CN112820967A - 一种电池模组、缺陷定位系统及自适应放电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种电池模组、缺陷定位系统及自适应放电系统，包括电芯单元和负极连接组件，所述负极连接组件用于将电芯单元负极并联电连接；所述电池模组还包括正极连接组件，所述正极连接组件包括一放电极片、一充电极片和多个分支极片；所述各分支极片分别与各电芯单元正极电连接；所述正极连接单元还包括充放电回路单元，所述充放电回路单元包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管正极与充电极片相连接，负极与一分支极片相连接；所述第二二极管正极与一分支极片相连接，负极与放电极片相连接。可以在局部未知的电芯出现故障时，将电芯位置指示出来，可以实现精准故障定位和替换。并且，具有自适应隔绝作用。
Description
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，涉及电池模组技术，具体涉及一种电池模组、模组内部的缺陷电芯的定位技术，以及存在缺陷电芯下的模组自适应放电技术。
背景技术
动力电池组通常都是很多只电芯组装而成，就需要把电池通过并联再串联在一起，一个连接片可将多个电池连接并联在一起后，再连接到下一串电池，这样操作就可组装成一组电池组。
由于电芯质量、使用过程环境、突发事件如外力冲击等影响，同一组电池的电芯极有可能出现寿命不同的情况。通常，当同一组内局部电芯出现故障时，电池模组的整体放电能力将受到影响；出现故障的电芯由于内阻增大，还可能导致电芯发热而威胁整个电池模组安全使用。
一般的，为了解决电池模组故障问题，通常会以整个模组的放电能力作为考量，即电芯故障已经影响到整个电池模组放电能力时，才考虑整体替换电池模组。但是，早期电芯故障会加速整个电池模组的损坏。所以，尽早定位问题电芯并及时更换有利于电池模组其他电芯的寿命延长，并可一定程度上避免问题电芯发热带来的安全隐患。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明提供一种电池模组、缺陷定位系统及自适应放电系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电池模组，包括电芯单元和负极连接组件，所述负极连接组件用于将电芯单元负极并联电连接；其特征在于，
所述电池模组还包括正极连接组件，所述正极连接组件包括一放电极片、一充电极片和多个分支极片；
所述各分支极片分别与各电芯单元正极电连接；
所述正极连接单元还包括充放电回路单元，所述充放电回路单元包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管正极与充电极片相连接，负极与一分支极片相连接；
所述第二二极管正极与一分支极片相连接，负极与放电极片相连接。
优选方案，所述电池模组包括电芯故障指示单元，所述电芯故障指示单元并联于所述第二二极管两极，用于检测、和/或监测、和/或指示第二二极管电压差。
优选方案，所述电芯故障指示单元为一发光二极管，所述发光二极管的正极与所述第二二极管的负极相连接；所述发光二极管的负极与所述第二二极管的正极相连接。
优选方案，所述电芯故障指示单元由一发光二极管和一热敏电阻组成，所述发光二极管正极和所述热敏电阻一端串联；所述热敏电阻另一端与所述第二二极管负极电连接；所述发光二极管负极与所述第二二极管正极相连接。
优选方案，所述热敏电阻阻值与温度正相关。
优选方案，所述热敏电阻贴附在对应分支极片连接的电芯表面。
优选方案，所述缺陷定位系统包括如权利要求2-6之任一项权利要求所述的电芯故障指示单元；所述故障定位系统包括标签单元，所述标签单元用于标注并区分连接各电芯的分支极片对应的故障指示单元的信号。
优选方案，所述故障定位系统包括故障管理单元，所述故障管理单元连接所述电芯故障指示单元，用于设置电芯故障指示单元信号对应的故障阈值；并根据检测到的信号与阈值关系输出故障电芯的定位。
优选方案，所述缺陷定位系统包括故障信号锁定输出单元，所述故障信号锁定输出单元用于根据故障信号定位输出锁定信号，所述锁定信号用于驱动所述发光二极管发光。
