CN210576311U - 基于锂电池串联的锂电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于锂电池串联的锂电池系统，包括电池管理模块，还包括至少一组标准电池模组，所述标准电池模组包括密封箱体，所述密封箱体内设有锂电池模块，所述锂电池模块包括至少一串锂电池单元，所述密封箱体设有与锂电池模块电连接的正极接线端和负极接线端，还设有与锂电池单元电连接的采样接线端；所述电池管理模块的输入端与负极接线端电连接，所述电池管理模块的采样端与采样接线端电连接，所述电池管理模块的输出端用于与负载及充电器电连接，所述负载及充电器正极端在使用时电连接所述正极接线端。本实用新型提供的基于锂电池串联的锂电池系统，可根据需要，自由的进行锂电池模组的串联，便于生产管理，更便于使用和维护。

Description

基于锂电池串联的锂电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体地说，涉及一种基于锂电池串联的锂电池系统。

背景技术

铅酸电池因其高污染和低能量密度等原因，正在逐步的被锂电池等能型能源所替代。通常情况下，锂电池模组是将摆放好的成品锂电池模块连接一个电池管理模块，然后放置于一个箱体内封装成一个整体进行使用。

目前锂电池模组在封装完成后，每一个锂电池模组都带有电池管理模块，当消费者有不同电压需求的时候，由于锂电池模组的电池管理模块之间难以安全的直接进行串联使用，这样导致使用者只能购买新的锂电池模组，大大的增加了消费者的使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于锂电池串联的锂电池系统，可根据使用需要，自由的进行锂电池模组的串联。

本实用新型公开的基于锂电池串联的锂电池系统所采用的技术方案是:

一种基于锂电池串联的锂电池系统，包括电池管理模块，还包括至少一组标准电池模组，所述标准电池模组包括密封箱体，所述密封箱体内设有锂电池模块，所述锂电池模块包括至少一串锂电池单元，所述密封箱体上设有与锂电池模块电连接的正极接线端和负极接线端，还设有与锂电池单元电连接的采样接线端；

所述电池管理模块的输入端与负极接线端电连接，所述电池管理模块的采样端与采样接线端电连接，所述电池管理模块的输出端用于与负载或充电器电连接。

作为优选方案，所述标准电池模组包括两组及以上，所述标准电池模组之间串联后作为锂电池组，所述电池管理模块放置于标准电池模组的密封箱体外，所述电池管理模块的输入端与锂电池组负极电连接，所述电池管理模块的采样端分别与每个标准电池模组的采样接线端电连接。

作为优选方案，所述电池管理模块放置于一组标准电池模组的密封箱体内，所述电池管理模块的输入端与锂电池模块的负极连接，所述电池管理模块的输出端与负极接线端连接，所述电池管理模块的部分采样端与锂电池单元连接，所述电池管理模块的另一部分采样端与采样接线端连接；

还包括至少另一组标准电池模组，所述至少两组标准电池模组之间串联后作为锂电池组，且与电池管理模块输入端连接的锂电池模块负极作为锂电池组的负极，所述至少另一组锂电池模组的采样接线端与放置有电池管理模块的锂电池模组的采样接线端连接。

作为优选方案，所述标准电池模组设有三种，第一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，第二种标准电池模组的锂电池模块设有四串锂电池单元，第三种标准电池模组的锂电池模块设有一串锂电池单元。

作为优选方案，所述标准电池模组设有两种，其中一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，另一种标准电池模组的锂电池模块设有四串锂电池单元。

作为优选方案，所述锂电池组的正极电连接空气开关，所述空气开关用于电连接负载。

作为优选方案，所述锂电池模块与密封箱体之间设有阻燃泡棉。

作为优选方案，还包括电压显示模块，所述电压显示模块与标准电池模组电连接，所述电压显示模块用于测量并显示标准电池模组的电压。

作为优选方案，还包括密封壳，所述电池管理模块放置于密封壳内用于进行防水防尘。

作为优选方案，所述正极接线端、负极接线端和采样接线端均设有防水绝缘帽。

本实用新型公开的基于锂电池串联的锂电池系统的有益效果是：锂电池模块放入密封箱体后，通过正极接线端、负极接线端和采样接线端与外部的电池管理模块、负载及充电器等电连接。电池管理模块从锂电池模组中独立出来后，标准电池模组之间就可以自由的进行串联，用较少的资源即可以满足更多的电压需求，且标准化的产品设计极有利于对品质和成本的把控，模块化的设计也使产品的使用和维护变得更加简单，同时模块化的设计也极大的降低了电池系统故障所能带来的危害。

附图说明

图1是本实用新型基于锂电池串联的锂电池系统的标准电池模组的结构示意图。

图2是本实用新型基于锂电池串联的锂电池系统的标准电池模组的爆炸图。

图3是本实用新型基于锂电池串联的锂电池系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1、图2和图3，基于锂电池串联的锂电池系统包括电池管理模块20和至少一组标准电池模组10，所述标准电池模组10包括密封箱体12，所述密封箱体内设有锂电池模块11，所述锂电池模块11包括至少一串锂电池单元112，所述密封箱体12设有与锂电池模块11电连接的正极接线端13和负极接线端15，还设有与锂电池单元电连接的采样接线端14；

