CN201638913U - 电动车用镍氢电池组 - Google Patents

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吴凤明
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张卫华
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Abstract

本实用新型涉及一种电动车用镍氢电池组，属于镍氢电池在电动车上的应用。特点是：至少两个单体镍氢电池串联成电池模块，至少两个电池模块通过充放电控制器并联成电池组，电池模块间设有间隙，电池模块上设有热敏电阻。本实用新型通过充放电控制器实现对单组电池模块充电、多个电池模块均衡放电、并可随时充电的储电装置。

Description

电动车用镍氢电池组
技术领域
本实用新型涉及一种电动车用镍氢电池组，属于镍氢电池在电动车上的应用。
背景技术
近年来，人们对空气质量及地球石油资源危机等问题日趋重视，保护环境，节约能源的呼声日益高涨，促使人们高度重视电动车及其相关技术的发展，美国、法国、中国的上海市等均相继通过立法限制燃油车，大力发展电动车。目前，电动车用的电池主要是铅酸电池组，毫无疑问，铅酸蓄电池作为动力电池，在电动车上的使用有它的优势。但与镍氢电池相比，其缺点更加突出。其一，对环境的污染。近年来，我国已成为世界上最大的铅酸蓄电池生产和出口国，其产量约占全球的1/3。而伴随该行业快速发展的，则是铅资源的日益匮乏和环境问题的越发严峻。目前废铅蓄电池占再生铅原料的85％以上，由于其成分复杂且数量较多，再生过程比较复杂，同时，铅酸蓄电池中的高浓度硫酸对土壤的污染特别严重，背离了保护环境的初衷。其二，铅酸蓄电池的重量比能量(约30～45Wh/Kg)及体积比能量(约60～90Wh/L)低，其本身的重量再加负载，使电动车的续驶里程不理想。其三，电动电动车用铅酸蓄电池不能大电流充电，并且更不能用车载充电器，电池放完电后只能在固定地点充电8-10个小时后才可继续使用，给使用者带来了极大不方便。基于以上三点，急需寻求另外一种电池来替代铅酸蓄电池。而目前有可能实现在电动电动车替代铅酸蓄电池用的电池只有镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。其中镍镉电池中的镉对环境污染更甚于铅酸蓄电池，而且其重量比能量(约40～60Wh/Kg)及体积比能量(约80～100Wh/L)也比较低，欧美地区已通过立法严格限制镍镉电池的使用。锂离子电池近年来的发展势头迅猛，其重量比能量(约90～130Wh/Kg)及体积比能量(约140～200Wh/L)都比较高，是理想的电动电动车使用电源。但锂离子电池有成本高、一致性差等诸多缺点，特别是锂离子电池的安全性没有保障成为其在电动车使用的最大制约。镍氢电池近年来被称为绿色环保能源，具有重量比能量(约80～90Wh/Kg)及体积比能量(约140～180Wh/L)也较高、无污染、可大电流充放电、安全系数高等优点，被广泛应用在电动自行车、电动工具以及其他便携式工具上，特别是最近几年随着人们环保意识的逐步提高，新能源汽车已成为世界各国的开发热点。镍氢动力电池以其高比能量、高比功率、长寿命、适合大电流放电、充电快、安全性好、无污染等优异的综合特性，再一次成为了新能源汽车用电池的宠儿。但却由于单体镍氢电池的容量较低、串并联后电池组不好固定、通风冷却效果欠佳、充电器的匹配难等问题严重制约了镍氢电池在电动车上的应用。这就需要设计合理的镍氢电池串并联电路以及电池组中各个模块的连接方式，配置合适的充电装置，以满足电动车不同电压和容量的要求，同时保证电池组在使用过程中的快速充电和单体电池的均衡放电。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够保证电池组在使用过程中快速充电和单体电池的均衡放电，实现小容量镍氢电池在电动车上应用的电动车用镍氢电池组。