优选方案，包括如权利要求1-6所述的负极连接组件和正极连接组件。
本发明的有益效果体现在，通过设置故障指示单元，可以在局部未知的电芯出现故障时，将电芯位置指示出来，可以实现精准故障定位和替换。并且，设置单向隔离的充放电回路，可以使故障电芯不参与放电，也不会消耗正常电芯的电能。具有自适应隔绝作用。
附图说明：
图1为本发明实施例的电池模组负极连接组件结构示意图；
图2为本发明实施例的电池模组正极连接组件结构示意图；
图3为本发明实施例的电池模组正极连接组件局部视图；
图4为本发明实施例的一种充放电回路单元示意图；
图5为本发明实施例的另一种充放电回路单元示意图。
附图标记说明
1、负极连接组件；2、正极连接组件；21、放电极片；22、充电极片；23、分支极片；24、第一二极管；25、第二二极管；26、发光二极管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，本发明提供的具体实施例如下：
本实施例的一种:
一种电池模组，包括电芯单元和负极连接组件(1)，所述负极连接组件(1)用于将电芯单元负极并联电连接；
所述电池模组还包括正极连接组件(2)，所述正极连接组件(2)包括一放电极片(21)、一充电极片(22)和多个分支极片(23)；
所述各分支极片(23)分别与各电芯单元正极电连接；
所述正极连接单元还包括充放电回路单元，所述充放电回路单元包括第一二极管(24)和第二二极管(25)；
所述第一二极管(24)正极与充电极片(22)相连接，负极与一分支极片(23)相连接；
所述第二二极管(25)正极与一分支极片(23)相连接，负极与放电极片(21)相连接。本实施例引入两个二极管相对设置，将充电回路和放电回路进行隔离。隔离后的充电回路可对所有电芯进行并联充电；隔离后的放电回路则会由于二级管的作用，可能对部分电芯产生隔离效果。比如电池组包括1-10号电芯，其中3号电芯故障导致电压不足(或者功率输出不足)，则在放电极片(21)上的电位就会高于3号电芯正极电位，3号电芯无法放电，等效被隔离。
且，同时具备的有益效果是，当其他电芯放电到一定程度，整体电位低于3号电芯正极电位时，3号电芯参与放电。意义在于，电芯故障并非完全故障，早期故障电芯还有一定的使用价值。如果直接作为故障电芯被替换则会造成浪费。但是如果早期故障电芯全程参与放电，则会由于其内阻更高，会对整体电能造成浪费，并在电池组内部产生额外热量，影响电池组散热和正常使用。
通过本实施例的单向放电回路，还能实现所有电芯的均衡放电，即局部高电位电芯先放电到与其他电芯同等电位水平，其他电芯陆续参与放电。
优选实施例方案，所述电池模组包括电芯故障指示单元，所述电芯故障指示单元并联于所述第二二极管(25)两极，用于检测、和/或监测、和/或指示第二二极管(25)电压差。
优选实施例方案，所述电芯故障指示单元为一发光二极管(26)，所述发光二极管(26)的正极与所述第二二极管(25)的负极相连接；所述发光二极管(26)的负极与所述第二二极管(25)的正极相连接。通过发光二极管(26)可以将电芯故障位置直接展示出来。比如5号电芯故障，则5号电芯对应位置的发光二极管(26)就会自动点亮。对于现场维修更换效果非常明显。
优选实施例方案，所述电芯故障指示单元由一发光二极管(26)和一热敏电阻组成，所述发光二极管(26)正极和所述热敏电阻一端串联；所述热敏电阻另一端与所述第二二极管(25)负极电连接；所述发光二极管(26)负极与所述第二二极管(25)正极相连接。优选实施例方案，所述热敏电阻阻值与温度正相关。
优选实施例方案，所述热敏电阻贴附在对应分支极片(23)连接的电芯表面。由于发光二极管(26)必定会形成放电的通路，热敏电阻的引入可以将有严重故障的电芯通过温度反馈实现电阻升高后的基本完全隔离，更好得保护电池模组，避免故障发现不及时或者位及时更换导致得电池模组整体受损。
优选实施例方案，所述缺陷定位系统包括上述的电芯故障指示单元；所述故障定位系统包括标签单元，所述标签单元用于标注并区分连接各电芯的分支极片(23)对应的故障指示单元的信号。