所述电池管理模块的输入端与负极接线端电连接，所述电池管理模块的采样端与采样接线端电连接，所述电池管理模块的输出端用于与负载及充电器电连接。

锂电池模块放入密封箱体后，通过正极接线端、负极接线端和采样接线端与外部的电池管理模块和负载及充电器等电连接。电池管理模块从锂电池模组中独立出来后，标准电池模组之间就可以自由的进行串联，以满足不同的电压需求。

锂电池模块的正极与正极接线端和采样接线端连接，锂电池模块的负极与负极接线端连接。当锂电池模块设有多串锂电池单元时，锂电池单元之间串联连接，串联后的总正极作为锂电池模块的正极，总负极作为锂电池模块的负极，每一个锂电池单元的正极分别与采样接线端连接。其中，每一串锂电池单元都设计成标准的成品锂电池，比如18650锂电池模块或JD36130190AP-50型方形锂电池。若干锂电池单元串联后组成锂电池模块。

具体的，密封箱体设有贯穿箱体的正极接线柱、负极接线柱和采样接线端子，锂电池模块分别与箱体内的正极接线柱和负极接线柱电连接，锂电池单元的正极与箱体内的采样接线端子电连接。电池管理模块分别与箱体外的负极接线柱和采样接线端子电连接。每一个标准电池模组都是独立的模块，并通过接线端与外部的其它设备进行电连接。

进一步的，每一个标准电池模组的正极接线柱、负极接线柱和采样接线端子均设有防水绝缘帽。

当标准电池模组包括两组及以上时，标准电池模组之间通过连接线串联后作为锂电池组。所述电池管理模块的输入端与锂电池组负极电连接，所述电池管理模块的采样端分别与每个标准电池模组的采样接线端电连接。

多个标准电池模组进行串联后，共同使用一个电池管理模块进行整体管理。所述电池管理模块市面上有大量的现有方案及产品，比如大力神保护板DJH15C4，蚂蚁BMS等，其主要包括防止过度充/放电、防止充/放电电流过大、防止外部短路、防止电池组高温充/放电等功能。

具体的，标准电池模组设有两种，其中一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，另一种标准电池模组的锂电池模块设有四串锂电池单元。

由于市面上对电池系统的额定电压的需求以12V、24V、36V、48V、60V、72V等为主，对应锂电池串数为3串、4串、7串、10串、13串、14串、16串、17串、20串等。而采用三串的标准电池模组和四串的标准电池模组可以轻易的拼出符合需求的锂电池组，能够很好的满足消费者，增加了锂电池使用的灵活性。同时，生产商只需要分系列分型号的生产这两种标准电池模组，就可以满足绝大部分的消费者，大大降低了生产成本，并减少资源的浪费。同时消费者也可以根据需求选择不同的标准电池模组进行串联，减少了销售铺货成本。

在另一实施方式中，标准电池模组设有三种，第一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，第二种标准电池模组锂电池模块设有四串锂电池单元，第三种标准电池模组的锂电池模块设有一串锂电池单元。增加了一串的标准电池模组，以满足所有的锂电池串数需求。

在另一实施方式中，标准电池模组只设有一种，该标准电池模组的锂电池模块设有一串锂电池单元。

在另一实施方式中，标准电池模组只设有两种，其中一种标准电池模组的锂电池模块设有一串锂电池单元，另一种标准电池模组设有两串锂电池单元。

请参考图2，图2是一个十一串的锂电池系统，其中包括一个三串的标准电池模组10，两个四串的标准电池模组10a和10b。三个标准电池模组之间通过连接线进行串联，并共同使用一个电池管理模块进行整体管理。

由于每一个标准电池模组都是独立的模块，当其中一个标准电池模组出现故障的时候，能够最大程度的避免对其它模组产生影响。且各个标准电池模组的摆放自由，可根据实际空间做最合理的摆放。

需要说明的是，所述标准电池模组分系列分型号生产及使用，同一系列同一型号的标准锂电池模组容量相同并且选用的锂电池单元性能一致，所述标准电池模组组装时选用同一系列同一型号的标准锂电池模组进行连接。

锂电池组的正极电连接空气开关，空气开关用于电连接负载。当多个标准电池模组串联后或单个标准电池模组，电压幅值较高时，通过增加空气开关以保证锂电池系统的使用安全。

进一步的，每一个标准电池模组的锂电池模块与密封箱体之间设有阻燃泡棉。阻燃泡棉对密封箱体内的锂电池模块进行限位，同时保证箱体内壁与锂电池模块之间保留一定的空间，用于锂电池模块的散热和减震。

