CN202333853U - 电池组及其自动均衡装置 - Google Patents

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Abstract

本使用新型提供了一种电池组，包括：多个电池模块、母插、并联公插、串联公插，母插上设置一列正极插槽和一列负极插槽，插槽内设置导电部件，并联公插和串联公插上设置与母插上插槽一一对应的导电部件，母插与公插处于耦合状态时母插上的插槽与公插上的导电部件互相导通，电池模块正极连接母插上的正极插槽列、负极连接母插上的负极插槽列，并联公插内导电部件互相并联连接，并联公插连接充电电路，串联公插内导电部件互相串联连接，串联公插连接放电电路。采用本实用新型提供的方案后，在对电池组充电的同时还能够起到电池组均衡的作用，当电池组充电完成并需要连接放电电路时，将串联公插与母插耦合，达到应用工况所需的电压，简单、高效、可靠、经济。

Description

电池组及其自动均衡装置
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池，特别是涉及一种电池组及其自动均衡装置。
背景技术
由于锂离子电池具有高能量比、高寿命、高电压放电和低自放电等性能优势，其已在电动交通工具、移动便携式电源和储能领域得到普遍应用。
现有的电池组是将多个电池模块进行串联组成，所以单节电池是构成电池组的基本单元。从对电池组的使用过程中发现，电池组使用寿命远短于单节电池的使用寿命，这就表明电池组中的电池单体处于放电异常的不均衡的使用状态中。在组成串联电池组的单体电池之间，由于电池本身的性能或者是外部环境的影响造成电池组中各电池单体所表现出的应用性能也不相同。当电池组处于充电状态时，往往会出现某节电池已经被充满，而其他电池还处于未充满的状态，由于是串联连接，所以，被充满的单节电池处于过充的状态，直到所有单节电池都被充满电，电池过充不仅会使电池的寿命减少而且还有可能发生安全隐患，如果为了避免过充，就会存在单节电池充不满电的问题，造成的后果是充电少的电池寿命减短，从而使整个电池系统的寿命缩短。在不均衡的前提下对电池组不断重复的充放电过程更加剧了不均衡现象，在这样的状态下长期使用将会使整个串联电池组的性能大大降低。
传统的均衡方式有能耗式均衡、同轴多绕组变压器均衡对电池组充电进行均衡，然而均衡电路带来的问题是均衡效果不佳、电路硬件不稳定、成本上升。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池组，包括多个电池模块、母插、并联公插、串联公插，母插上设置一列正极插槽和一列负极插槽，插槽内设置导电部件，并联公插和串联公插上设置与母插上插槽一一对应的导电部件，母插与公插处于耦合状态时母插上的导电部件与公插上的导电部件互相导通，电池模块正极连接母插上的正极插槽列、负极连接母插上的负极插槽列，并联公插内导电部件互相并联连接，并联公插连接充电电路，串联公插内导电部件互相串联连接，串联公插连接放电电路。
当并联公插与母插处于耦合状态时，电池模块处于并联连接方式。当串联公插与母插处于耦合状态时，电池模块处于串联连接方式。
所述的电池组，母插上正极插槽所在列与负极插槽所在列互相平行。为保证电池组的安全性，正极插槽列与负极插槽列互相平行，避免发生短路。
所述电池组，母插插槽内的导电部件和公插上的导电部件为导电性能良好的金属。当母插与公插处于耦合状态时，母插插槽内的导电部件与公插上的导电部件互相接触，使得电池组处于导通的状态，金属片的导电性能直接影响到电池组的应用性能与安全性能。
所述电池组，母插与公插的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。为满足电池组长期使用的需要和处于安全性能的考虑，母插与公插必须有承受高温和绝缘的能力。
所述电池组，母插与公插为长方形或者圆形等规则几何形状。为保证电池箱内的空间利用最大化，母插与公插可以随着设计要求改变形状。
本实用新型还提供一种电池组自动均衡装置，包括：多个电池模块、母插、并联公插，母插上设置一列正极插槽和一列负极插槽，插槽内设置导电部件，并联公插上设置与母插上插槽一一对应的导电部件，母插与公插处于耦合状态时母插上的插槽与公插上的导电部件互相导通，电池模块正极连接母插上的正极插槽列，负极连接母插上的负极插槽列，并联公插内导电部件互相并联连接，母插与并联公插相互耦合。
当并联公插与母插处于耦合状态时，电池模块处于并联连接方式，电池组可以进行自动均衡。
所述母插上正极插槽所在列与负极插槽所在列互相平行。为保证电池组的安全性，正极插槽列与负极插槽列互相平行，避免发生短路。
所述电池组自动均衡装置，母插插槽内的导电部件和公插上的导电部件为导电性能良好的金属。当母插与公插处于耦合状态时，母插插槽内的导电部件与公插上的导电部件互相接触，使得电池组处于导通的状态，金属片的导电性能直接影响到电池组的应用性能与安全性能。
所述电池组自动均衡装置，母插与公插的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。为满足电池组长期使用的需要和处于安全性能的考虑，母插与公插必须有承受高温和绝缘的能力。
所述电池组，母插与公插为长方形或者圆形等规则几何形状。为保证电池箱内的空间利用最大化，母插与公插可以随着设计要求改变形状。
本实用新型所提供的电池组可用于电动交通工具、便携式移动电源或者储能领域。
采用本实用新型提供的方案后，需要对电池组进行充电时，通过并联公插与母插的耦合，连通充电电路与电池组，同时还能够起到电池组均衡的作用，当电池组充电完成并需要连接放电电路时，将串联公插与母插耦合，此时，电池组内部的电池单元处于串联连接状态，可以提供达到应用工况所需的电压。还可以通过并联公插对整组电池组进行自动均衡，达到应急救援的效果，简单、高效、可靠、经济，有效延长电池组的使用寿命，节省开支。
