CN212366147U - 一种锂电池包及模块化锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂电池包及模块化锂电池，属于电池技术领域。该锂电池包包括电池包、第一端子、第二端子和通讯采集端子；所述电池包包括外壳及设置在外壳内的电芯本体，所述电芯本体包括第一电池包连接端、N个串联连接的电芯组、以及第二电池包连接端；所述第一电池包连接端连接第一个电芯组的第一端，第N个电芯组的第二端连接所述所述第二电池包连接端；所述电芯组连接所述通讯采集端子；所述第一电池包连接端连接所述第一端子，所述第二电池包连接端连接所述第二端子。另外，本申请还提供一种模块化锂电池。本申请的锂电池包可以根据实际需要在不同的方向进行叠加而实现自由并联扩容、串联升压，安装方便，能够满足特殊的空间需求。

Description

一种锂电池包及模块化锂电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种锂电池包及模块化锂电池。该锂电池包可以自由并联扩容、串联升压，体积小，安装方便，可以很好的满足客户的不同需求。

背景技术

长期以来，铅酸电池在通信以及储能等行业领域占据主导地位。但是，由于铅酸电池循环寿命短、占地面积大、对机房承重要求较高、生产制程容易造成环境污染等原因，铅酸电池目前的发展趋于萎缩。

相对而言，锂离子电池由于具有能量密度高、占地小、长循环寿命等优势，在全球的占有率以及应用急剧上升，其中5G站点已被锂离子电池覆盖，数据中心的锂离子电池应用也已经开始规模使用。在通信、储能基站，传统的整体式锂电池具有固定的电压和容量等级(例如48V、100AH)，在使用过程中可以按客户需求进行锂电池的串并联，但不能满足不同的电压等级和容量等级。目前，相对于锂电池替换铅酸电池，部分客户还是习惯锂电池能够像12V铅酸电池那样可以快速安装更换，而传统的整体式锂电池机箱的尺寸是固定的，不利于在特殊尺寸要求的空间进行安装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池包及模块化锂电池。该锂电池包可以自由并联扩容、串联升压，体积小，安装方便，可以很好的满足客户的不同需求。

为实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供一种锂电池包，包括电池包、第一端子、第二端子和通讯采集端子；

所述电池包包括外壳及设置在外壳内的电芯本体，所述电芯本体包括第一电池包连接端、N个串联连接的电芯组、以及第二电池包连接端；所述第一电池包连接端连接第一个电芯组的第一端，第N个电芯组的第二端连接所述所述第二电池包连接端；所述电芯组连接所述通讯采集端子；

所述第一电池包连接端连接所述第一端子，所述第二电池包连接端连接所述第二端子。

进一步地，所述电芯组包括多个并联连接的电芯，每个所述电芯的第一端连接所述电芯组的第一端，每个所述电芯的第二端连接所述电芯组的第二端。

进一步地，所述电芯组包括六个并联连接的电芯。

进一步地，所述电芯为1.5AH、3.2V的磷酸铁锂电池芯。

进一步地，所述第一端子以及所述第二端子均为插拔式端子。

进一步地，所述外壳可以为PVC膜外壳、塑胶外壳或者钣金外壳中的一种。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种模块化锂电池，包括电池管理单元、电池监控单元BMU(Battery Monitoring Unit)、以及多个相连接的所述锂电池包；所述电池管理单元连接所述电池监控单元，所述电池监控单元连接所述锂电池包，所述锂电池包连接所述电池管理单元。

进一步地，所述相连接的方式可以为串联连接、或者并联连接、或者串联连接+并联连接中的一种。

当需要对模块化锂电池进行升压时，可以将多个所述锂电池包通过正极、负极串联连接而实现模块化锂电池的升压。当需要对模块化锂电池进行扩容时，可以将多个所述锂电池包的正极汇流在一起、负极汇流在一起而实现模块化锂电池的扩容。当需要对模块化锂电池既进行升压又进行扩容时，可以根据实际需要，将锂电池包并联(串联)后再进行串联(并联)，从而实现模块化锂电池的升压和扩容。

