温棉1060；电池管理系统20主要包括输入输出负极导线2010、电池管理系统功能板2020、输入输出正极导线2030、快拆接头2040；箱体3010在小电池包组10安装位铺满耐高温棉3060，将小电池包组10以隔板3050相隔安装于箱体3010内，将电池管理系统20固定在盖板3030上，再将盖板3030固下在箱体3010上，箱体3010及盖板3030上设有电池阻挡位3100挡住电池包组10，再将小电池包组10引出的快拆接头1040如图18正负极连接示意J1所示对应连接至电池管理系统20上的快拆接头2040上，电池管理系统20的输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030连接至输入输出快拆接头3040相应位上，输入输出快拆接头3040安装在箱体3010上，箱盖3020安装在箱体3010上面；其中小电池组10内的电芯1010用耐高温棉1060隔开并插入电芯连接板的相应孔内，并通过电芯连接板1020如图6正极接正极和负极接负极并联连接示意1100所示将所有电芯并联，并同时在并联位引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并连接至快拆接头1040，在电池管理系统功能板2020内部，如图14串联连接示意2070所示将连接至2040快拆接头上的正负极电气性能串联并首尾引出正负极、并且每个串联点及首尾同时如图14串联监测导线连接示意2080所示引出监测导线供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用，再由电池管理系统功能板2020引出输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030；由此可以得到总电压为3.2*16=51.2V、总容量为30*6=180Ah的电池包装置。

实施方式2，参照图1、图2、图7、图10、图16、图22，以12并6串、电芯1010电压为3.2V容量为30Ah来说明一种分布式的方便维修的电池包装置的实施方法，该装置主要包括：小电池包组10、电池管理系统20、箱体3010、箱盖3020、盖板3030、输入输出快拆接头3040、隔板3050、耐高温棉3060组成；其中小电池包组10主要包括电芯1010、电芯连接板1020、输入输出正极导线1030、快拆接头1040、输入输出负极导线1050、耐高温棉1060、监测导线快拆接头1070；电池管理系统20主要包括输入输出负极导线2010、电池管理系统功能板2020、输入输出正极导线2030、快拆接头2040、监测导线快拆接头2060；箱体3010在小电池包组10安装位铺满耐高温棉3060，将小电池包组10以隔板3050相隔安装于箱体3010内，将电池管理系统20固定在盖板3030上，再将盖板3030固下在箱体3010上，箱体3010及盖板3030上设有电池阻挡位3100挡住电池包组10，再将小电池包组10引出的快拆接头1040对应连接至电池管理系统20上的快拆接头2040上，电池管理系统20的输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030连接至输入输出快拆接头3040相应位上，输入输出快拆接头3040安装在箱体3010上，箱盖3020安装在箱体3010上面；其中小电池组10内的电芯1010用耐高温棉1060隔开并插入电芯连接板的相应孔内，并通过电芯连接板1020如图10正极接负极串联连接示意1100所示将所有电芯串联并首尾连接输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并连接至快拆接头1040，并同时如图10监测导线连接示意1080所示在串联位及首尾引出监测导线并连接至监测导线快拆接头1070相应位上，快拆接头1040如图22正负极连接示意J1所示对应连接至电池管理系统20上的快拆接头2040上，在电池管理系统功能板2020内部，如图16并联连接示意2070所示将连接至2040快拆接头上的正负极电气性能正负极并联并并联引出正负极供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用，监测导线快拆接头1070如图22监测导线连接示意J2所示对应连接至电池管理系统上的监测导线快拆接头2060上，并且相同位置并联并并联引出相同的监测导线供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用；再由电池管理系统功能板2020引出输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030；由此可以得到总电压为3.2*6=19.2V、总容量为30*16=480Ah的电池包装置。

实施方式3，参照图7、图8、图14、图15、图19，以6并12串、电芯1010电压为3.2V容量为30Ah来说明一种分布式的方便维修的电池包装置的实施方法，该装置主要包括：单组独立安装小电池包组11、单独安装的电池管理系统21；其中单组独立安装小电池包组11主要包括电芯1010、电芯连接板1020、输入输出正极导线1030、快拆接头1040、输入输出负极导线1050、耐高温棉1060、外壳1090；单独安装的电池管理系统21主要包括输入输出负极导线2010、电池管理系统功能板2020、输入输出正极导线2030、快拆接头2040、外壳2090、输入输出快拆接头3040；其中单组独立安装小电池包组11内的电芯1010用耐高温棉1060隔开并插入电芯连接板的相应孔内，并通过电芯连接板1020如图8正极接正极和负极接负极并联连接示意1100所示将所有电芯并联，并同时在并联位引出输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并穿过外壳1090连接至快拆接头1040相应位上，快拆接头1040如图19正负极连接示意J1所示对应连接至电池管理系统20上的快拆接头2040上，在电池管理系统功能板2020内部，如图14串联连接示意2070所示将连接至2040快拆接头上的正负极电气性能串联并首尾引出正负极、并且每个串联点及首尾同时如图14串联监测导线连接示意2080所示引出监测导线供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用，再由电池管理系统功能板2020引出输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030并穿过外壳2090连接至输入输出快拆接头3040相应位置；由此可以得到总电压为3.2*16=51.2V、总容量为30*6=180Ah的灵活安装单组独立安装小电池包组11、单独安装的电池管理系统21的分布式电池包装置。

进一步地，参照图9、图20，将2个或多个小电池包组10安装于一个外壳1090中组成多组独立安装小电池包组12，再灵活的安装多组独立安装小电池包组12、单独安装的电池管理系统21，再用导线连接至快拆接头连接至单独安装的电池管理系统21，可灵活方便的组成分布式电池包装置。

