CN204732859U - 自保护锂离子电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自保护锂离子电池模块，包括电池串、主回路大电流开关、应急电路模块、控制模块等组件，其中，电池串主要由两个以上锂离子电池堆串联形成，所述电池串与主回路大电流开关串联，而与应急电路模块并联，控制模块至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态。本实用新型可有效杜绝锂离子电池组端电压过高、内部温度过高、电流过大、电池单体过充或过放等问题，从而实现锂离子电池组的自我保护，保障了锂离子电池组的使用性能，并可有效延长其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池，特别涉及一种具有自保护功能的锂离子电池模块，属于新能源技术领域。
背景技术
目前锂离子电池作为一种高性能的储能设备已经在工业、农业、交通等多个领域中广泛应用。锂离子电池在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，其中，充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。然而，现有的锂离子电池组在应用时，常会遭遇因电池组端电压过高、内部温度过高、电流过大、某一个或几个电池单体过充或过放等引起的故障，使得锂离子电池组无法正常工作，甚至造成锂离子电池组的损毁。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种自保护锂离子电池模块及锂离子电池模块自保护方法。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种自保护锂离子电池模块，包括：
主要由两个以上锂离子电池堆串联形成的电池串，
与所述电池串串联的主回路大电流开关，
与所述电池串并联的应急电路模块，
以及控制模块，至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态。
进一步的，所述自保护锂离子电池模块还包括：
与任一锂离子电池堆并联的至少一过压旁路模块，至少用以在所述锂离子电池堆的端电压高于设定值时，将所述锂离子电池堆的电量耗散至所述锂离子电池堆的端电压等于或低于所述设定值。
进一步的，所述控制模块通过检查外界交流电存在与否从而决定是否启动应急电路模块，并由应急电路模块驱动主回路大电流开关。
进一步的，所述控制模块通过检查所述电池串的端电压、所述锂离子电池模块内部温度以及所述锂离子电池模块主回路内的电流大小中的任一者是否在可接受范围内而控制主回路大电流开关的接通或者断开。
进一步的，所述电池串的端电压的可接受范围优选为：上限3.8N～4.2N，下限2.0N～2.5N，其中N为所述锂离子电池堆的数量。
进一步的，所述锂离子电池模块内部温度的可接受范围优选为：上限45～60℃，下限-10～0℃。
进一步的，所述锂离子电池模块的主回路电流大小的可接受范围优选为小于或等于100A。
进一步的，所述锂离子电池堆包含一个锂离子电池单体或两个以上并联设置的锂离子电池单体。
进一步的，所述主回路大电流开关采用大电流接触器。
一种锂离子电池模块自保护方法，包括：
提供主要由两个以上锂离子电池堆串联形成的电池串，并将所述电池串与主回路大电流开关串联，而与应急电路模块并联，
以及，提供控制模块，至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态，
其中，所述控制模块通过检查外界交流电存在与否从而决定是否启动应急电路模块，并由应急电路模块驱使主回路大电流开关接通或断开，
并且所述控制模块还通过检查所述电池串的端电压、所述锂离子电池模块内部温度、所述锂离子电池模块主回路内的电流大小中的任一者是否在可接受范围内而使所述主回路大电流开关接通或者断开。
进一步的，所述锂离子电池模块自保护方法还包括：将任一锂离子电池堆与至少一过压旁路模块并联，并且当所述锂离子电池堆的端电压高于设定值时，利用所述过压旁路模块将所述锂离子电池堆的电量耗散，直至所述锂离子电池堆的端电压等于或低于所述设定值。
与现有技术相比，本实用新型的优点包括：通过采用控制模块控制应急电路模块、主回路大电流开关，并配合过压旁路模块，可有效杜绝锂离子电池组端电压过高、内部温度过高、电流过大、电池单体过充或过放等问题，从而实现锂离子电池组的自我保护，保障了锂离子电池组的使用性能，并可有效延长其使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本实用新型具体实施例中一种自保护锂离子电池模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
本实用新型的一个方面提供了一种锂离子电池模块自保护方法，包括：
提供主要由两个以上锂离子电池堆串联形成的电池串，并将所述电池串与主回路大电流开关串联，而与应急电路模块并联，
以及，提供控制模块，至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态。
作为较为优选的实施方案之一，所述锂离子电池模块自保护方法还包括：将任一锂离子电池堆与至少一过压旁路模块并联，并且当所述锂离子电池堆的端电压高于设定值时，利用所述过压旁路模块将所述锂离子电池堆的电量耗散，直至所述锂离子电池堆的端电压等于或低于所述设定值。
本实用新型的另一个方面提供了一种自保护锂离子电池模块，包括：
主要由两个以上锂离子电池堆串联形成的电池串，
与所述电池串串联的主回路大电流开关，
与所述电池串并联的应急电路模块，
以及控制模块，至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态。
进一步的，所述自保护锂离子电池模块还包括：
与任一锂离子电池堆并联的至少一过压旁路模块，至少用以在所述锂离子电池堆的端电压高于设定值时，将所述锂离子电池堆的电量耗散至所述锂离子电池堆的端电压等于或低于所述设定值。
进一步的，在本实用新型中，还利用所述控制模块检查外界交流电存在与否从而决定是否启动应急电路模块，并由应急电路模块驱使主回路大电流开关接通或断开。
