CN220253413U - 一种换电用锂电池组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换电用锂电池组，用以解决现有技术存在的锂电池组适用性较差，电路元器件受锂电池组影响易损坏的问题。本申请包括壳体、安装于壳体中的锂电池组和电路控制元件，壳体分为箱体和箱盖两部分，箱体内部通过可拆卸固定设置的平板分隔，分别记为上部区域和下部区域；锂电池组封装后整体呈长方形、固定设置于下部区域，电路控制元件与锂电池组电连接，电路控制元件固定设置于平板上表面，箱盖表面为阶梯面，分别记为上段平面和下段平面，上段平面内固定设置有第一凹槽，第一凹槽内铰接有把手组件，下段平面内并排固定设置有圆形充电口和方形放电口，圆形充电口和方形放电口均与电路控制元件电连接，方形放电口选用直插式三脚接口。

Description

一种换电用锂电池组

技术领域

本申请涉及储能电池技术领域，具体涉及一种换电用锂电池组。

背景技术

锂电池电芯是一类由锂金属或锂合金作为正/负极材料，使用非水电解质溶液的电池。最早的锂金属电池于1912年由Gilbert N.Lewis提出并进行研究，而锂离子电池则在20世纪70年代由M.S.Whittingham提出并开始研究。由于锂金属具有高度活泼的化学特性，使得对于锂金属的加工、存储和使用都有非常高的环境要求，随着科学技术的发展，锂电池电芯已经成为主流电池技术。锂电池电芯大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含金属态锂，而且可以进行充电。在1996年，可充电电池的第五代产品——锂金属电池问世。锂金属电池相比锂离子电池在安全性、比容量、自放电率和性能价格比等方面都具有优势。

锂电池作为一种能量密度高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、高低温适应性强等优点的电池，已成为电池研究的主流，并在通信、电动汽车、电动自行车、无人机等行业得到广泛应用。

外卖是一种快速增长的商业模式，需要可靠的交通工具和电力系统支持。换电用锂电池组可以为外卖员的电动自行车提供长时间、高强度的动力支持，以此加快外卖员的配送速度并提高其效率，现有电动自行车的锂电池组适用性较差，电路元器件受锂电池组影响易损坏。

发明内容

为此，本申请提供一种换电用锂电池组，以解决现有技术存在的锂电池组适用性较差，电路元器件受锂电池组影响易损坏的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种换电用锂电池组，包括壳体、安装于壳体中的锂电池组和电路控制元件，所述壳体分为箱体和箱盖两部分，所述箱体内部通过可拆卸固定设置的平板分隔，分别记为上部区域和下部区域；

所述锂电池组封装后整体呈长方形、固定设置于下部区域，所述电路控制元件与锂电池组电连接，电路控制元件固定设置于平板上表面，所述箱盖表面为阶梯面，分别记为上段平面和下段平面，所述上段平面内固定设置有第一凹槽，所述第一凹槽内铰接有把手组件，所述下段平面内并排固定设置有圆形充电口和方形放电口，所述圆形充电口和方形放电口均与电路控制元件电连接，所述方形放电口选用直插式三脚接口。

可选地，所述电路控制元件为多层印刷的集成电路板，所述集成电路板内包括一个具有多功能模块的芯片、多个通信接口和一个远程模块接口；所述芯片通过CAN通信协议、RS485串行通信协议或蓝牙进行通信，以实现电池组的控制和监控，多个所述通信接口或远程模块接口分别用于与外部设备进行数据交换或远程控制。

可选地，所述上段平面和下段平面的高度差为8cm-10cm，下段平面内固定设置有长方形的第二凹槽，所述第二凹槽内可拆卸固定设置有适配的塑料铭牌。

可选地，所述把手组件包括安装板和铰接于安装板内部的把手。

可选地，所述箱体内壁靠近顶端的顶角相同高度处均固定设置有支撑架，所述支撑架上表面均固定设置有第一通孔。

可选地，所述平板的四个边角均固定设置有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔相互适配，平板设置于所述支撑架的上表面。

