RU2581615C2 - Аккумуляторная батарея новой конструкции - Google Patents

Аккумуляторная батарея новой конструкции Download PDF

Info

Publication number
RU2581615C2
RU2581615C2 RU2014131009/07A RU2014131009A RU2581615C2 RU 2581615 C2 RU2581615 C2 RU 2581615C2 RU 2014131009/07 A RU2014131009/07 A RU 2014131009/07A RU 2014131009 A RU2014131009 A RU 2014131009A RU 2581615 C2 RU2581615 C2 RU 2581615C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
battery cells
groups
cells
batteries
Prior art date
Application number
RU2014131009/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014131009A (ru
Inventor
Дзонг Воо ЛИ
Воо Йеол КИМ
Ил Хоон ЧОЙ
Йе Ран КАНГ
Original Assignee
ЭлДжи КЕМ, ЛТД.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭлДжи КЕМ, ЛТД. filed Critical ЭлДжи КЕМ, ЛТД.
Publication of RU2014131009A publication Critical patent/RU2014131009A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2581615C2 publication Critical patent/RU2581615C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

Изобретение относится к аккумуляторным батареям. Технический результат - обеспечение баланса напряжений при сохранении высокой емкости. Предложена аккумуляторная батарея, имеющая множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, причем аккумуляторные элементы могут заряжаться и разряжаться, и аккумуляторная батарея содержит два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры, причем каждая из групп аккумуляторов содержит два или более аккумуляторных элементов, имеющих одинаковые емкость или размеры, причем аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом .2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к высокомощной и высокоемкостной аккумуляторной батарее и, более конкретно, аккумуляторной батарее, имеющей множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, причем аккумуляторные элементы являются заряжаемыми и разряжаемыми, причем аккумуляторная батарея включает в себя два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры, и каждая из групп аккумуляторов включает в себя два или более аккумуляторных элементов, имеющих одинаковую емкость или размеры, причем аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
По мере того, как разрабатываются все более усовершенствованные мобильные устройства и повышается спрос на такие мобильные устройства, спрос на аккумуляторные батареи в качестве источника энергии также резко возрастает.
В зависимости от типов внешних устройств, в которых используются аккумуляторные батареи, эти аккумуляторные батареи можно использовать в форме единого аккумулятора или в форме аккумуляторной батареи, имеющей множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом. Например, малогабаритные устройства, такие как мобильные телефоны, могут работать в течение заданного периода времени за счет мощности и емкости одного аккумулятор. С другой стороны, аккумуляторная батарея, включающая в себя множество аккумуляторов, должна использоваться в среднегабаритных или крупногабаритных устройствах, таких как портативные компьютеры, портативные проигрыватели цифровых дисков универсального назначения (DVD), малогабаритные персональные компьютеры (PC), электромобили и гибридные электромобили, потому что высокая мощность и большая емкость являются необходимыми для среднегабаритных или крупногабаритных устройств.
Из числа аккумуляторных батарей широко используются литиевые аккумуляторные батареи, поскольку литиевая аккумуляторная батарея имеет высокую мощность и большую емкость.
Однако в литиевой аккумуляторной батарее содержатся разнообразные типы горючих материалов. В результате этого литиевая аккумуляторная батарея может нагреваться или взрываться вследствие чрезмерной зарядки литиевой аккумуляторной батареи, чрезмерного тока в литиевой аккумуляторной батарее или другого внешнего физического явления, действующего на литиевую аккумуляторную батарею. Таким образом, безопасность литиевой аккумуляторной батареи является очень низкой. Следовательно, защитные элементы, такие как элемент, имеющий положительный температурный коэффициент (PTC) и модуль защитной схемы (PCM), которые эффективно управляют аномальным состоянием литиевой аккумуляторной батареи, таким как чрезмерная зарядка литиевой аккумуляторной батареи или чрезмерный ток в литиевой аккумуляторной батарее, помещаются в аккумуляторный элемент в состоянии, в котором эти защитные элементы соединены с аккумуляторным элементом.
Как описано выше, в каждом из малогабаритных устройств используются один или более аккумуляторных элементов, в то время как среднегабаритный или крупногабаритный аккумуляторный модуль, включающий в себя множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, используется в каждом из среднегабаритных или крупногабаритных устройств, таких как транспортные средства, потому что высокая мощность и большая емкость являются необходимыми для этих среднегабаритных или крупногабаритных устройств. Размер и масса аккумуляторного модуля непосредственно связаны с установочным пространством аккумуляторного модуля и мощностью соответствующего среднегабаритного или крупногабаритного устройства. По этим причинам производители стараются изготавливать небольшие и легкие аккумуляторные модули.
