CN206584999U - 一种防爆高安全性汽车动力锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防爆高安全性汽车动力锂电池，其包括串联或者并联在一起的多个单体电芯构成的电池组，每个单体电芯上分别设有正极耳和负极耳，相邻两个单体电芯的正极耳之间连接有熔断片；所述电池组具有正极和负极，该电池组的正极和负极之间设有一电路板；所述电路板上设有电压检测电路、电压基准电路、比较电路、三极管开关电路和熔断电路，电压检测电路的正输入端连接电池组的正极，电压检测电路的负输入端连接电池组的负极，电压检测电路的输出端和电压基准电路的输出端分别连接比较电路的两个输入端，比较电路的输出端接于三极管开关电路的输入端，三极管开关电路的输出端接于熔断电路的输入端。

Description

一种防爆高安全性汽车动力锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，具体涉及一种防爆性能好、高安全性的动力锂电池。

背景技术

相较传统的镉镍电池（Ni/cd)和镍氢电池（Ni/cd)，动力锂电池具有工作电压高（是镍镉电池氢-镍电池的3倍）、比能量大（每公斤可达165WH是氢-镍电池的3倍）、体积小（比氢-镍电池小30%）、质量轻（比传统电池轻50%）、循环寿命长（循环次数在500-1000次左右）、自放电率低（每月自放仅为8%）、无记忆效应（电充放电深度，不影响电池的容量及寿命）、以及无污染（电池材料不存在有毒物质）等优点而被逐渐推广，广泛应用于各种汽车动力、船舶、飞机等内燃机的启动，以及照明、蓄能、不间断电源、移动通讯、便携式电动工具、电动玩具中。

现有的锂离子电池通常通过层叠法叠片制得，而作为汽车动力的动力锂电池组是由叠置的若干个锂离子电池串接构成；由于动力锂电池组串接后容量大，电压高，在使用过程中因外部挤压或者震动等原因内部会产生高温及短路而导致冒烟、着火或爆炸，给人身和财产安全带来很大的威胁。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种防爆高安全性汽车动力锂电池，对现有的动力锂电池进行改进，使其具有高安全性能，防止电池因为挤压或者震动而产生的高温及短路现象。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种防爆高安全性汽车动力锂电池，包括串联或者并联在一起的多个单体电芯构成的电池组，每个单体电芯上分别设有正极耳和负极耳，相邻两个单体电芯的正极耳之间连接有熔断片；所述电池组具有正极和负极，该电池组的正极和负极之间设有一电路板；所述电路板上设有电压检测电路、电压基准电路、比较电路、三极管开关电路和熔断电路，电压检测电路的正输入端连接电池组的正极，电压检测电路的负输入端连接电池组的负极，电压检测电路的输出端和电压基准电路的输出端分别连接比较电路的两个输入端，比较电路的输出端接于三极管开关电路的输入端，三极管开关电路的输出端接于熔断电路的输入端。

作为一个具体的实例，所述电压检测电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6电阻R7和电阻R8，电阻R2的第一端连接电池组的正极，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端和电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电阻R7的第一端和电阻R8的第一端，电阻R7的第二端连接电池组的负极。

所述电压基准电路包括电阻R1、可变电阻器RP1和稳压二极管D1，电阻R1的第一端接于5V电压，电阻R1的第二端连接稳压二极管D1的负端和可变电阻器RP1的第一端，稳压二极管D1的正端和可变电阻器RP1的第二端接地，可变电阻器RP1的公共端连接至比较电路。

所述比较电路包括比较器U1、比较器U2、电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R10和电阻R11，比较器U1的正输入端连接电阻R4的第一端和电阻R3的第二端，电阻R4的第二端连接电阻R5的第一端和比较器U1的输出端，电阻R5的第二端连接至电源VCC，比较器U1的负输入端连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端连接可变电阻器RP1的公共端；比较器U2的正输入端连接电阻R10的第一端和电阻R11的第一端，电阻R10的第二端连接可变电阻器RP1的公共端，电阻R11的第二端连接比较器U1的输出端和比较器U2的输出端，比较器U2的负输入端连接电阻R8的第二端。