进一步地，所述电池监控单元连接所述锂电池包的所述通讯采集端子。

进一步地，所述电池监控单元通过采集线连接所述锂电池包的所述通讯采集端子。

在本申请中，除第一个电芯组、第二个电芯组等表示多个相同元件的区分编号外，其余“第一”表示正极、“第二”表示负极。

需要说明的是，本申请的第一端子为正极端子，连接第一电池包连接端，正极端子一般采用红色的插拔式端子；第二端子为负极端子，连接第二电池包连接端，负极端子一般采用黑色的插拔式端子。

具体的，在本实施例中，锂电池包为由3.2V磷酸铁锂电池芯串并联成12.8V特定容量的电池包。

通讯采集端子采集锂电池包里的电芯组的电压、温度等信息，然后将这些信息传输至电池监控单元，再通过电池监控单元将相关信息传输至电池管理单元，通过电池管理单元控制电芯组的过充放电。具体的，在本实施例中，通讯采集端子通过采集线焊接连接在电芯组上的。

本实用新型提出的技术方案中，具有以下有益效果：本申请的锂电池包采用插拔端子和统一的通讯采集端子，锂电池包可以根据实际需要(例如所需功率和所需能量)在不同的方向进行叠加而实现自由并联扩容、串联升压，能够满足特殊的空间需求。本申请的体积小，安装方便，pack生产简单，是标准化产品，生产效率较高，可以有效节省成本。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的锂电池包的结构示意图；

图2为图1的电池包的横向剖面的结构示意图；

图3为本实用新型的另一实施例的模块化锂电池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

传统的整体式锂电池的电压平台和容量较为固定，一般是48V、50AH，或者48V、100AH；如果客户需要72V、50AH或者72V、9AH等不同电压和容量的锂电池，传统的整体式锂电池就不能通过串联或并联得到满足客户需求的锂电池(因为采用48V的电芯串联得到的锂电池的电压就是48V的倍数，不能满足客户72V电压的要求。)。因此，对于传统的整体式锂电池来说，如果要设计更高容量的电池组，需花费更多的时间在电池组的设计方面，或者为客户定制专门的解决方法来满足不同的需求。

而且，在通信、储能基站，传统的锂电池采用整体电池机箱的方式进行安装，电池电压和容量是固定的，如果需要更高的功率和能量，则要使用更多数量的整体电池机箱，不利于锂电池系统的升压扩容。由于整体式锂电池机箱的尺寸是固定的，不利于在特殊尺寸要求的空间进行安装；另外，整体式锂电池型号众多，物料不统一，对生产造成不便，生产效率较低。

本申请的模块化锂电池可以针对不同的产品搭配不同数量的电池包来解决容量问题，同时对这些电池包进行整体的充放电和电量管理，通过增减电池包的数量来改变等效容量。另外，由于我们的锂电池包的电压是12V的，这样串联起来的锂电池的电压就是12V的倍数，能够满足的锂电池的电压等级比较多，在针对不同串数和电量的电池组硬件上可以无缝对接，具有较强的兼容性，适用范围广，更利于电池pack生产的灵活性，设备换型方便快捷，成本较低，从而为生产公司带来更多的价值。

如图1至图2所示，一方面，本实用新型的一实施例提供一种锂电池包100，包括电池包10、第一端子20、第二端子30和通讯采集端子40；

所述电池包10包括外壳11及设置在外壳11内的电芯本体12，所述电芯本体12包括第一电池包连接端121、N个串联连接的电芯组122、以及第二电池包连接端123；所述第一电池包连接端121连接第一个电芯组122的第一端，第N个电芯组122的第二端连接所述所述第二电池包连接端123；所述电芯组122连接所述通讯采集端子40；

所述第一电池包连接端121连接所述第一端子20，所述第二电池包连接端123连接所述第二端子30。

进一步地，所述电芯组122包括多个并联连接的电芯1221，每个所述电芯1221的第一端连接所述电芯组122的第一端，每个所述电芯1221的第二端连接所述电芯组122的第二端。