Как правило, множество аккумуляторных элементов устанавливают в картридже в таком состоянии, в котором аккумуляторные элементы последовательно соединены или параллельно соединены друг с другом, и множество картриджей электрически соединены друг с другом, образуя аккумуляторную батарею.
Фиг. 1 представляет изображение, иллюстрирующее типичное последовательное соединение между аккумуляторными элементами традиционной аккумуляторной батареи, имеющей высокую мощность и высокую емкость.
Как представляет фиг. 1, каждый аккумуляторный элемент имеет такую конструкцию, в которой катод, анод и сепаратор предусмотрены в корпусе вместе с электролитом в герметичном состоянии, а катодный отвод 20 и анодный отвод 30 выступают из верхнего и нижнего концов корпуса. В том случае, где первый аккумуляторный элемент 10 расположен таким образом, что катодный отвод 20 находится у его верхнего конца, второй аккумуляторный элемент 11, находящийся рядом с первым аккумуляторным элементом 10, расположен таким образом, что катодный отвод 21 находится у его нижнего конца. Противоположные электроды аккумуляторных элементов 10 и 11 электрически соединены друг с другом посредством электродного вывода 40 в состоянии, в котором противоположные электроды аккумуляторных элементов 10 и 11 находятся рядом друг с другом. Третий аккумуляторный элемент 12 последовательно соединен со вторым аккумуляторным элементом 11 таким же образом, как осуществляется соединение между первым аккумуляторным элементом 10 и вторым аккумуляторным элементом 11. Хотя это не представлено на фиг. 1, первая группа аккумуляторов на фиг. 1, включающая в себя множество аккумуляторных элементов, последовательно соединенных друг с другом, как описано выше, параллельно соединены со второй группой аккумуляторов, включающей в себя множество аккумуляторных элементов, соединенных таким же образом, как в первой группе аккумуляторов.
Группы аккумуляторов, которые параллельно соединены друг с другом, как описано выше, установлены в корпусе 70 в состоянии, в котором катодный отвод 20 первого аккумуляторного элемента 10 каждой из групп аккумуляторов присоединяется к катодному внешнему зажиму 50, и анодный отвод 33 последнего аккумуляторного элемента 15 каждой из групп аккумуляторов присоединяется к анодному внешнему зажиму 60. Как представлено на фиг. 1, электродные отводы 20 и 30 проходят в направлении большой оси аккумуляторного элемента 10. В зависимости от обстоятельств, электродные отводы 20 и 30 могут проходить в направлении малой оси аккумуляторного элемента 10.
Однако в аккумуляторной батарее, включающей в себя аккумуляторные элементы 10, 11, 12, 13, 14 и 15, которые электрически соединены друг с другом, аккумуляторные элементы 10, 11, 12, 13, 14 и 15 имеют одинаковые размеры или емкость. Таким образом, чтобы уменьшить массу и толщину аккумуляторной батареи, принимая во внимание конструкцию устройства, для которого используется аккумуляторная батарея, оказывается необходимым уменьшение емкости аккумуляторной батареи. В качестве альтернативы, может оказаться необходимым изменение конструкции устройства таким образом, что размер устройства может быть уменьшен. Однако в ходе процесса изменения конструкции, электрическое соединение между аккумуляторными элементами усложняется, и в результате этого может оказаться затруднительным изготовление аккумуляторной батареи, удовлетворяющей желательным условиям.
Следовательно, существует значительная потребность в имеющей высокую мощность и высокую емкость аккумуляторной батарее, включающей в себя множество соединенных аккумуляторных элементов, причем данная аккумуляторная батарея может быть сконструирована на основе формы устройства, в котором используется аккумуляторная батарея, при одновременном сохранении емкости аккумуляторной батареи.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение выполнено для решения вышеупомянутых проблем, а также других технических проблем, которые в настоящее время требуют решения.
В результате разнообразных всесторонних и интенсивных исследований и экспериментов для решения проблем, которые описаны выше, авторы настоящей заявки разработали аккумуляторную батарею, образованную посредством электрического соединения множества аккумуляторных элементов, имеющих разнообразные емкости или размеры, определенным способом, согласно которому аккумуляторная батарея приобретает разнообразные конфигурации на основании конструкции устройства, в котором используется данная аккумуляторная батарея.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, вышеупомянутые и другие задачи могут быть решены посредством создания аккумуляторной батареи, имеющей множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, причем аккумуляторные элементы являются заряжаемыми и разряжаемыми, и аккумуляторная батарея включает в себя два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры, причем каждая из групп аккумуляторов включает в себя два или более аккумуляторных элементов, имеющих одинаковые емкости или размеры, причем аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом.