所述三极管开关电路包括三极管Q1、电阻R12、电阻R13和电阻R14，三极管Q1的基极串联电阻R14后连接熔断电路，三极管Q1的集电极串联电阻R12后连接至电源VCC，三极管Q1的发射极接地；电阻R13的第一端连接三极管Q1的基极，电阻R13的第二端连接三极管Q1的发射极。

进一步的，所述熔断电路采用保险丝实现。

进一步的，为了防止单体电芯电流过高引起相邻电芯热失控，相邻单体电芯之间设有隔离片，隔离片设于单体电芯靠近负极耳的一侧。

为了方便连接，所述电路板是柔性线路板。

本实用新型采用上述方案，与现有技术相比，采用多种方式保证了汽车动力锂电池的安全性防爆性：1、相邻两个单体电芯的正极耳之间连接有熔断片，使每个单体电芯均有保护，当单体电芯内外出现大电流时，该熔断片自动切断其与相邻单体电芯的连接，实现熔断保护，防止单体电芯电流过高引起相邻电芯热失控；2、电池组的正极和负极之间设有一具有过压保护性能的电路板，该电路板可保护一整串的电池组，防止整个电池组的电压过高而导致的破坏性后果；3、相邻单体电芯之间设有隔离片，可进一步防止单体电芯电流过高引起相邻电芯热失控，进一步提高了安全性防爆性。

附图说明

图1为本实用新型的汽车动力锂电池的结构示意图；

图2为本实用新型的电路板的电路模块原理图；

图3为本实施例的电路板的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

具体的，参见图1，本实用新型的一种防爆高安全性汽车动力锂电池，包括盒体1，盒体1内设有电池组，电池组是由串联或者并联在一起的多个单体电芯2所构成，可以是串联电池组以及并联电池组以及串并联混合的电池组，具体应用本新型时，可以将一串单体电芯构成的电池组作为一组来设计安装电路板。每个单体电芯2上分别设有正极耳和负极耳，相邻两个单体电芯的正极耳之间连接有熔断片3，当然熔断片也可以是熔断丝或者是镍片，当单体电芯的电流过大时，该熔断片或者熔断丝或者是镍片可熔断，即可防止电流过大导致的破坏性后果。

为了防止单体电芯电流过高引起相邻电芯热失控，相邻单体电芯之间设有隔离片4，隔离片4设于单体电芯靠近负极耳的一侧。隔离片4可采用阻燃的绝缘材料制成，例如聚四氟乙烯、陶瓷纤维等等。

电池组具有正极和负极，该电池组的正极和负极之间设有一电路板5。参见图2，电路板5上设有电压检测电路、电压基准电路、比较电路、三极管开关电路和熔断电路，电压检测电路的正输入端连接电池组的正极，电压检测电路的负输入端连接电池组的负极，电压检测电路的输出端和电压基准电路的输出端分别连接比较电路的两个输入端，比较电路的输出端接于三极管开关电路的输入端，三极管开关电路的输出端接于熔断电路的输入端。

作为一个电路板的具体实施案例，参见图3，电压检测电路由电阻R2、电阻R3、电阻R6电阻R7和电阻R8构成；电压基准电路包括电阻R1、可变电阻器RP1和稳压二极管D1；比较电路包括比较器U1、比较器U2、电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R10和电阻R11；三极管开关电路包括三极管Q1、电阻R12、电阻R13和电阻R14；熔断电路包括保险丝FU1和保险丝FU2。

其连接关系如下：电阻R2的第一端连接电池组的正极，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端和电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电阻R7的第一端和电阻R8的第一端，电阻R7的第二端连接电池组的负极。电阻R2、电阻R3、电阻R6电阻R7和电阻R8构成分压网络，用于检测电池组两端的电压。