一般地，可以根据实际需要设置串联连接的电芯组122的个数。当需要升压的时候，我们可以增加串联连接的电芯组的个数，而需要降压的时候，我们也可以根据实际的需要减少串联连接的电芯组的个数。电芯组的连接方便，增加或减少操作简单，生产效率较高。

具体地，如图2所示，在本实施例中，串联连接的电芯组122的个数为四个。可以理解的是，在其他实施例中，串联连接的电芯组的个数也可以为两个、或者三个、或者五个、或者六个甚至更多个等。

另外，根据实际需要，所述电芯组122可以包括多个并联连接的电芯1221，例如电芯组可以包括两个并联连接的电芯，或者三个并联连接的电芯，或者四个并联连接的电芯，或者五个并联连接的电芯，或者七个甚至八个甚至更多个并联连接的电芯。

具体的，如图2所示，在本实施例中，所述电芯组122包括六个并联连接的电芯1221。由于本实施例采用的电芯为1.5AH、3.2V的磷酸铁锂电池芯，所以对于本实施例的电芯组来说，整个电芯组122为9AH、3.2V的电芯组。

因此，在本实施例中，所述锂电池包100包括四个串联连接的电芯组122，而电芯组122包括六个并联连接的电芯1221。由于采用的电芯为1.5AH、3.2V的磷酸铁锂电池芯，所以整个锂电池包为12.8V、9AH的锂电池包，该锂电池包的规格主要匹配现有常用的12V、9AH的铅酸电池，可以很方便的替换现有的12V、9AH的铅酸电池。

当然，在其他实施例中，我们也可以根据实际扩容或升压的需要，选择并联连接的电芯1221的个数、以及串联连接的电芯组122的个数；或者根据实际需要(例如根据所需功率或者所需能量或者安装空间的需要)，选择串联连接的电芯组122的个数、以及并联连接的电芯组122的个数。

譬如，当需要升压的时候，我们可以增加串联连接的电芯组的个数；而需要降压的时候，我们也可以根据实际的需要减少串联连接的电芯组的个数；或者当电芯组的安装空间有限的时候，我们也可以通过改变串联连接电芯组的个数结合改变并联连接电芯组的个数，在保证电池包的电压和容量不变的前提下，充分而有效的利用有限的安装空间。

进一步地，在本实施例中，所述第一端子20以及所述第二端子30均为插拔式端子。插拔式端子方便电芯组的安装和拆卸，而且成本较低。在其他实施例中，第一端子20和第二端子30也可以采用非插拔式端子，只要能够实现电芯组122之间或者电芯组122与其他部件之间的有效连通即可。

一般地，根据实际需要，所述外壳11可以为PVC膜外壳、塑胶外壳或者钣金外壳中的一种。具体的，在本实施例中，所述外壳11为塑胶外壳。

另一方面，如图3所示，本实用新型的另一实施例还提供一种模块化锂电池200，包括电池管理单元201、电池监控单元BMU202(Battery Monitoring Unit)、以及多个相连接的所述锂电池包100；所述电池管理单元201连接所述电池监控单元202，所述电池监控单元202连接所述锂电池包100，所述锂电池包100连接所述电池管理单元201。

进一步地，所述相连接的方式可以为串联连接、或者并联连接、或者串联连接+并联连接中的一种。具体的，如图3所示，在本实施例中，所述相连接为串联连接；示例性地，第一个锂电池包的第二端子连接电池管理单元(BMS)201的电池负极连接端B-，第一个锂电池包的第一端子连接第二个锂电池包的第二端子，第二个锂电池包的第一端子连接第三个锂电池包的第二端子，第三个锂电池包的第一端子连接第N个锂电池包的第二端子，第N个锂电池包的第一端子连接电池管理单元201的电池正极连接端B+。电池管理单元(BMS)201的外接电源连接端P+和P-连接UPS。

当需要对模块化锂电池进行升压时，可以将多个所述锂电池包100通过正极、负极串联连接而实现模块化锂电池的升压。当需要对模块化锂电池进行扩容时，可以将多个所述锂电池包100的正极汇流在一起、负极汇流在一起而实现模块化锂电池的扩容。当需要对模块化锂电池既进行升压又进行扩容时，可以根据实际需要，将锂电池包100并联(串联)后再进行串联(并联)，从而实现模块化锂电池的升压和扩容。

