CN220106614U - 一种钠离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钠离子电池，包括：蓄电池外壳、固定支架和放电单元；在蓄电池外壳内部设置有第一容置空间，用于设置固定支架和放电单元；且固定支架用于固定所述放电单元；放电单元包括：保护板、放电模块和控制模块；保护板分别与放电模块和控制模块连接，放电模块与控制模块连接；本实用新型使用的钠离子电池中的保护板用于对钠离子电池产生的电流进行过压保护和过流保护，控制模块使钠离子电池产生的电路具有良好的稳定性；并且钠离子电池中的放电单元可过放至0伏，过放后依然可充电恢复至90％以上的电量，并且过放电后对循环使用电池的影响较小，因此，钠离子电池具有良好的使用性能，可用于替换现有的铅酸电池或磷酸铁锂电池。

Description

一种钠离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种钠离子电池。

背景技术

随着我国经济的不断发展，新能源电动汽车制造业受到了高度重视，同时也改变了汽车提供动能的方式，推出了更多以节能、环保且具有安全性的启动电池。

但当前汽车启动电池主要材料是铅酸电池为主，部分车厂开发采用磷酸铁锂电池，但铅酸属于环保性差容易造成环境污染，且铅酸电池自放电大使用寿命短；而磷酸铁锂电池在低温环境下容量保持率较低，稳定性较差。

鉴于此，提供一种具有良好使用性能和稳定性且环保的钠离子电池是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种钠离子电池；本实用新型提供的钠离子电池具有良好的使用性能和所产生的电流具有稳定性，且不污染环境。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种钠离子电池，包括：蓄电池外壳、固定支架和放电单元；

所述蓄电池外壳内部设置有第一容置空间；

所述容置空间内设置有所述固定支架和所述放电单元；

所述固定支架，用于固定所述放电单元；

所述放电单元包括：保护板、放电模块和控制模块；

所述保护板分别与所述放电模块和所述控制模块连接；

所述放电模块与所述控制模块连接。

优选地，所述保护板包括：保护板外壳和保护电路模块；

所述保护板外壳内部设置有第二容置空间；

所述第二容置空间设置有所述保护电路模块。

优选地，所述保护电路模块分别与所述放电模块和所述控制模块连接；

所述保护电路模块，用于通过所述控制模块控制所述保护电路模块对所述放电模块中产生的电流进行过压保护和过流保护。

优选地，所述放电模块还包括：钠离子电芯和均衡采集线

所述钠离子电芯通过所述均衡采集线与所述控制模块连接；

所述钠离子电芯与所述均衡采集线一一对应。

优选地，所述钠离子电芯设置有多个；

多个所述钠离子电芯并联形成钠离子电池组；

所述钠离子电池组通过所述保护电路模块与所述控制模块连接。

优选地，所述保护电路模块包括：MOS管和二极管；

所述MOS管与所述控制模块连接；

所述二极管与所述MOS管并联在所述保护电路模块中。

优选地，所述放电单元还包括：采集均衡模块；

所述采集均衡模块一端通过所述均衡采集线与所述钠离子电池组连接，另一端与所述控制模块连接；

所述采集均衡模块，用于监控所述钠离子电池组的温度，并获取所述钠离子电池组产生的交直流混合电流数据，并发送至所述控制模块。

优选地，所述放电单元还包括：稳压滤波模块；

所述稳压滤波模块与所述控制模块连接；

所述稳压滤波模块，用于过滤所述控制模块中的交直流混合电流中的交流电流。

优选地，所述放电单元还包括：通信模块；

所述通信模块与所述控制模块连接；

所述通信模块，用于通过所述控制模块根据所述钠离子电池组的温度和直流电流，获取所述钠离子电池组的温度数据和直流电流数据，并将所述钠离子电池组的温度数据和直流电流数据输出至外部设备。

优选地，所述控制模块具体为MCU控制器；

所述MCU控制器，用于控制所述稳压滤波模块、所述采集均衡模块、所述通信模块和所述保护板实现对应的功能。

本实用新型提供的钠离子电池，包括：蓄电池外壳、固定支架和放电单元；在蓄电池外壳内部设置有第一容置空间，用于设置固定支架和放电单元；且固定支架用于固定所述放电单元；放电单元包括：保护板、放电模块和控制模块；保护板分别与放电模块和控制模块连接，放电模块与控制模块连接；本实用新型使用的钠离子电池中的保护板用于对钠离子电池产生的电流进行过压保护和过流保护，控制模块使钠离子电池产生的电路具有良好的稳定性；固定支架用于固定钠离子电池，使钠离子电池具有稳定性；并且钠离子电池中的放电单元可过放至0伏，过放后依然可充电恢复至90％以上的电量，并且过放电后对循环使用电池的影响较小，因此，钠离子电池具有良好的使用性能，可用于替换现有的铅酸电池或磷酸铁锂电池；蓄电池外壳可以很好地防止组成钠离子电池的化学成分泄漏，不易造成环境污染，环保性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中钠离子电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中放电单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中保护电路模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将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。