电阻R1的第一端接于5V电压，电阻R1的第二端连接稳压二极管D1的负端和可变电阻器RP1的第一端，稳压二极管D1的正端和可变电阻器RP1的第二端接地，可变电阻器RP1的公共端连接至比较电路。电阻R1、可变电阻器RP1和稳压二极管D1组成基准电压电路，提供一个可调的基准电压，用户可根据实际需求进行调整。

比较器U1的正输入端连接电阻R4的第一端和电阻R3的第二端，电阻R4的第二端连接电阻R5的第一端和比较器U1的输出端，电阻R5的第二端连接至电源VCC，比较器U1的负输入端连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端连接可变电阻器RP1的公共端；比较器U2的正输入端连接电阻R10的第一端和电阻R11的第一端，电阻R10的第二端连接可变电阻器RP1的公共端，电阻R11的第二端连接比较器U1的输出端和比较器U2的输出端，比较器U2的负输入端连接电阻R8的第二端。比较电路比较电压检测电路检测的电压和基准电压电路提供的基准电压，并输出比较结果。

三极管Q1的基极串联电阻R14后连接熔断电路，三极管Q1的集电极串联电阻R12后连接至电源VCC，三极管Q1的发射极接地；电阻R13的第一端连接三极管Q1的基极，电阻R13的第二端连接三极管Q1的发射极。三极管开关电路由比较电路输出的比较结果的高电平或者低电平开控制通断，进而控制保险丝的熔断与否。

另外，为了方便连接，电路板可由柔性线路板制作获得。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：包括串联或者并联在一起的多个单体电芯构成的电池组，每个单体电芯上分别设有正极耳和负极耳，相邻两个单体电芯的正极耳之间连接有熔断片；

所述电池组具有正极和负极，该电池组的正极和负极之间设有一电路板；所述电路板上设有电压检测电路、电压基准电路、比较电路、三极管开关电路和熔断电路，电压检测电路的正输入端连接电池组的正极，电压检测电路的负输入端连接电池组的负极，电压检测电路的输出端和电压基准电路的输出端分别连接比较电路的两个输入端，比较电路的输出端接于三极管开关电路的输入端，三极管开关电路的输出端接于熔断电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述电压检测电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R6电阻R7和电阻R8，电阻R2的第一端连接电池组的正极，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端和电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电阻R7的第一端和电阻R8的第一端，电阻R7的第二端连接电池组的负极。

3.根据权利要求2所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述电压基准电路包括电阻R1、可变电阻器RP1和稳压二极管D1，电阻R1的第一端接于5V电压，电阻R1的第二端连接稳压二极管D1的负端和可变电阻器RP1的第一端，稳压二极管D1的正端和可变电阻器RP1的第二端接地，可变电阻器RP1的公共端连接至比较电路。

4.根据权利要求3所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述比较电路包括比较器U1、比较器U2、电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R10和电阻R11，比较器U1的正输入端连接电阻R4的第一端和电阻R3的第二端，电阻R4的第二端连接电阻R5的第一端和比较器U1的输出端，电阻R5的第二端连接至电源VCC，比较器U1的负输入端连接电阻R9的第一端，电阻R9的第二端连接可变电阻器RP1的公共端；比较器U2的正输入端连接电阻R10的第一端和电阻R11的第一端，电阻R10的第二端连接可变电阻器RP1的公共端，电阻R11的第二端连接比较器U1的输出端和比较器U2的输出端，比较器U2的负输入端连接电阻R8的第二端。

5.根据权利要求4所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述三极管开关电路包括三极管Q1、电阻R12、电阻R13和电阻R14，三极管Q1的基极串联电阻R14后连接熔断电路，三极管Q1的集电极串联电阻R12后连接至电源VCC，三极管Q1的发射极接地；电阻R13的第一端连接三极管Q1的基极，电阻R13的第二端连接三极管Q1的发射极。

6.根据权利要求1-5中任一所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述熔断电路采用保险丝实现。

7.根据权利要求1-5中任一所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：相邻单体电芯之间设有隔离片，隔离片设于单体电芯靠近负极耳的一侧。

8.根据权利要求1-5中任一所述的防爆高安全性汽车动力锂电池，其特征在于：所述电路板是柔性线路板。