通过故障定位系统，可以实现故障定位的标准化、信息化，对于电池生命周期管理、故障统计、故障分析等具有积极价值。
优选实施例方案，所述故障定位系统包括故障管理单元，所述故障管理单元连接所述电芯故障指示单元，用于设置电芯故障指示单元信号对应的故障阈值；并根据检测到的信号与阈值关系输出故障电芯的定位。提供故障管理单元后，系统的适应性更强，可以根据电池类型、使用环境等进行个性化定制。比如高寒、高海拔的使用场景，汽车动力电池场景等。
优选实施例方案，所述缺陷定位系统包括故障信号锁定输出单元，所述故障信号锁定输出单元用于根据故障信号定位输出锁定信号，所述锁定信号用于驱动所述发光二极管(26)发光。通过锁定信号，可以使过程性故障被记录，更能实现断电维修检测。动力电池电芯故障后，通常静态下直接测量电压难以实现故障检测，因为故障通常影响的驱动能力(功率)，如果不适用，电势则会回复正常。也就是说，为了还原故障，需要将电池置于使用状态下。按传统，一种方案是现场故障检测，即在电池模组使用现场进行检测更换；另一种方案是，准备一套模拟现场的用电场景。第一种场景会导致维修及故障整端费时费力，第二种方案则会有较大的成本投入。本实施例通过信号锁定能将使用过程种的故障被锁定记录，解决上述问题。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电池模组，包括电芯单元和负极连接组件，所述负极连接组件用于将电芯单元负极并联电连接；其特征在于，
所述电池模组还包括正极连接组件，所述正极连接组件包括一放电极片、一充电极片和多个分支极片；
所述各分支极片分别与各电芯单元正极电连接；
所述正极连接单元还包括充放电回路单元，所述充放电回路单元包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管正极与充电极片相连接，负极与一分支极片相连接；
所述第二二极管正极与一分支极片相连接，负极与放电极片相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括电芯故障指示单元，所述电芯故障指示单元并联于所述第二二极管两极，用于检测、和/或监测、和/或指示第二二极管电压差。
3.根据权利要求2所述的一种电池模组，其特征在于，所述电芯故障指示单元为一发光二极管，所述发光二极管的正极与所述第二二极管的负极相连接；所述发光二极管的负极与所述第二二极管的正极相连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种电池模组，其特征在于，所述电芯故障指示单元由一发光二极管和一热敏电阻组成，所述发光二极管正极和所述热敏电阻一端串联；所述热敏电阻另一端与所述第二二极管负极电连接；所述发光二极管负极与所述第二二极管正极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种电池模组，其特征在于，所述热敏电阻阻值与温度正相关。
6.根据权利要求4或5所述的一种电池模组，其特征在于，所述热敏电阻贴附在对应分支极片连接的电芯表面。
7.一种电池模组缺陷定位系统，其特征在于，所述缺陷定位系统包括如权利要求2-6之任一项权利要求所述的电芯故障指示单元；所述故障定位系统包括标签单元，所述标签单元用于标注并区分连接各电芯的分支极片对应的故障指示单元的信号。
8.根据权利要求7所述的电池模组缺陷定位系统，其特征在于，所述故障定位系统包括故障管理单元，所述故障管理单元连接所述电芯故障指示单元，用于设置电芯故障指示单元信号对应的故障阈值；并根据检测到的信号与阈值关系输出故障电芯的定位。
9.根据权利要求8所述的电池模组缺陷定位系统，其特征在于，所述缺陷定位系统包括故障信号锁定输出单元，所述故障信号锁定输出单元用于根据故障信号定位输出锁定信号，所述锁定信号用于驱动所述发光二极管发光。
10.一种电池模组的自适应放电系统，其特征在于，包括如权利要求1-6所述的负极连接组件和正极连接组件。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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