可选地，所述锂电池组中横向排列分布有5-7个、纵向排列分布有8-10个单体的圆柱形锂电池，多个所述圆柱形锂电池通过镍带点焊连接。

可选地，多个所述圆柱形锂电池点焊连接后通过多根紧固板固定组成锂电池组，所述锂电池组固定设置于封装箱内，所述封装箱由六块与锂电池组大小适配的封装板组成，封装箱顶部设置有长方形缺口用于辨识锂电池组安装方向和锂电池组封装时的夹持。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、提高了电池组的适用性：通过设计一个分为箱体和箱盖两部分的壳体，以及在箱体内部通过可拆卸固定设置的平板分隔的上部区域和下部区域，可以方便地安装和更换锂电池组，使得电池组更加适用于各种不同的应用场景，尤其适用于换电站中锂电池组的维护，方形放电口采用直插式三脚接口，可以在不需要转换插头的情况下，适配市场上多种类型的电动车。不像一些传统的放电接口需要使用转换插头，增加了使用成本，同时也带来使用不便，采用直插式三脚接口的方形放电口，无需额外的转换插头，可以直接插入电动车的充电器或其他用电设备中，方便快捷，同时也减少了接口损坏和使用成本，提高了整个电池组的可靠性和使用寿命，满足市场多种类型电动车需求，提高了电池组产品的适用性和竞争力，该方案的设计也可以为后续的产品更新和升级提供更多的灵活性，方便用户更换或升级电动车设备时，有效避免配件不兼容、使用不便的问题。

2、保护了电路元器件：在许多电池组设计中，电路控制元件和电池单元通常紧密相连，这会导致电路控制元件受到电池发热的影响，从而降低其性能，甚至可能导致损坏，不仅会增加维修和更换电路元器件的成本，而且在某些情况下，可能会导致电池组的失效，影响设备的正常运行，在本申请提供的技术方案中，电路控制元件被固定设置于平板上表面，与锂电池组分开，这种设计可以有效地隔离电路控制元件和电池组，防止电路控制元件直接受到电池发热的影响，不仅可以保护电路控制元件，减少其损坏的可能性，而且还可以提高电池组的稳定性和可靠性，此外，还可以方便地检查和更换电路控制元件。如果电路控制元件出现问题，可以直接从平板上取下，而无需拆卸整个电池组，这大大简化了维修和更换的过程，节省了时间和成本。因此，本方案不仅可以提高电池组的性能和稳定性，而且还可以提高电池组的使用寿命，降低维修和更换的成本，从而提高了电池组的经济效益。

3、提高了使用便利性：箱盖表面为阶梯面，上段平面内固定设置有第一凹槽，凹槽内铰接有把手组件，这使得电池组更加便于携带和操作，下段平面内并排固定设置有圆形充电口和方形放电口，这使得电池组的充电和放电辨识性更高。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易做出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请实施例的整体爆炸图；

图2为本申请实施例的电路控制元件结构示意图；

图3为本申请实施例的箱盖结构示意图；

图4为本申请实施例的把手组件结构示意图；

图5为本申请实施例的箱体结构示意图；

图6为本申请实施例的锂电池组结构示意图；

附图标记说明：

1、壳体；2、锂电池组；3、电路控制元件；4、箱体；5、箱盖；6、平板；7、上段平面；8、下段平面；9、第一凹槽；10、把手组件；11、圆形充电口；12、方形放电口；13、第二凹槽；14、塑料铭牌；15、安装板；16、把手；17、支撑架；18、封装板；19、长方形缺口。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请做进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”“第二”“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”“包含”“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

实施例

如图1所示，一种换电用锂电池组，包括壳体1、安装于壳体1中的锂电池组2和电路控制元件3，壳体1分为箱体4和箱盖5两部分，箱体4内部通过可拆卸固定设置的平板6分隔，分别记为上部区域和下部区域；

锂电池组2封装后整体呈长方形、固定设置于下部区域，电路控制元件3与锂电池组2电连接，电路控制元件3固定设置于平板6上表面，箱盖5表面为阶梯面，分别记为上段平面7和下段平面8，上段平面7内固定设置有第一凹槽9，第一凹槽9内铰接有把手组件10，下段平面8内并排固定设置有圆形充电口11和方形放电口12，圆形充电口11和方形放电口12均与电路控制元件3电连接，方形放电口12选用直插式三脚接口。

