CN206516728U - 快充式长循环动力电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快充式长循环动力电池系统，其包括锂离子电池组、对锂离子电池组进行监控的电池管理系统，所述动力电池系统还包括电芯支架、软连接件、高压控制系统；所述锂离子电池组固定在所述电芯支架上，所述锂离子电池组为若干锂离子电池标准模组进行串联，所述锂离子电池标准模组之间通过所述软连接件电气连接，且所述软连接件与高压控制系统电连接。该电池系统克服了传统动力电池系统的低寿命、质量重、体积大、污染严重等问题，从技术上实现快充电、长续航，解决了纯电动汽车无法像传统燃油车加油一样便捷使用的难题。

Description

快充式长循环动力电池系统

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，具体涉及一种快充式长循环动力电池系统。

背景技术

近年来，随着能源局势日趋严重、全球环境的不断恶化，能源枯竭、环境安全已成为人们日益担心的问题，人们的生活水平的不断提高，高科技的不断发展，节能环保成了全球人类的共同话题，在能源转型、汽车产业弯道超车、减少化石能源依赖、治理环保的综合考虑下，我国开始大力发展动力电池和新能源汽车相关产业。

电动汽车的发展存在电机及电池等许多需要解决和完善的问题，而作为电动汽车的核心能源，动力电池目前还存在比能量低下、电池充电速度较慢、续驶里程较短等问题。同时，电动汽车动力电池的充电方法和充电快速性问题，也一直影响和制约着电动车的普及与应用，成为本领域人员急待解决的一个技术难题，快速充电动力电池系统应用于电动汽车是必然趋势。为解决上述技术问题，本实用新型因此而来。

实用新型内容

针对上述提出的目前电动汽车用动力电池组存在的问题，本实用新型提供一种快充式长循环动力电池系统，解决了现有技术中动力电池系统循环寿命段、充电时间长等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案是：

快充式长循环动力电池系统，包括锂离子电池组、对锂离子电池组进行监控的电池管理系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括电芯支架、软连接件、高压控制系统；所述锂离子电池组固定在所述电芯支架上，所述锂离子电池组为若干锂离子电池标准模组进行串联，所述锂离子电池标准模组之间通过所述软连接件电气连接，且所述软连接件与高压控制系统电连接。

所述电芯支架用于固定电芯，增强结构安全性；所述软连接件用于释放震动应力，确保电气安全可靠；所述高压控制系统用于控制锂离子电池组的高压电源。高压电源采用内置箱体电气设计思路断电后箱体外部不带电，确保电气安全可靠。高压控制系统是通过软连接来采集电压信息。

软连接件是整个连接锂离子电池组，和高压控制系统是串联关系，其整个是高压系统，电池管理系统是低压系统，是通过降低方式来得到。

所述快充式长循环动力电池系统的锂离子电池组采用锂离子电池标准模组进行串联，可以根据需求设计电压平台，确保系统效率高。

优选地，所述软连接件固定在所述电芯支架上；所述高压控制系统控制锂离子电池组的高压电源。

优选地，所述锂离子电池标准模组为至少3只锂离子电池并联而成，锂离子电池为钛酸锂电池。

优选地，所述钛酸锂电池的正极材料为磷酸锰铁锂或磷酸锰铁锂和其他电池材料的复合材料，负极材料为经碳、磷酸锆、氮化钛或其他修饰材料表面修饰过的钛酸锂，隔膜为超短波激光脉冲沉积法、静电纺丝技术或原子层沉积技术制备的陶瓷隔膜，电解液为防胀气的钛酸锂电解液。

优选地，所述软连接件采用汽车级元器件和连接器件，电气参数指标冗余在150％以上。

优选地，快充式长循环动力电池系统还包括机箱，在所述机箱内设置有固定支架，锂离子电池组、电池管理系统、电芯支架、软连接件、高压控制系统均固定在固定支架上。电芯支架是用来固定锂离子电池组，软连接是连接电池组，固定支架是固定高压控制系统和电池管理系统。

优选地，所述锂离子电池组外侧设有铝片，通过铝片进行散热。

本实用新型的技术方案可以适用于公交车和出租车以及所有24小时运营的移动工具上，包括码头拖车、叉车、RTG等。该动力电池系统为15分钟快充系统，克服了传统动力电池的循环寿命短、充电时间长等问题，将在新能源汽车领域实现广泛的应用。

本实用新型技术方案中锂离子电池组通过3串3并标准模块串并联而成；电池管理系统(BMS)对电池组的充放电性能进行保护、对每个电池的电压、电流、充放电温度进行监视，从而对用电设备有效地保护。

相对于现有技术中的方案，本实用新型的优点是：

本实用新型技术方案通过BMS电池管理系统对电池组的充放电性能进行保护，采用钛酸锂电池，倍率充放性能优越且使用寿命在8年以上；采用铝壳封装，安全且利于散热；采用铝板导热Pack结构，内部温度保证了均一性和良好的散热效果；采用标准模块化设计思路，安装调试方便；采用软连接进行模块间电气连接，确保电气安全可靠；采用继电器内置箱体电气设计思路，断电后箱体外部不带电，确保电气安全可靠；采用汽车级连接器进行电池箱外部电气连接，同时具有互锁功能，确保电气连接安全可靠。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型快充式长循环动力电池系统的外形结构示意图；