附图说明
图1为本实用新型的母插示意图。
图2为本实用新型的并联公插示意图。
图3为本实用新型的串联公插示意图。
图1-图3中，1、母插；11、正极插槽；12、负极插槽；13、导电部件；2、并联公插；21、导电部件；3、串联公插；31、导电部件；4、电池模块；5、充电器；6、放电电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括：电池模块4、母插1、并联公插2、串联公插3，母插1上设置一列正极插槽11和一列负极插槽12，插槽内设置导电部件13，并联公插2上设置与母插1上插槽一一对应的导电部件21，串联公插3上设置与母插上插槽一一对应的导电部件31，母插1与并联公插2处于耦合状态时母插1上的插槽11与并联公插2上的导电部件21互相导通，母插1与串联公插3处于耦合状态时母插1上的导电部件13与串联公插3上的导电部件31互相导通，电池模块4中的电池模块正极连接母插1上的正极插槽列12、负极连接母插上的负极插槽列11，并联公插2内导电部件21互相并联连接，并联公插2连接充电电路，电池模块4处于充电状态；串联公插3内导电部件31互相串联连接，串联公插3连接放电电路6，电池模块4处于放电状态。
当并联公插2与母插1处于耦合状态时，电池模块4内的电池单体处于并联连接方式。当串联公插3与母插1处于耦合状态时，电池模块4内的电池单体处于串联连接方式。
母插1上正极插槽所在列12与负极插槽11所在列互相平行。为保证电池模块4的安全性，正极插槽列12插槽与负极插槽列11互相平行，避免发生短路。
母插插槽内的导电部件13和并联公插2、串联公插3上的导电部件21、导电部件31为导电性能良好的金属。当母插1与并联公插2、串联公插3处于耦合状态时，母插1插槽内的导电部件13与并联公2、串联公插2上的导电部件21、导电部件22互相接触，使得电池模块4处于导通的状态，导电部件与导电部件的导电性能直接影响到电池模块4的应用性能与安全性能。
母插1与并联公插2、串联公插3的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。为满足电池组长期使用的需要和处于安全性能的考虑，母插1与并联公插2、串联公插3必须有承受高温和绝缘的能力。
电池组内母插1与并联公插2、串联公插3为长方形或者圆形等几何形状。为保证电池箱内的空间利用最大化，母插1与并联公插2、串联公插3可以随着设计要求改变形状。
测试数据：
在常温条件下，对一个由12串电池成的电池组进行测试，将编号为12的电池进行预充电到50％SOC，测得编号12的电池电压为3314毫伏，电池组中其他电池电压不变；再对整个电池组进行并联充电，电池组的电压为3344毫伏，然后对电池组中每个电池进行测试，编号为12的电池与其电池组中其他电池电压一致，表明使用本实用新型的方案后，很好地解决了电池组中电池的一致性问题，即使电池组在放电时造成电池组内各电池不均衡，也能在充电的时候挽救电池组中一致性较差的电池。
Figure BDA0000103180930000051
采用本实用新型提供的方案后，需要对电池组进行充电时，通过并联公插与母插的耦合，连通充电电路与电池组，同时还能够起到电池组均衡的作用，简单、高效、可靠、经济。当电池组充电完成并需要连接放电电路时，将串联公插与母插耦合，此时，电池组内部的电池单元处于串联连接状态，可以提供较高的电压。
实施例2
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括：电池模块4、母插1、并联公插2、串联公插3，母插1上设置一列正极插槽11和一列负极插槽12，插槽内设置导电部件13，并联公插2上设置与母插1上插槽一一对应的导电部件21，串联公插3上设置与母插上插槽一一对应的导电部件31，母插1与并联公插2处于耦合状态时母插1上的导电部件13与并联公插2上的导电部件21互相导通，电池模块4中的电池模块正极连接母插1上的正极插槽列12、负极连接母插1上的负极插槽列11，并联公插2内导电部件21互相并联连接，母插1与并联公插2相互耦合。
当并联公插2与母插1处于耦合状态时，电池模块4内的电池单体处于并联连接方式。
当电池组在适用过程中发现某单串电池发生电压故障时，可以将并联公插2插上母插1，电池模块4便开始进行自动均衡，可以起到一个很好的应急作用；而且在电池组闲置又不在充电时，也可以将并联公插2插入母插1中，电池模块4进行自动均衡，能有效延长电池模块4的使用寿命。
母插1上正极插槽所在列12与负极插槽11所在列互相平行。为保证电池模块4的安全性，正极插槽列12插槽与负极插槽列11互相平行，避免发生短路。
母插插槽内的导电部件13和并联公插2、串联公插3上的导电部件21、导电部件31为导电性能良好的金属。当母插1与并联公插2、串联公插3处于耦合状态时，母插1插槽内的导电部件13与并联公2、串联公插2上的导电部件21、导电部件22互相接触，使得电池模块4处于导通的状态，导电部件与导电部件的导电性能直接影响到电池模块4的应用性能与安全性能。
母插1与并联公插2、串联公插3的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。为满足电池组长期使用的需要和处于安全性能的考虑，母插1与并联公插2、串联公插3必须有承受高温和绝缘的能力。
电池组内母插1与并联公插2、串联公插3为长方形或者圆形等规则几何形状。为保证电池箱内的空间利用最大化，母插1与并联公插2、串联公插3可以随着设计要求改变形状。
可以通过并联公插对整组电池组进行自动均衡，提高电池组使用性能，达到应急救援的效果，相比较传统的均衡方式而言，此均衡方式简单、高效、可靠、经济，电池组能够进行自动均衡，有效延长电池组的使用寿命，节省开支。