进一步地，所述电池监控单元202连接所述锂电池包100的所述通讯采集端子40。

具体地，在本实施例中，所述电池监控单元202通过采集线连接所述锂电池包100的所述通讯采集端子。电池监控单元上的插头为母头，通讯采集端子也是为母头，采集线的两头都是公头，采集线的一公头连接电池监控单元上的母头，采集线的另一公头连接通讯采集端子的母头，这样，就把电池监控单元与锂电池包有效的连通了。

另外，需要说明的是，在本申请中，除第一个电芯组、第二个电芯组等表示多个相同元件的区分编号外，其余“第一”表示正极、“第二”表示负极。

需要说明的是，本申请的第一端子为正极端子，连接第一电池包连接端，正极端子一般采用红色的插拔式端子；第二端子为负极端子，连接第二电池包连接端，负极端子一般采用黑色的插拔式端子。因此，本申请电芯组的连接方便，增加或减少操作简单，生产效率较高，同时也有效的节约了成本。

具体的，在本实施例中，锂电池包为由3.2V磷酸铁锂电池芯串并联成12.8V特定容量的电池包。

通讯采集端子采集锂电池包里的电芯组的电压、温度等信息，然后将这些信息传输至电池监控单元，再通过电池监控单元将相关信息传输至电池管理单元，通过电池管理单元控制电芯组的过充放电。具体的，在本实施例中，通讯采集端子通过采集线焊接连接在电芯组上的。

本申请的锂电池包采用插拔端子和统一的通讯采集端子，锂电池包可以根据实际需要(例如所需功率和所需能量)在不同的方向进行叠加而实现自由并联扩容、串联升压，能够满足特殊的空间需求。此外，本申请也可以根据客户的具体需要提供不同的IP等级或者不同的通信接口和协议的模块化锂电池。本申请的体积小，安装方便，pack生产简单，是标准化产品，生产效率较高，可以有效节省成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锂电池包，其特征在于，包括电池包、第一端子、第二端子和通讯采集端子；

所述电池包包括外壳及设置在外壳内的电芯本体，所述电芯本体包括第一电池包连接端、N个串联连接的电芯组、以及第二电池包连接端；所述第一电池包连接端连接第一个电芯组的第一端，第N个电芯组的第二端连接所述第二电池包连接端；所述电芯组连接所述通讯采集端子；

所述第一电池包连接端连接所述第一端子，所述第二电池包连接端连接所述第二端子。

2.根据权利要求1所述的锂电池包，其特征在于，所述电芯组包括多个并联连接的电芯，每个所述电芯的第一端连接所述电芯组的第一端，每个所述电芯的第二端连接所述电芯组的第二端。

3.根据权利要求2所述的锂电池包，其特征在于，所述电芯组包括六个并联连接的电芯。

4.根据权利要求2或3所述的锂电池包，其特征在于，所述电芯为1.5AH、3.2V的磷酸铁锂电池芯。

5.根据权利要求1-3任一项所述的锂电池包，其特征在于，所述第一端子以及所述第二端子均为插拔式端子。

6.根据权利要求1-3任一项所述的锂电池包，其特征在于，所述外壳为PVC 膜外壳、塑胶外壳或者钣金外壳中的一种。

7.一种模块化锂电池，其特征在于，包括电池管理单元、电池监控单元、以及多个相连接的权利要求1-3任一项所述的锂电池包；所述电池管理单元连接所述电池监控单元，所述电池监控单元连接所述锂电池包，所述锂电池包连接所述电池管理单元。

8.根据权利要求7所述的模块化锂电池，其特征在于，所述相连接的方式为串联连接、或者并联连接、或者串联连接+并联连接中的一种。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的模块化锂电池，其特征在于，所述电池监控单元连接所述锂电池包的所述通讯采集端子。

10.根据权利要求9所述的模块化锂电池，其特征在于，所述电池监控单元通过采集线连接所述锂电池包的所述通讯采集端子。

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