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供一种钠离子电池，包括：蓄电池外壳1、固定支架2和放电单元3；

蓄电池外壳内部设置有第一容置空间；

容置空间内设置有固定支架2和放电单元3；

固定支架2，用于固定放电单元3；

放电单元3包括：保护板31、放电模块32和控制模块33；

保护板31分别与放电模块32和控制模块33连接；

放电模块32与控制模块33连接。

在实际运用过程中，在蓄电池外壳的内部设置有容置空间，在容置空间内部设置有固定支架和放电单元，将放电单元设置于固定支架上；蓄电池外壳用于储存电池组，放电单元及其他剩余零部件；采用的固定支架用于固定电芯，防止电芯在蓄电池内部振动，起到保护作用；放电单元包括保护板、放电模块以及控制模块；其中，保护板分别与放电模块和控制模块连接，放电模块与控制模块连接，保护板用于可对电池起到电流保护，短路保护，根据钠离子电池可过放至0伏，且过放后依然可充电恢复90％以上的电量，且过放后对于循环使用影响小等特点，还可以通过简化保护板功能，去除保护板中原有的过充保护，过放保护，温度保护；放电模块用于提供电能。

优选地，保护板31包括：保护板外壳311和保护电路模块312；

保护板外壳311内部设置有第二容置空间；

第二容置空间设置有保护电路模块312。

在实际运用过程中，由于保护板具有灵活性，可选择去除，也可以选择留在钠离子电池中，所以保护板包括保护板外壳，用于保护外界对保护板的损害；保护板上还设置有保护电路模块，在保护板外壳内部设置第二容置空间，用于设置保护电路模块。

优选地，所述保护电路模块分别与所述放电模块和所述控制模块连接；

所述保护电路模块，用于通过控制模块控制保护电路模块对所述放电模块中产生的电流进行过压保护和过流保护。

在实际运用过程中，保护电路模块分别与放电模块和控制模块连接，通过控制模块控制保护电路模块对放电模块产生的电流进行过压、过流保护；但由于钠离子电池本身具有过放、过充，且在过放后对于电池循环使用的影响较小的特点，可以将本实施例中的保护电路模块去除，从而简化保护板功能。

优选地，放电模块32还包括：钠离子电芯321和均衡采集线322；

钠离子电芯321与均衡采集线322一一对应。

在实际运用过程中，放电模块中设置有钠离子电芯以及与钠离子电芯一一对应的均衡采集线，在每个钠离子电芯外接均衡采集线，由于对钠离子电芯的电压未做保护，在长时间使用过程中会出现电压差较大的情况，此时可通过均衡采集线对由多个钠离子电池组成的电池组进行补电，从而钠离子电芯的电压达到一致状态。

优选地，钠离子电芯321设置有多个；

多个钠离子电芯321并联形成钠离子电池组；

钠离子电池组与保护电路模块312连接。

在实际运用过程中，由于钠离子电池可过放至0伏且充电可充至5V的特性，再结合应用设备的充电模块中充电电压在14.0±0.5V的范围，可实现由4～12串的钠离子电池组成的钠离子电池组；本实施例通过串并联铜排将电芯使用铜排连接，从而组成对应的钠离子电池组；根据实际情况也可以选择pcb板或者线束连接电芯，形成对应的钠离子电池组，本实施例中不做具体限制。

如图3所示，优选地，保护电路模块312包括：MOS管M1和二极管D1；

MOS管M1与所述控制模块33连接；

二极管D1与所述MOS管M1并联在所述保护电路模块312中。

在实际运用过程中，保护电路模块中设置有MOS管、二极管以及断路器；MOS管是金属—氧化物—半导体场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体—半导体，MOS管多被用作电子开关，用在控制回路中控制负载的通断，也可以当作“可控整流”来实现交流变直流；除此之外，还具有防反接开关和电平转换的作用；二极管具有整流电路、检波电路、稳压电路的作用；断路器用于负荷电路接通或者是将它切断，对线路起到保护作用，当线路出现严重过载时，会自动切断掉；在本实施例中，在主回路上，MOS管与控制模块连接，便于控制模块控制MOS管开关，从而达到保护效果；二极管与MOS管并联在保护电路模块中，并在保护电路模块外面设置了断路器QF，使继电器QF与电路总正或总负连接，这样连接的优点是可以充分的对电路起到保护作用。

