CN216288693U - 一种12v辅助电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的名称为一种12V辅助电池系统。属于汽车用辅助电池技术领域。它主要是解决现有的铅酸电池循环寿命、重量重、寿命短、不环保的问题。它的主要特征是：包括电池壳体、电池模组、电气模块和电池上盖；所述电池模组包括多个经过串联堆叠后达到12V启动平台电压的方形铝壳电芯，装于电池壳体与电池上盖构成的腔体内；所述电气模块装于电池上盖内；所述电池上盖装有电气模块电连接排、回路开关、正负极输出端子和通讯接口，通讯接口与电气模块电连接。本实用新型具有抗震防水防尘能力强、比铅酸电池轻1/3和比铅酸电池寿命长1倍的特点，主要用于取代当前汽车使用的12V辅助铅酸蓄电池。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车用辅助电池技术领域，具体涉及一种12V汽车用锂电辅助电池系统。
背景技术
主机厂为了满足汽车尾气排放要求，只能从改善内燃机和开发HEV（启停）、PHEV、BEV等方面降低燃油值。那么发展低压锂电产品才是降低各大车企平均燃油的主要方向。
目前国内汽车保有量2-3亿辆，汽车年销售量约2.5千万辆，每辆车上都有一套低压12V电池，市场还是比较巨大的，当前使用的都是铅酸电池。
发明内容
本实用新型提供一种12V辅助电池系统，12V辅助电源主要适用于额定电压为12V，为纯电动汽车、混动汽车高压系统、汽车电气设备提供电力用的锂离子蓄电池，功率需求远小于启停电池。它主要是解决现有的铅酸电池循环寿命、重量重、寿命短、不环保的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种12V辅助电池系统，其特征在于：包括电池壳体、电池模组、电气模块和电池上盖；所述电池模组包括多个经过串联堆叠后达到12V启动平台电压的方形铝壳电芯，装于电池壳体与电池上盖构成的腔体内；所述电气模块装于电池上盖内；所述电池上盖装有电气模块电连接排、回路开关、正负极输出端子和通讯接口，通讯接口与电气模块电连接。
上述方案中，所述的电池模组还包括夹装多个方形铝壳电芯的两相对的模组侧板及两相对的模组端板、用于分隔电芯极柱的模组载体、正极回路串联排、模组串联铝排和负极回路串联排；所述模组端板和模组侧板通过焊接方式进行连接，与多个方形铝壳电芯固定为一个整体；所述模组载体承载正极回路串联排、模组串联铝排和负极回路串联排；所述正极回路串联排、模组串联铝排和负极回路串联排连接在多个方形铝壳电芯与正负极输出端子之间。具有高强度特性可承受挤压或冲击的模组端板和模组侧板，使整体电池系统具有撞击、挤压后保证电池系统具备基本功能工作的能力。
上述方案中，所述的电池上盖内装有BMS和分流器；所述电池模组还包括用于BMS控制电芯的均衡过流的柔性线路板，柔性线路板与电芯阵列通过铝排焊接方式连接，可直接输出电压、温度，供BMS监控电芯电压温度或均衡电芯电压。柔性线路板将采集到的电芯的电压、温度传递给BMS，BMS通过接插件与继电器连接，传递控制信号，BMS通过分流器采集电池电流信息，BMS接插件与上盖的通讯接插件连接，实现与整车的信号交互。
上述方案中，所述的电池上盖上设有泄压排气装置，针对电池系统超过可承受的挤压、震动后电芯破裂或短路导致的起火，可短时间内排除大量气体，泄掉电池内部压力保证整车及用户的安全。
上述方案中，所述的电池上盖上设有电池提手，对整车流水线作业安装电池包，和用户更换电池包提供复合人机工程学的提拉搬运装置。
上述方案中，所述的电池壳体的上部设有上固定装置和/或下部设有下固定装置；所述上固定装置采用“几”字型压条，安装在电池壳体上；所述下固定装置采用“Z”字型结构，安装在电池壳体的底部。可以实现电池系统与整车的下部固定和上部固定，以兼容不同机动车的不同安装方式。
上述方案中，所述的回路开关为继电器；所述通讯接口为Can接口。
上述方案中，所述的通讯接口与电池上盖一体成型；或所述通讯接口通过卡口、胶水粘接方式拼接在电池上盖上。使整体电池系统具有与机动车行车电脑实现通讯的功能。
上述方案中，所述的电池模组的端板上设有限位孔，电池壳体底部设有限位柱，电池模组与电池壳体之间通过限位孔与限位柱进行限位连接，在壳体内灌胶进行固定。
上述方案中，所述的正负极输出端子的正极输出端子、回路开关、电气模块电连接排、正极回路串联排、模组串联铝排、负极回路串联排、分流器和正负极输出端子的负极输出端子进行电连接，通过回路开关闭合和断开实现电池回路联通，并具备大电流过流能力，能够满足整车不同温度环境下的车辆负载供电。