实施方式4，参照图7、图11、图16、图17、图23，以12并6串、电芯1010电压为3.2V容量为30Ah来说明一种分布式的方便维修的电池包装置的实施方法，该装置主要包括：单组独立安装小电池包组11、单独安装的电池管理系统21；其中单组独立安装小电池包组11主要包括电芯1010、电芯连接板1020、输入输出正极导线1030、快拆接头1040、输入输出负极导线1050、耐高温棉1060、监测导线快拆接头1070、外壳1090；单独安装的电池管理系统21主要包括输入输出负极导线2010、电池管理系统功能板2020、输入输出正极导线2030、快拆接头2040、监测导线快拆接头2060、外壳2090；其中单组独立安装小电池包组11内的电芯1010用耐高温棉1060隔开并插入电芯连接板的相应孔内，并通过电芯连接板1020如图12正极接负极串联连接示意1100所示将所有电芯串联并首尾连接输入输出正极导线1030、输入输出负极导线1050，并穿过外壳1090连接至快拆接头1040，并同时如图11监测导线连接示意1080所示在串联位及首尾引出监测导线并穿过外壳1090连接至监测导线快拆接头1070相应位上，快拆接头1040如图23正负极连接示意J1所示对应连接至单独安装的电池管理系统21上的快拆接头2040上，在电池管理系统功能板2020内部，如图16并联连接示意2070所示将连接至2040快拆接头上的正负极电气性能正负极并联并并联引出正负极供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用，监测导线快拆接头1070 如图23监测导线连接示意J2所示对应连接至电池管理系统上的监测导线快拆接头2060上，并且相同位置并联并并联引出相同的监测导线供电池管理系统功能板2020监测、管理、控制使用；再由电池管理系统功能板2020引出输入输出负极导线2010、输入输出正极导线2030；由此可以得到总电压为3.2*6=19.2V、总容量为30*16=480Ah的电池包装置。

进一步地，参照图12、图24，将2个或多个小电池包组10安装于一个外壳1090中组成多组独立安装小电池包组12，再灵活的安装多组独立安装小电池包组12、单独安装的电池管理系统21，再用导线连接至快拆接头连接至单独安装的电池管理系统21，可灵活方便的组成分布式电池包装置。

进一步地，参照图21、图25，将单组独立安装小电池包组11、多组独立安装小电池包组12按需要配置安装，并使用导线连接至快拆接头连接至单独安装的电池管理系统21，可更加灵活方便的组成分布式电池包装置。

进一步地，参照图26，将至少1组小电池包组10、电池管理系统20安装在一个外壳2090内，再灵活按需要配置安装单组独立安装小电池包组11、多组独立安装小电池包组12，并使用导线连接至快拆接头连接至单独安装的电池管理系统21，可更加灵活方便的组成分布式电池包装置。

进一步地，在电池管理系统功能板2020内部可以按需要将接入进来的正负极、监测导线进行串联、并联、串联并联给合使用。

进一步地，电池管理系统功能板2020可以同时设置快拆接头2040和成组的配置的快拆接头2040、监测导线快拆接头2060，具体形式和数量，根据需要灵活配置。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所做均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：至少两片可充电电池电芯紧密的安装在一起组成一个小电池包组，每片电芯之间以隔板隔开，小电池包组内各电芯并联连接并引出至少一组输入输出正负极导线，导线的另一端与快拆接头连接在一起，快拆接头连接至电池管理系统上的对应快拆接头上，电池管理系统内部对引入的导线连接并管理控制，电池管理系统再引出至少一组输入输出导线与充电设备及用电设备连接。

2.一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：至少两片可充电电池电芯紧密的安装在一起组成一个小电池包组，每片电芯之间以隔板隔开，小电池包组内各电芯串联连接并引出至少一组输入输出正负极导线和至少一组各电芯的监测导线，导线的另一端与快拆接头连接在一起，快拆接头连接至电池管理系统上的对应快拆接头上，电池管理系统内部对引入的导线连接并管理控制，电池管理系统再引出至少一组输入输出导线与充电设备及用电设备连接的输入输出导线。

3.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：连接至电池管理系统的各小电池包组，在电池管理系统内部按正极接负极串联并且每个串联点及首尾同时引出监测导线，供电池管理系统连接并管理控制。

4.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：连接至电池管理系统的各小电池包组，在电池管理系统内部按正极接正极和负极接负极并联并且监控导线并联连接并管理控制。

5.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：连接至电池管理系统的各小电池包组，在电池管理系统内部正负极导线按正极接正极、负极接负极并联及监测导线并联和正负导线正极接负极串联连接并且每个串联点及首尾同时引出监测导线，两种方式组合连接并管理控制。

6.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：各小电池包组以隔板固定方式紧密的组装固定在一起，再通过引出导线连接至快拆接头独立的连接至电池管理系统。

7.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：各小电池包组以单组带外壳的方式固定，再通过引出导线连接至快拆接头独立的连接至电池管理系统。

8.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：各小电池包组以至少两组的方式组装在一起后再带外壳方式组装在一起，再每小电池包组分别通过引出的导线连接至快拆接头独立的连接至电池管理系统。

9.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：至少1组小电池包组的方式，至少1组各小电池包组以单组带外壳的方式，至少1组各小电池包组以至少两组的方式组装在一起后带外壳方式，以上方式至少两种混合使用将所有的小电池包组分别组装安装，再每小电池包组分别通过引出导线连接至快拆接头独立的连接至电池管理系统。

10.根据权利要求1或2，一种分布式方便维修的电池包装置，其特征在于：一个单组带外壳的小电池包组就是本电池包装置，再按所述一种分布式方便维修的电池包装置组装成更大规格电池包装置。