В аккумуляторной батарее согласно настоящему изобретению, таким образом, конструкция аккумуляторной батареи образуется посредством сочетания аккумуляторных элементов таким образом, что аккумуляторная батарея соответствует конструкции устройства, в котором используется данная аккумуляторная батарея. Следовательно, аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению может гибким образом соответствовать разнообразным формам устройств, в которых используется данная аккумуляторная батарея, при одновременном обеспечении высокой емкости. Кроме того, аккумуляторные элементы электрически соединены друг с другом таким образом, что выполняются конкретные условия, которые определяются, как описано выше. Следовательно, оказывается возможным принципиальное решение проблемы баланса напряжений, которая возникает, когда аккумуляторная батарея имеет конфигурацию, использующую разнообразные аккумуляторные элементы.
Согласно предпочтительному примеру аккумуляторные элементы в каждой группе аккумуляторов и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов могут иметь одинаковые электрохимические свойства.
Согласно другому предпочтительному примеру аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов могут иметь одинаковые плотности энергии и различные емкости, соответствующие их размерам.
В том случае, где аккумуляторные элементы имеют такую конфигурацию, которая описана выше, оказывается возможным легкое изготовление аккумуляторных элементов в процессе изготовления аккумуляторной батареи с использованием разнообразных аккумуляторных элементов, и в результате этого сокращается до минимума увеличение стоимости производства аккумуляторной батареи.
Как описано выше, аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению включает в себя два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры. Например, аккумуляторная батарея может включать три типа групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры.
Расположение аккумуляторных элементов, которые составляют каждую из групп аккумуляторов, не ограничивается определенным образом. Например, аккумуляторные элементы, имеющие различные емкости или размеры, могут быть расположены рядом друг с другом, образуя блок. Таким образом, аккумуляторные элементы, принадлежащие к различным группам аккумуляторов, могут быть расположены рядом друг с другом. При расположении в такой конфигурации оказывается возможным простое обеспечение параллельного соединения между аккумуляторными элементами, имеющими различные емкости или размеры, и, таким образом, упрощение электропроводки аккумуляторной батареи.
В конструкции, в которой аккумуляторные элементы различных групп аккумуляторов параллельно соединены друг с другом, как описано выше, оказывается возможным достижение баланса напряжений вместе с повышением емкости аккумуляторной батареи, что становится очевидным из экспериментов, которые будут описаны далее в настоящем документе.
С другой стороны, в конструкции, в которой аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, или в конструкции, в которой два или более аккумуляторных элементов в каждой группе аккумуляторов параллельно соединены друг с другом, оказывается затруднительным достижение баланса напряжений между аккумуляторными элементами, имеющими различные емкости, или электропроводка становится очень сложной, когда аккумуляторная батарея имеет конфигурацию с использованием разнообразных аккумуляторных элементов, в отличие от настоящего изобретения.
Как описано выше, аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению имеет конфигурацию, в которой используются аккумуляторные элементы, имеющие разнообразные емкости или размеры, и, таким образом, оказывается возможной простая установка аккумуляторной батареи в устройство, в котором используется данная аккумуляторная батарея, вне зависимости от конструкции устройства. В частности, аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению может предпочтительно применяться, когда габаритная толщина устройства является малой. В этом случае все из аккумуляторных элементов могут быть расположены на одной плоскости.
Согласно предпочтительному примеру группы аккумуляторов могут заряжаться при силе тока, соответствующей емкости или размерам аккумуляторных элементов.
Предпочтительно группы аккумуляторов заряжаются с использованием способа зарядки при непрерывном токе и непрерывном напряжении (CC-CV).
Конструкция каждого из аккумуляторных элементов не ограничивается определенным образом. Например, каждый из аккумуляторных элементов может представлять собой аккумуляторный элемент пластинчатой формы, имеющий электродные зажимы, выступающие с одной стороны или с противоположных сторон элемента.
Электрическое соединение между аккумуляторными элементами может быть обеспечено за счет использования определенных деталей. Например, электродные зажимы аккумуляторных элементов могут быть электрически соединены друг с другом посредством монтажной платы, расположенной на одной стороне или на противоположных сторонах каждого из аккумуляторных элементов.