本实用新型电池模组的固定，电池模组与下壳体通过灌胶进行固定，电池模组的电池系统与电池上盖的电气系统的高压连接器、低压连接器的连接，使电池模组的电池系统与电池壳体为一整体，使得电池系统具备抗震能力、防水防尘能力。
本实用新型的一种12V辅助电池系统，通过模组模块的材料标定和结构的合理设计，改善了抗挤压性能，通过柔性线路板将采集到的电芯的电压、温度传递给BMS，BMS通过接插件与继电器连接，传递控制信号，BMS通过集成的分流器采集电池温度信息，BMS接插件与上盖的通讯接插件连接，实现与整车的信号交互，形成在线可监控的12V锂电辅助系统。
采用本实用新型的12V辅助电池系统，使用锂电取代当前使用的铅酸电池，从而彻底去铅化，在功能上增加了BMS与整车通讯，实现了实时监控在重量上锂电池比铅酸电池轻了1/3，寿命达到铅酸的2倍。
本实用新型主要用于取代当前汽车使用的12V辅助铅酸蓄电池。
附图说明
图1为本实用新型12V辅助电池系统的结构示意图。
图2为本实用新型12V辅助电池系统爆炸视图。
图3为本实用新型12V辅助电池系统电气模块图。
图4为本实用新型12V辅助电池系统模组爆炸图。
图5为本实用新型12V辅助电池系统的安装结构示意图。
图中：正负极输出端子-01，通讯接口-02，电池提手-03，泄压排气装置-04，下固定装置-05，电池模组-06，电气模块电连接排-07，电气模块-08，电池壳体-09，电池上盖-10，BMS-11，回路开关-12，分流器-13，模组侧板-14，模组载体-15，柔性线路板-16，正极回路串联排-17，负极回路串联排-18，模组串联铝排-19，铝壳电芯-20，模组端板-21，上固定装置-22。
具体实施方式
下面将结合本实用新型专利实施例中的附图，对本实用新型专利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专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
单个12V辅助电池系统外观图如图1、图5所示，该系统外部包含正负极输出端子01、通讯接口02、电池提手03、泄压排气装置04和下固定装置05。正负极输出端子01用于与整车的电连接并且有防反。通讯接口02为Can接口，与电池上盖10一体成型，也可通过卡口、胶水粘接方式拼接在电池上盖10上，用于与整车通讯，使整体电池系统具有与机动车行车电脑实现通讯的功能。电池提手03可供用户搬运、整车安装电池转运，对整车流水线作业安装电池包，和用户更换电池包提供复合人机工程学的提拉搬运装置。泄压排气装置04用于电池包安全管理，针对电池系统超过可承受的挤压、震动后电芯破裂或短路导致的起火，可短时间内排除大量气体，泄掉电池内部压力保证整车及用户的安全。上固定装置22采用“几”字型压条，安装在电池壳体09上。下固定装置05采用“Z”字型结构，安装在电池壳体09的底部。上固定装置22和下固定装置05用于与整车固定，可以实现电池系统与整车的下部固定或/和上部固定，以兼容不同机动车的不同安装方式。
12V辅助电池系统爆炸图如图2所示，主要展示电池系统内部零件的构成。其中包含：电池模组06、电气模块电连接排07、电气模块08和电池壳体09。电池模组06用于承载电池系统。电气模块电连接排07用于串并联电气模块08。电池上盖10及电气模块08用于电池系统的控制和状态监控和并且与整车通讯。电池壳体09用于电池防水防尘。电池模组06底部收窄，电池壳体09底部对应收窄，构成限位结构，电池模组06与电池壳体09之间采用限位连接。
12V辅助电池系统电气模块图如图3所示，包含：电池上盖10、BMS11、回路开关12和分流器13。电池上盖作为载体10，固定BMS11、回路开关12和分流器13，回路开关12为继电器开关。BMS负责监控电池状态、控制继电器开关和与整车通讯。继电器负责电气系统中的回路连接和断开。分流器13负责BMS11的电流采集。
12V辅助电池系统模组模块爆炸图如图4所示，包含：模组侧板14、模组载体15、柔性线路板16、正极回路串联排17、负极回路串联排18、模组串联铝排19、铝壳电芯20和模组端板21。4个铝壳电芯20经过串联堆叠后达到12V的启动平台电压，用于电池系统存储电能。两相对的模组侧板14和模组端板21通过焊接方式进行连接，夹装固定4个铝壳电芯20，用于承载电芯承受外界高强度挤压和震动，使整体电池系统具有撞击、挤压后保证电池系统具备基本功能工作的能力。模组载体15设有与铝壳电芯20极柱配合的通孔，安装固定在模组侧板14和模组端板21上，用于分隔电芯极柱和承载柔性线路板16、正极回路串联排17和负极回路串联排18。