优选地，放电单元3还包括：采集均衡模块34；

采集均衡模块34一端与放电模块33连接，另一端与控制模块33连接；

采集均衡模块34，用于监控所述钠离子电池组的温度，并获取所述钠离子电池组产生的交直流混合电流，并发送至所述控制模块33。

在实际运用过程中，放电单元还设置了采集均衡模块，采集均衡模块一端提供均衡采集线与放电模块连接，便于监测放电模块中的钠离子电池组工作时的温度，并获取钠离子电池组所产生的交直流混合电流数据，另外一端与控制模块连接，便于及时将监测到的放电模块中的钠离子电池组工作时的温度，以及钠离子电池组所产生的交直流混合电流数据传输到控制模块中。

优选地，放电单元3还包括：稳压滤波模块35；

稳压滤波模块35与控制模块33连接；

稳压滤波模块35，用于过滤所述控制模块33中的交直流混合电流中的交流电流。

在实际运用过程中，放电单元中还设置了稳压滤波模块，与控制模块相连接；交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源，因此通过稳压滤波模块可以更好的过滤这种交流纹波成分，从而使过滤后的电压波形变得比较平滑。

优选地，放电单元3还包括：通信模块36；

通信模块36与控制模块33连接；

通信模块36，用于通过控制模块33根据钠离子电池组的温度和直流电流，获取钠离子电池组的温度数据和直流电流数据，并将钠离子电池组的温度数据和直流电流数据输出至外部设备。

在实际运用过程中，放电单元中还设置了通信模块，通信模块与控制模块连接；通过放电单元中的控制模块获取钠离子电池在工作过程中所产生的温度以及在充放电流时所产生的电流数据，并将钠离子电池在工作过程中所产生的温度以及在充放电流时所产生的电流数据输出至外部设备，便于监控钠离子电池组在工作时的状态。

优选地，控制模块33具体为MCU控制器；

所述MCU控制器，用于控制所述稳压滤波模块34、所述采集均衡模块35、所述通信模块36和所述保护板31实现对应的功能。

在实际运用过程中，控制模块采用的是MCU控制器，由于钠离子电池在工作时，需要放电单元中的稳压滤波模块、采集均衡模块、通信模块以及保护板协助工作，因此采用具有高处理性能、优秀的节点处理能力、很强的可靠性和安全性的MCU控制器，用来控制放电单元中的稳压滤波模块、采集均衡模块、通信模块以及保护板，并实现稳压滤波模块、采集均衡模块、通信模块以及保护板所对应的功能。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钠离子电池，其特征在于，包括：蓄电池外壳、固定支架和放电单元；

所述蓄电池外壳内部设置有第一容置空间；

所述容置空间内设置有所述固定支架和所述放电单元；

所述固定支架，用于固定所述放电单元；

所述放电单元包括：保护板、放电模块和控制模块；

所述保护板分别与所述放电模块和所述控制模块连接；

所述放电模块与所述控制模块连接；

其中，所述放电模块包括：钠离子电芯。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述保护板包括：保护板外壳和保护电路模块；

所述保护板外壳内部设置有第二容置空间；

所述第二容置空间设置有所述保护电路模块。

3.根据权利要求2所述的钠离子电池，其特征在于，所述保护电路模块分别与所述放电模块和所述控制模块连接；

所述保护电路模块，用于通过所述控制模块控制所述保护电路模块对所述放电模块中产生的电流进行过压保护和过流保护。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池，其特征在于，所述放电模块还包括：均衡采集线；

所述钠离子电芯通过所述均衡采集线与所述控制模块连接；

所述钠离子电芯与所述均衡采集线一一对应。

5.根据权利要求4所述的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电芯设置有多个；

多个所述钠离子电芯并联形成钠离子电池组；

所述钠离子电池组通过所述保护电路模块与所述控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的钠离子电池，其特征在于，所述保护电路模块包括：MOS管和二极管；

所述MOS管与所述控制模块连接；

所述二极管与所述MOS管并联在所述保护电路模块中。

7.根据权利要求6所述的钠离子电池，其特征在于，所述放电单元还包括：采集均衡模块；

所述采集均衡模块一端通过所述均衡采集线与所述钠离子电池组连接，另一端与所述控制模块连接；

所述采集均衡模块，用于监控所述钠离子电池组的温度，并获取所述钠离子电池组产生的交直流混合电流，并发送至所述控制模块。

8.根据权利要求7所述的钠离子电池，其特征在于，所述放电单元还包括：稳压滤波模块；

所述稳压滤波模块与所述控制模块连接；

所述稳压滤波模块，用于过滤所述控制模块中的交直流混合电流中的交流电流。

9.根据权利要求8所述的钠离子电池，其特征在于，所述放电单元还包括：通信模块；

所述通信模块与所述控制模块连接；

所述通信模块，用于通过所述控制模块根据所述钠离子电池组的温度和直流电流，获取所述钠离子电池组的温度数据和直流电流数据，并将所述钠离子电池组的温度数据和直流电流数据输出至外部设备。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池，其特征在于，所述控制模块具体为MCU控制器；

所述MCU控制器，用于控制所述稳压滤波模块、所述采集均衡模块、所述通信模块和所述保护板实现对应的功能。