Claims (10)

1.一种电池组，包括：多个电池模块、母插、并联公插、串联公插，母插上设置一列正极插槽和一列负极插槽，插槽内设置导电部件，并联公插和串联公插上设置与母插上插槽一一对应的导电部件，母插与公插处于耦合状态时母插上的导电部件与公插上的导电部件互相导通，电池模块正极连接母插上的正极插槽列，负极连接母插上的负极插槽列，并联公插内导电部件互相并联连接，并联公插连接充电电路，串联公插内导电部件互相串联连接，串联公插连接放电电路。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：母插上正极插槽所在列与负极插槽所在列互相平行。
3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：母插插槽内的导电部件和公插上的导电部件为导电性能良好的金属。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：母插与公插的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。
5.根据权利要求1或4所述的电池组，其特征在于：母插与公插为长方形或者圆形等规则几何形状。
6.一种电池组自动均衡装置，包括：多个电池模块、母插、并联公插，母插上设置一列正极插槽和一列负极插槽，插槽内设置导电部件，并联公插上设置与母插上插槽一一对应的导电部件，母插与并联公插公插处于耦合状态时母插上的插槽与公插上的导电部件互相导通，电池模块正极连接母插上的正极插槽列，负极连接母插上的负极插槽列，并联公插内导电部件互相并联连接，母插与并联公插相互耦合。
7.根据权利要求6所述的电池组自动均衡装置，其特征在于：母插上正极插槽所在列与负极插槽所在列互相平行。
8.根据权利要求6所述的电池组自动均衡装置，其特征在于：母插插槽内的导电部件和公插上的导电部件为导电性能良好的金属。
9.根据权利要求6所述的电池组自动均衡装置，其特征在于：母插与公插的材料为绝缘性能和耐热性能良好的材料。
10.根据权利要求6或9所述的电池组自动均衡装置，其特征在于：母插与公插为长方形或者圆形等规则几何形状。
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