正极回路串联排17和负极回路串联排18通过载体上的热熔柱固定与模组载体上。4个铝壳电芯20的极柱与正极回路串联排17，负极回路串联排18，模组串联铝排19通过焊接方式连接，柔性线路板16与正极回路串联排17，负极回路串联排18，模组串联铝排19焊接连接，输出电芯的电压、温度信息，供BMS11监控电芯电压温度或均衡电芯电压，柔性线路板将采集到的电芯的电压、温度传递给BMS，BMS通过接插件与继电器连接，传递控制信号，BMS通过集成的分流器采集电池温度信息，BMS接插件与上盖的通讯接插件连接，实现与整车的信号交互。电气原理图为：正负极输出端子01的正极输出端子、回路开关12、电气模块电连接排07、正极回路串联排17、负极回路串联排18、分流器13和正负极输出端子01的负极输出端子进行电连接。
电池模组06系统的固定，电池模组06与电池壳体09的限位连接，在壳体内灌胶进行固定，电池模组06的电池系统与电池上盖10的电气系统的高压连接器、低压连接器连接，使电池模组06的电池系统与电池壳体09为一整体，使得电池系统具备抗震能力、防水防尘能力。
Claims (10)
1.一种12V辅助电池系统，其特征在于：包括电池壳体（09）、电池模组（06）、电气模块（08）和电池上盖（10）；所述电池模组（06）包括多个经过串联堆叠后达到12V启动平台电压的方形铝壳电芯（20），装于电池壳体（09）与电池上盖（10）构成的腔体内；所述电气模块（08）装于电池上盖（10）内；所述电池上盖（10）装有电气模块电连接排（07）、回路开关（12）、正负极输出端子（01）和通讯接口（02），通讯接口（02）与电气模块（08）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池模组（06）还包括夹装多个方形铝壳电芯的两相对的模组侧板（14）及两相对的模组端板（21）、用于分隔电芯极柱的模组载体（15）、正极回路串联排（17）、模组串联铝排（19）和负极回路串联排（18）；所述模组端板（21）和模组侧板（14）通过焊接方式进行连接；所述模组载体（15）承载正极回路串联排（17）、模组串联铝排（19）和负极回路串联排（18）；所述正极回路串联排（17）、模组串联铝排（19）和负极回路串联排（18）连接在多个方形铝壳电芯（20）与正负极输出端子（01）之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池上盖（10）内装有BMS（11）和分流器（13）；所述电池模组（06）还包括用于BMS（11）控制电芯的均衡过流的柔性线路板（16），柔性线路板（16）与电芯阵列通过焊接方式连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池上盖（10）上设有泄压排气装置（04）。
5.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池上盖（10）上设有电池提手（03）。
6.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池壳体（09）的上部设有上固定装置（22）和/或下部设有下固定装置（05）；所述上固定装置（22）采用“几”字型压条，安装在电池壳体（09）上；所述下固定装置（05）采用“Z”字型结构，安装在电池壳体（09）的底部。
7.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的回路开关（12）为继电器；所述通讯接口（02）为Can接口。
8.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的通讯接口（02）与电池上盖（10）一体成型；或所述通讯接口（02）通过卡口、胶水粘接方式拼接在电池上盖（10）上。
9.根据权利要求1或2所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的电池模组（06）的端板上设有限位孔，电池壳体（09）底部设有限位柱，电池模组（06）与电池壳体（09）之间通过限位孔与限位柱进行限位连接，在壳体内灌胶进行固定。
10.根据权利要求3所述的一种12V辅助电池系统，其特征在于：所述的正负极输出端子（01）的正极输出端子、回路开关（12）、电气模块电连接排（07）、正极回路串联排（17）、模组串联铝排（19）、负极回路串联排（18）、分流器（13）和正负极输出端子（01）的负极输出端子进行电连接。
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