技术解决方案：至少两个单体镍氢电池串联成电池模块，至少两个电池模块通过充放电控制器并联成电池组，电池模块间设有间隙，电池模块上设有热敏电阻。
充放电控制器的每一个充电通道正极与相对应的电池模块的正极相连，每一个充电通道负极与相对应的电池模块的负极和热敏电阻的另一端相连，放电通道正极一端与直流电机正极相连，另一端通过放电均衡器与所有电池模块的正极相连，放电通道负极一端与直流电机负极相连，另一端与所有电池模块的负极相连。
本实用新型是根据实际电动车的容量和额定电压的要求，对单体镍氢电池进行合理的先串联后并联的组合，电池模块之间的间隙形成冷却风道，采用特殊的充放电控制器，通过充放电控制器实现对单组电池模块充电、多个电池模块均衡放电的储电装置，并可随时充电。
设计出的电动车用电池组体积小(约为铅酸电池的1/2)，重量轻(约为铅酸电池的1/2)，对环境没有任何污染，电池充电快，3～4个小时就可以充满，电动车充电方便，只要有220V的交流电就可以随时充电，同时电动车的整体重量下降，与相同容量和电压的铅酸电池(例如同为48V-80Ah)相比，续驶里程可以提高5～10公里。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中第一组电池模块的侧面图；
图3为本实用新型充放电控制器示意图；
图4为本实用新型电池组采用48V-80Ah电动车线路图。
具体实施方式
实施例
本实用新型电池组采用48V-80Ah的电池组。每5只单体电池1(1.2V-8.0Ah)组成一个电池棒，电池棒两端分别加绝缘纸圈2，每8个电池棒继续用镍片3串联成一组48V-8.0Ah的电池模块。用热封胶和纤维胶带固定好。每个电池模块上安装一个热敏电阻，以提高电池模块的安全性。
十组48V-8.0Ah电池模块并联后组合成了电动车上的储电装置-48V-80Ah的电池组。充电时，通过充放电装置给十组48V-8.0Ah电池模块分别同时充电，此时指示灯6为红色，充满电后，指示灯6变为绿色，放电时，通过充放电装置实现电池模块的并联，十组48V-8.0Ah电池模块同时给直流电机均衡供电。
充、放电装置和DC/DC转换装置
充放电装置与电池组的连接方式为：
1、充放电控制器上C1、C2…C10的正极7连接处，分别与相对应的电池模块1组、2组、…10组的正极5相连。
2、充放电装置上C1、C2…C10的热敏电阻8连接处，分别与电池模块1组、2组、…10组上的热敏电阻的一端连接。
3、充放电装置上C1、C2…C10的负极9连接处，分别与相对应的电池模块1组、2组、…10组负极4和热敏电阻的另一端相连。
4、放电通道正极10连接处，一端与直流电机正极相连。内部通过放电均衡器与所有电池模块的正极相连。
5、放电通道负极11连接处，与直流电机负极相连内部与所有电池模块的负极相连。
DC/DC转换装置安装在放电通道和电动车的其他用电器之间，以保证电动车上其他用电器的使用。

Claims (2)

1.电动车用镍氢电池组，包括单体镍氢电池，其特征在于，至少两个单体镍氢电池串联成电池模块，至少两个电池模块通过充放电控制器并联成电池组，电池模块间设有间隙，电池模块上设有热敏电阻。
2.根据权利要求1所述的电动车用镍氢电池组，其特征在于，充放电控制器的每一个充电通道正极与相对应的电池模块的正极相连，每一个充电通道负极与相对应的电池模块的负极和热敏电阻的另一端相连，放电通道正极一端与直流电机正极相连，另一端通过放电均衡器与所有电池模块的正极相连，放电通道负极一端与直流电机负极相连，另一端与所有电池模块的负极相连。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102244307A (zh) * 2011-06-10 2011-11-16 江苏双登集团有限公司 电动助力车用铅酸蓄电池充电方式
CN110034261A (zh) * 2019-05-22 2019-07-19 湖南科霸汽车动力电池有限责任公司 两轮电动车用镍氢电池包

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