В частности, каждый из аккумуляторных элементов может представлять собой аккумуляторный элемент пластинчатой формы, имеющий электродные зажимы, выступающие с одной стороны электрода, и электродные зажимы аккумуляторных элементов могут быть электрически соединены друг с другом посредством монтажной платы, расположенной на сторонах электродных зажимов аккумуляторных элементов.
Электрическое соединение между электродными зажимами аккумуляторных элементов посредством монтажной платы достигается за счет схемы монтажной платы. В результате этого аккумуляторная батарея приобретает весьма упрощенную конструкцию. В частности, электрическое соединение между электродными зажимами аккумуляторных элементов посредством монтажной платы оказывается предпочтительным, когда необходимо, чтобы аккумуляторная батарея имела очень тонкую конструкцию согласно техническим условиям устройства, в котором используется данная аккумуляторная батарея.
Можно использовать разнообразные типы аккумуляторных элементов. Например, каждый из аккумуляторных элементов может представлять собой литиевую аккумуляторную батарею; однако настоящее изобретение не ограничивается этим.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, включающее в себя аккумуляторную батарею вышеупомянутой конструкции в качестве источника энергии.
Предпочтительный пример устройства, в котором используется аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению, может представлять собой мобильное устройство, такое как портативный компьютер, нетбук, карманный персональный компьютер (PC) или смарт-планшет.
Для мобильного устройства требуется аккумуляторная батарея, имеющая высокое соотношение емкости к размеру и малую толщину с учетом того, что потребителю нужен легкий аккумулятор, имеющий продолжительный срок службы и малую толщину, длину и ширину конструкции. Однако оказывается затруднительным, чтобы внутреннее пространство мобильного устройства, в которое устанавливается аккумуляторная батарея, имело определенный размер, удовлетворяющий вышеупомянутым требованиям, например стандартную форму прямоугольного параллелепипеда. Таким образом, очень тонкое мобильное устройство имеет весьма ограниченное пространство, в котором может быть установлена аккумуляторная батарея, вследствие установочных положений компонентов, которые составляют мобильное устройство, и, таким образом, может оказаться затруднительной стандартизация внутреннего пространства мобильного устройства, в которое устанавливается аккумуляторная батарея. В аккумуляторной батарее согласно настоящему изобретению, с другой стороны, имеется очень высокая гибкость расположения аккумуляторных элементов за счет использования групп аккумуляторов, имеющих разнообразные размеры или емкости, и в результате этого сразу решаются все вышеупомянутые проблемы.
Вышеупомянутые устройства или аппараты хорошо известны в области техники, к которой относится настоящее изобретение, и, таким образом, их подробное описание не будет представлено.
Как оказывается очевидным из представленного выше описания, аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению имеет конфигурацию, которую образует сочетание множества аккумуляторных элементов, таким образом, что аккумуляторные элементы соответствуют конструкции устройства, в котором используется данная аккумуляторная батарея.
Следовательно, оказывается возможным решение проблемы баланса напряжений и электропроводки при одновременном сохранении характеристики высокой емкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и другие преимущества настоящего изобретения становятся более понятными из следующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с сопровождающими чертежами, среди которых:
фиг. 1 представляет перспективное изображение, иллюстрирующее картридж, в котором установлены традиционным образом шесть аккумуляторных элементов;
фиг. 2 представляет типичное изображение, иллюстрирующее состояние, в котором расположены группы аккумуляторов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 3 представляет принципиальную электрическую схему, иллюстрирующую состояние, в котором параллельно соединены друг с другом группы аккумуляторы, каждая из которых включает в себя два или более аккумуляторных элементов согласно варианту осуществления настоящего изобретения, последовательно соединенных друг с другом; и
фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий баланс напряжений согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Однако следует отметить, что объем настоящего изобретения не ограничивается проиллюстрированными вариантами осуществления.
Фиг. 2 представляет типичное изображение, иллюстрирующее состояние, в котором расположены группы аккумуляторов согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Как представляет фиг. 2, аккумуляторная батарея включает три типа групп аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1, которые имеют различные емкости. Группа аккумуляторов 574160L1 включает в себя два аккумуляторных элемента 101a и 101b, имеющих одинаковые размеры и емкости; группа аккумуляторов 474160L1 включает в себя два аккумуляторных элемента 102a и 102b, имеющих одинаковые размеры и емкости; и группа аккумуляторов 614439L1 включает в себя два аккумуляторных элемента 103a и 103b, имеющих одинаковые размеры и емкости.