如图2所示，电路控制元件3为多层印刷的集成电路板，集成电路板内包括一个具有多功能模块的芯片、多个通信接口和一个远程模块接口；芯片通过CAN通信协议、RS485串行通信协议或蓝牙进行通信，以实现电池组的控制和监控，多个所述通信接口或远程模块接口分别用于与外部设备进行数据交换或远程控制；电路控制元件3组成电池管理系统，它用于控制和监控电池组，可以选用通用型锂电池保护板，集成高精度SOC计算单元；CAN、RS485、蓝牙、通信接口；远程模块接口；能够实现电池系统实时工作状态上报和在线升级的人机交互功能，采用集成锂电池管理IC，实现过充、过放电压保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护及温度保护等功能，扩展远程通信和定位模块，实现电池信息远程监控与控制，远程模块接口，这个接口允许电池管理系统被远程控制或监控。例如，通过这个接口，用户可以从远程位置检查电池的状态，或者改变电池的工作参数；通信协议：该设备使用CAN通信协议、RS485串行通信协议和蓝牙进行通信，这些通信协议有不同的优点和适用场景。例如，CAN通信协议主要用于电动车的电子设备之间的通信，它具有抗干扰能力强、数据传输稳定可靠的优点，RS485串行通信协议通常用于长距离的低速通信，蓝牙则主要用于近距离的无线通信。

B10Q保护板的电气性能参数如下表所示

表1

如图3所示，箱盖5的上段平面7和下段平面8的高度差为8cm-10cm，下段平面8内固定设置有长方形的第二凹槽13，第二凹槽13内胶接设置有适配的塑料铭牌14。阶梯式的表面设计：阶梯面的设计有助于更好地组织和分隔不同的元件和接口，从而提高易用性，不同高度的平面也提供了更好的机械保护，例如，较低的平面可能有助于保护接口免受意外碰撞；凹槽和把手组件：有凹槽的把手，可以提高产品的便携性，方便用户携带，把手组件嵌入凹槽，可以减少其对空间的占用，使得箱盖表面更为平整，把手组件在不使用时可以嵌入凹槽内，避免在搬运或存储过程中引起不必要的碰撞，从而提高了电池组的耐用性；塑料铭牌：固定在箱盖上的塑料铭牌可以提供关于产品的重要信息，如品牌、型号、安全警告等，以提高用户的使用安全性和便利性；高度差：设定8cm-10cm的高度差可以保证接口和控制元件有足够的空间，这个高度差也可以提供一定的视觉和触感提示，帮助用户更好地区分和使用不同的功能区域。

如图4所示，把手组件10包括安装板15和铰接于安装板15内部的把手16，便于维护和更换：由于把手组件10是可拆卸的，把手16或安装板15出现损坏或磨损，可以方便地拆下整个把手组件进行维修或更换，而无需更换整个箱盖5，降低了维护和更换的成本和复杂度。

如图5所示，箱体4内壁靠近顶端的顶角相同高度处均固定设置有支撑架17，支撑架17上表面均固定设置有第一通孔，平板6的四个边角均固定设置有第二通孔，第一通孔与第二通孔相互适配，平板6设置于支撑架17的上表面。

如图6所示，锂电池组2中横向排列分布有5-7个、纵向排列分布有8-10个单体的圆柱形锂电池，多个圆柱形锂电池通过镍带点焊连接。能量密度是指单位体积或单位质量内储存的能量，对于电池来说，能量密度通常用于衡量电池能够储存多少能量，能量密度高的电池可以在相同的体积或质量下储存更多的能量，这意味着电池可以提供更长的使用时间，或者为更高功率的设备提供动力，锂电池组2中横向排列分布有5-7个、纵向排列分布有8-10个单体的圆柱形锂电池，这种设计使得在有限的空间内装载了更多的电池，从而提高了电池组的能量密度，横向和纵向排列电池，可以最大限度地利用电池组的空间，减少了电池之间的空隙，使得更多的电池可以被装载在同样的空间内。这意味着电池组可以储存更多的能量，从而提供更长的使用时间，或者为更高功率的设备提供动力，提高了电池组的稳定性和可靠性：通过镍带点焊连接多个圆柱形锂电池，可以确保电池之间的稳定连接，防止在使用过程中因为连接松动导致电池组的性能下降。同时，点焊连接也比其他连接方式更稳定和可靠，可以降低电池组在使用过程中出现问题的风险；提高了电池组的灵活性：通过调整横向和纵向排列的电池数量，可以根据需要调整电池组的电压和电流，以满足不同的应用需求，这使得电池组可以适用于更广泛的设备(电动摩托车)和场景；提高了电池组的制造效率：通过镍带点焊连接电池，可以大大提高电池组的制造效率，降低制造成本，这对于大规模生产电池组的企业来说，是非常重要的优势。