图2为本实用新型快充式长循环动力电池系统的整体结构示意图；

图3为本实用新型快充式长循环动力电池系统的侧面结构示意图；

图4A为本实用新型快充式长循环动力电池系统的锂离子电池组标准模块示意图；图4B为电芯支架放大示意图。

图5为本实用新型快充式长循环动力电池系统的锂离子电池组标准模块示意图的另一侧。

其中1为锂离子电池组；2为电池管理系统；3为电芯支架；4为软连接件；5为高压控制系统；6为机箱；61为固定支架；7为铝片。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

介绍和概述

本实用新型通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。

下文将描述本实用新型的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本实用新型的仅一些或所有方面来实施本实用新型。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本实用新型。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本实用新型无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本实用新型费解而省略或简化了众所周知的特征。

如图1～图5所示，该锂离子电池组移动电源，包括锂离子电池组1、对锂离子电池组进行监控的电池管理系统2，所述动力电池系统还包括电芯支架3、软连接件4、高压控制系统5；锂离子电池组1固定在电芯支架3上，锂离子电池组1为若干锂离子电池标准模组进行串联，锂离子电池标准模组之间通过软连接件4电气连接，且软连接件4与高压控制系统5电连接，所述电芯支架3用于固定电芯，增强结构安全性；软连接件4释放震动应力，确保电气安全可靠；高压控制系统5用于控制锂离子电池组1的高压电源。所述电池系统还包括机箱6，所述机箱6内设置固定支架61；锂离子电池组1、电池管理系统2、电芯支架3、软连接件4、高压控制系统5均固定在固定支架61上，所述锂离子电池组1通过铝片7进行散热。

具体步骤如下：

采用正极材料为磷酸锰铁锂或磷酸锰铁锂和其他电池材料的复合材料，负极材料为经碳、磷酸锆、氮化钛或其他修饰材料表面修饰过的钛酸锂，隔膜为超短波激光脉冲沉积法、静电纺丝技术或原子层沉积技术制备的陶瓷隔膜，电解液为防胀气的钛酸锂电解液的钛酸锂电池，对电池进行内阻、容量、电压分选，确保系统所用电池指标一致；将电池进行3支并联，再进行3串成标准模块；在模块电芯的底部增加导热铝板，将电芯间的热量进行传导以达均衡，同时通过箱体底部和外界空气进行热量传导；模块间通过软铜排进行电气软连接，分解震动应力，确保电气安全；在电池箱总负端加装继电器，确保断电后电池箱外部不带电；在电池箱中安装维修开关，在较低电压下检修电池，确保人员操作安全；将高压元器件及BMS等控制部件外置在高压箱内，安全可靠，方便维护。

使用时，市电由输入口给锂离子电池组1提供电源，BMS电池管理系统2对锂离子电池组1进行充、放电管理，高压控制系统5管理高压电气设备。动力电池系统机箱6完成整个系统的组合以及便于挪动、还起到安全保护作用。

以上所述具体实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进或替换，这些改进或替换也应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.快充式长循环动力电池系统，其包括锂离子电池组、对锂离子电池组进行监控的电池管理系统，其特征在于，所述快充式长循环动力电池系统还包括电芯支架、软连接件、高压控制系统；所述锂离子电池组固定在所述电芯支架上，所述锂离子电池组为若干锂离子电池标准模组进行串联，所述锂离子电池标准模组之间通过所述软连接件电气连接，且所述软连接件与高压控制系统电连接；所述软连接件固定在所述电芯支架上；所述高压控制系统控制锂离子电池组的高压电源；所述锂离子电池标准模组为至少3只锂离子电池并联而成。

2.根据权利要求1所述的快充式长循环动力电池系统，其特征在于：锂离子电池为钛酸锂电池。

3.根据权利要求2所述的快充式长循环动力电池系统，其特征在于：所述钛酸锂电池的正极材料为磷酸锰铁锂或磷酸锰铁锂的复合材料，负极材料为经碳、磷酸锆、氮化钛表面修饰过的钛酸锂，隔膜为超短波激光脉冲沉积法、静电纺丝技术或原子层沉积技术制备的陶瓷隔膜，电解液为防胀气的钛酸锂电解液。

4.根据权利要求1所述的快充式长循环动力电池系统，其特征在于：所述软连接件采用汽车级元器件和连接器件，电气参数指标冗余在150％以上。

5.根据权利要求1所述的快充式长循环动力电池系统，其特征在于：所述快充式长循环动力电池系统还包括机箱，在所述机箱内设置有固定支架，锂离子电池组、电池管理系统、电芯支架、软连接件、高压控制系统均固定在固定支架上。

6.根据权利要求1所述的快充式长循环动力电池系统，其特征在于：所述锂离子电池组外侧设有进行散热铝片。