锂电池系统还包括电压显示模块17，电压显示模块与标准电池模组电连接，电压显示模块用于测量和显示标准电池模组的电压。在标准电池模组进行串联的时候，需要保证每一串锂电池单元之间的电压基本一致，以保证标准电池模组同时放电或充电的时候，不会存在提前达到保护条件的锂电池单元，避免了整个锂电池系统不能够完全的进行充放电，并避免了各串锂电池单元电压不一致而造成电池管理模块的损坏。

进一步的，电压显示模块设有按键开关，只当标准电池模组进行串联连接时，才通过按键开关启动电压显示模块来观测电压，避免了电压显示模块的日常耗电。所述电压显示模块市面上有大量的现有方案及产品，比如谷煜电子的GY-6DG型液晶电量显示器等，其带有电量显示开关，可以设置显示电池模组的总体电压和各串电池的平均电压。

还包括密封壳，所述电池管理模块放置于密封壳内进行防水防尘处理，密封壳用于密封保护电池管理模块。进一步的，可在密封壳上设置粘贴件，例如双面胶，当电池管理模块完成与标准电池模组或锂电池组电连接后，可将密封壳通过双面胶固定于密封箱体。

进一步的，在每一个标准电池模组的密封箱体上都设有提手16，方便标准电池模组的摆放。每一个标准电池模组内的锂电池模块都缠绕有提手带，方便锂电池模块的取放。

进一步的，还可以根据需要，选配不同系列的电池管理模块。现在市面上BMS电池管理模块厂家一般生产有普通保护板和带有GPS及无线通讯功能的智能BMS保护板等，本实用新型所述电池管理模块可配套选用不同厂家的现有BMS及保护板产品即满足使用要求。

另一实施方式中，所述电池管理模块放置于一个标准电池模组的密封箱体内，所述电池管理模块的输入端与锂电池模块的负极连接，所述电池管理模块的输出端与负极接线端连接，负极接线端用于电连接负极及充电器，所述电池管理模块的部分采样端与锂电池单元连接，所述电池管理模块的另一部分采样端与采样接线端连接；

还包括至少另一组标准电池模组，所述至少两组标准电池模组之间串联后作为锂电池组，且与电池管理模块输入端连接的锂电池模块负极作为锂电池组的负极，所述至少另一组锂电池模组的采样接线端与放置有电池管理模块的锂电池模组的采样接线端连接。电池管理模块的另一部分采样端也可以直接穿过箱体后与至少另一组锂电池模组的采样接线端连接，从而取消采样接线端。

本实施方式中，相当于将外置的电池管理模块，放入锂电池组的其中一个标准电池模组的密封箱体内。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，包括电池管理模块，还包括至少一组标准电池模组，所述标准电池模组包括密封箱体，所述密封箱体内设有锂电池模块，所述锂电池模块包括至少一串锂电池单元，所述密封箱体上设有与锂电池模块电连接的正极接线端和负极接线端，还设有与锂电池单元电连接的采样接线端；

所述电池管理模块的输入端与负极接线端电连接，所述电池管理模块的采样端与采样接线端电连接，所述电池管理模块的输出端用于与负载或充电器电连接。

2.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述标准电池模组包括两组及以上，所述标准电池模组之间串联后作为锂电池组，所述电池管理模块放置于标准电池模组的密封箱体外，所述电池管理模块的输入端与锂电池组负极电连接，所述电池管理模块的采样端分别与每个标准电池模组的采样接线端电连接。

3.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述电池管理模块放置于一组标准电池模组的密封箱体内，所述电池管理模块的输入端与锂电池模块的负极连接，所述电池管理模块的输出端与负极接线端连接，所述电池管理模块的部分采样端与锂电池单元连接，所述电池管理模块的另一部分采样端与采样接线端连接；

还包括至少另一组标准电池模组，所述至少两组标准电池模组之间串联后作为锂电池组，且与电池管理模块输入端连接的锂电池模块负极作为锂电池组的负极，所述至少另一组标准电池模组的采样接线端与放置有电池管理模块的锂电池模组的采样接线端连接。

4.如权利要求1-3任意一项所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述标准电池模组设有三种，第一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，第二种标准电池模组的锂电池模块设有四串锂电池单元，第三种标准电池模组的锂电池模块设有一串锂电池单元。

5.如权利要求1-3任意一项所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述标准电池模组设有两种，其中一种标准电池模组的锂电池模块设有三串锂电池单元，另一种标准电池模组的锂电池模块设有四串锂电池单元。

6.如权利要求2或3所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述锂电池组的正极电连接空气开关，所述空气开关用于电连接负载。

7.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述锂电池模块与密封箱体之间设有阻燃泡棉。

8.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，还包括电压显示模块，所述电压显示模块与标准电池模组电连接，所述电压显示模块用于测量并显示标准电池模组的电压。

9.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，还包括密封壳，所述电池管理模块放置于密封壳内用于进行防水防尘。

10.如权利要求1所述的基于锂电池串联的锂电池系统，其特征在于，所述正极接线端、负极接线端和采样接线端均设有防水绝缘帽。

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