多个圆柱形锂电池点焊连接后通过多根紧固板固定组成锂电池组2，锂电池组2固定设置于封装箱内，封装箱由六块与锂电池组大小适配的封装板18组成，封装箱顶部设置有长方形缺口19用于辨识锂电池组安装方向和锂电池组封装时的夹持。提高了电池组的稳定性：通过使用多根紧固板固定多个圆柱形锂电池，可以确保电池在使用过程中的稳定性，防止电池在振动或冲击下移动或损坏；提高了电池组的安全性：封装箱由六块与锂电池组大小适配的封装板18组成，这种设计可以有效地保护电池组，防止电池在使用过程中受到外部环境的影响，如温度、湿度、尘土等，从而提高了电池组的安全性；提高了电池组的使用便利性：封装箱顶部设置有长方形缺口19，可以方便用户辨识锂电池组的安装方向，避免错误的安装，同时方便用户在封装电池组时进行夹持，提高了电池组的使用便利性。

换电用锂电池组的安装过程：

一、准备过程：准备一个分为箱体和箱盖两部分的壳体。箱体内部可拆卸固定设置有平板。

二、安装箱盖：箱盖表面为阶梯面，分别记为上段平面和下段平面。在上段平面内固定设置有第一凹槽，凹槽内铰接有把手组件，这使得电池组更加便于携带和操作；安装充电口和放电口：在下段平面内并排固定设置有圆形充电口和方形放电口，都与电路控制元件电连接，可以通过螺纹紧固件固定于箱盖。方形放电口选用直插式三脚接口，这种接口设计可以有效地防止错误的插拔操作，从而提高了电池组的使用安全性。

三、安装锂电池组：将封装后整体呈长方形的锂电池组固定设置于下部区域，通过螺丝或其他固定设备来实现。锂电池组中横向排列分布有5-7个、纵向排列分布有8-10个单体的圆柱形锂电池，多个圆柱形锂电池通过镍带点焊连接，将点焊连接后的锂电池组通过多根紧固板固定，然后将锂电池组固定设置于封装箱内。

四、安装电路控制元件：将电路控制元件与锂电池组电连接，将电路控制元件固定设置于平板上表面。

五、测试电池组：在完成所有的组装步骤后，应该测试电池组的性能，以确保所有的零件都已正确安装，电池组可以正常工作。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例做出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种换电用锂电池组，包括壳体、安装于壳体中的锂电池组和电路控制元件，其特征在于，所述壳体分为箱体和箱盖两部分，所述箱体内部通过可拆卸固定设置的平板分隔，分别记为上部区域和下部区域；

所述锂电池组封装后整体呈长方形、固定设置于下部区域，所述电路控制元件与锂电池组电连接，电路控制元件固定设置于平板上表面，所述箱盖表面为阶梯面，分别记为上段平面和下段平面，所述上段平面内固定设置有第一凹槽，所述第一凹槽内铰接有把手组件，所述下段平面内并排固定设置有圆形充电口和方形放电口，所述圆形充电口和方形放电口均与电路控制元件电连接，所述方形放电口选用直插式三脚接口。

2.根据权利要求1所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述电路控制元件为多层印刷的集成电路板，所述集成电路板内包括一个具有多功能模块的芯片、多个通信接口和一个远程模块接口；所述芯片通过CAN通信协议、RS485串行通信协议或蓝牙进行通信，以实现电池组的控制和监控，多个所述通信接口或远程模块接口分别用于与外部设备进行数据交换或远程控制。

3.根据权利要求2所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述上段平面和下段平面的高度差为8cm-10cm，下段平面内固定设置有长方形的第二凹槽，所述第二凹槽内可拆卸固定设置有适配的塑料铭牌。

4.根据权利要求1所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述把手组件包括安装板和铰接于安装板内部的把手。

5.根据权利要求1所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述箱体内壁靠近顶端的顶角相同高度处均固定设置有支撑架，所述支撑架上表面均固定设置有第一通孔。

6.根据权利要求5所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述平板的四个边角均固定设置有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔相互适配，平板设置于所述支撑架的上表面。

7.根据权利要求1所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，所述锂电池组中横向排列分布有5-7个、纵向排列分布有8-10个单体的圆柱形锂电池，多个所述圆柱形锂电池通过镍带点焊连接。

8.根据权利要求7所述的一种换电用锂电池组，其特征在于，多个所述圆柱形锂电池点焊连接后通过多根紧固板固定组成锂电池组，所述锂电池组固定设置于封装箱内，所述封装箱由六块与锂电池组大小适配的封装板组成，封装箱顶部设置有长方形缺口用于辨识锂电池组安装方向和锂电池组封装时的夹持。