更进一步的，在本实用新型中，所述控制模块还通过检查所述电池串的端电压、所述锂离子电池模块内部温度、所述锂离子电池模块主回路内的电流大小中的任一者是否在可接受范围内而使所述主回路大电流开关接通或者断开。
其中，所述电池串的端电压的可接受范围优选为：上限3.8N～4.2N，下限2.0N～2.5N，其中N为所述锂离子电池堆的数量。
其中，所述锂离子电池模块内部温度的可接受范围优选为：上限45～60℃，下限-10～0℃。
其中，所述锂离子电池模块的主回路电流大小的可接受范围优选为小于或等于100A。
显然的，可通过在所述电池模块内设置电压、电流、温度传感器等实现对前述电池串的端电压、锂离子电池模块内部温度、锂离子电池模块主回路内的电流大小的检测。
前述控制模块可采用业界已知的固件形式的控制电路实现，当然也可采用MCU、PLC等。
例如，请参阅图1，在本实用新型的一个实施例中，该自保护锂离子电池模块(如下简称电池模块)由两个以上锂离子电池堆(如下简称电池堆)，主回路大电流开关，应急电路模块，两个以上过压旁路模块以及控制模块组成；其中，该两个以上锂离子电池堆通过串联形成电池串后与主回路大电流开关串联，提供整组电池的动力输出；应急电路模块与电池串相并联；过压旁路模块与锂离子电池堆并联；控制模块控制应急电路模块的启动以及主回路大电流开关的接通或者断开。
其中，控制模块通过检查外界交流电存在与否从而启动应急电路模块，让应急电路模块驱动大电流开关。
其中，控制模块通过检查电池串两端电压是否在可接受范围，电池模块内部温度是否在可接受范围，以及电池模块的主回路电流本身是否在可接受范围控制主回路大电流开关的接通或者断开。
其中，控制模块检测的电池串的端电压优选为上限3.8N～4.2N，下限为2.0N～2.5N，其中N为锂离子电池堆的串联数量，超出允许范围的，控制模块将发信号将主回路大电流开关断开。
其中，控制模块对于电池模块内部温度范围的控制优选为上限45～60摄氏度，下限为-10～0度，超出允许范围的，控制模块将发信号将主回路大电流开关断开；
其中，控制模块对于电池模块的主回路电流大小的控制优选为100A以下，超过100A的，控制模块将发信号将主回路大电流开关断开；
其中，应急电路模块通过直接将电池串两端的电压转换成适合主回路大电流开关的驱动电源控制主回路大电流开关。
其中，锂离子电池堆可以由一个锂离子电池单体组成或若干锂离子电池单体并联组成。
其中，主回路大电流开关优选采用大电流接触器，但不限于此。
其中，过压旁路模块检测电池堆两端的电压，当电压高于设定值时，则通过过压旁路模块内的耗散元件将电池堆的一部分电量耗散。
最后还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (5)
1.一种自保护锂离子电池模块，其特征在于包括：
主要由两个以上锂离子电池堆串联形成的电池串，
与所述电池串串联的主回路大电流开关，
与所述电池串并联的应急电路模块，
以及，至少用以控制所述应急电路模块及主回路大电流开关的工作状态的控制模块。
2.根据权利要求1所述的自保护锂离子电池模块，其特征在于还包括：
与任一锂离子电池堆并联的至少一过压旁路模块，至少用以在所述锂离子电池堆的端电压高于设定值时，将所述锂离子电池堆的电量耗散至所述锂离子电池堆的端电压等于或低于所述设定值。
3.根据权利要求1所述的自保护锂离子电池模块，其特征在于所述应急电路模块与主回路大电流开关连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的自保护锂离子电池模块，其特征在于所述锂离子电池堆包含一个锂离子电池单体或两个以上并联设置的锂离子电池单体。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的自保护锂离子电池模块，其特征在于所述主回路大电流开关采用大电流接触器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520443789.8U CN204732859U (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 自保护锂离子电池模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520443789.8U CN204732859U (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 自保护锂离子电池模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204732859U true CN204732859U (zh) | 2015-10-28 |
Family
ID=54391184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520443789.8U Active CN204732859U (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 自保护锂离子电池模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204732859U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106410892A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-15 | 东软集团股份有限公司 | 电池保护方法、装置及系统 |
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2015
- 2015-06-25 CN CN201520443789.8U patent/CN204732859U/zh active Active
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| CN106410892A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-15 | 东软集团股份有限公司 | 电池保护方法、装置及系统 |
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