Соответствующие аккумуляторные элементы 101a, 101b, 102a, 102b, 103a и 103b представляют собой аккумуляторные элементы, которые имеют одинаковые электрохимические свойства, т.е. одинаковые активные материалы электродов и электролит, и их емкости определяются на основании их размеров. Кроме того, каждый из аккумуляторных элементов 101a, 101b, 102a, 102b, 103a и 103b имеет конструкцию пластинчатой формы, в которой катодные и анодные зажимы выступают из верхнего конца соответствующего электрода. Аккумуляторные элементы 101a, 102a и 103a, которые принадлежат к различным группам аккумуляторов, расположены с левой стороны аккумуляторной батареи 300 в состоянии, в котором аккумуляторные элементы 101a, 102a, и 103a находятся рядом друг с другом. Аналогичным образом аккумуляторные элементы 101b, 102b и 103b, которые также принадлежат к различным группам аккумуляторов, расположены с правой стороны аккумуляторной батареи 300 в состоянии, в котором аккумуляторные элементы 101b, 102b и 103b находятся рядом друг с другом. Аккумуляторные элементы 101a, 102a, 103a и аккумуляторные элементы 101b, 102b, 103b являются симметричными по отношению к центру аккумуляторной батареи 200. Аккумуляторные элементы 101a, 101b, 102a, 102b, 103a и 103b, как правило, расположены на одной плоскости.
Таким образом, как представлено на фиг. 2, нижние концы аккумуляторных элементов 103a и 103b расположены выше, чем нижние концы аккумуляторных элементов 101a, 101b, 102a и 102b. В такой конфигурации оказывается возможным повышение гибкости конструкции согласно внутренней конструкции устройства, в котором используется данная аккумуляторная батарея 300.
В зависимости от обстоятельств аккумуляторные элементы 102a и 102b могут быть расположены на противоположных сторонах аккумуляторной батареи 300 или аккумуляторные элементы 102a и 102b могут быть по выбору расположены среди аккумуляторных элементов 101a, 101b, 103a и 103b, в отличие от конструкции, которая представлена на фиг. 2.
Левосторонние аккумуляторные элементы 101a, 102a и 103a, которые расположены рядом друг с другом и имеют различные емкости, параллельно соединены друг с другом, образуя блок. Аналогичным образом, правосторонние аккумуляторные элементы 101b, 102b и 103b, которые расположены рядом друг с другом и имеют различные емкости, параллельно соединены друг с другом, образуя другой блок. Эти блоки последовательно соединены друг с другом.
Такое электрическое соединение аккумуляторных элементов 101a, 101b, 102a, 102b, 103a и 103b обеспечивает монтажная плата 200, расположенная на сторонах электродных зажимов аккумуляторных элементов 101a, 101b, 102a, 102b, 103a и 103b.
Например, катодный зажим (+) аккумуляторного элемента 102a группы аккумуляторов 474160L1 присоединяется к катодному зажиму (+) аккумуляторного элемента 101a группы аккумуляторов 574160L1 посредством монтажной платы 200. Анодный зажим (-) аккумуляторного элемента 102a группы аккумуляторов 474160L1 присоединяется к анодному зажиму (-) аккумуляторного элемента 101a посредством монтажной платы 200. Такое соединение применяется для группы аккумуляторов 614439L1. В результате этого группы аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1 параллельно соединены друг с другом.
Фиг. 3 представляет принципиальную электрическую схему, иллюстрирующую состояние, в котором группы аккумуляторов параллельно соединены друг с другом, причем каждая из групп включает в себя два или более аккумуляторных элементов согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которые последовательно соединены друг с другом; и фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий баланс напряжений согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показывают данные чертежи, множество аккумуляторных элементов, которые не представлены на чертежах, последовательно соединены друг с другом, образуя, по меньшей мере, одну группу аккумуляторов, и множество групп аккумуляторов A, B и C, имеющих вышеупомянутую конструкцию, параллельно соединены друг с другом, образуя параллельные группы Vbank1 и Vbank2. Число аккумуляторных элементов, которые не представлены на чертежах, каждой из групп аккумуляторов, не ограничивается определенным образом. Кроме того, не ограничивается определенным образом число групп аккумуляторов, которые установлены в аккумуляторной батарее.
Аккумуляторные элементы одной группы аккумуляторов параллельно соединены с аккумуляторными элементами другой группы аккумуляторов, которые имеют емкости или размеры, отличные от емкостей или размеров аккумуляторных элементов первой группы аккумуляторов. Когда группы аккумуляторов заряжаются при начальной силе тока i, таким образом, группы аккумуляторов заряжаются с использованием способа зарядки при непрерывном токе и непрерывном напряжении (CC-CV) в состоянии, в котором в соответствующих группах аккумуляторов протекают токи, имеющие силу ia, ib и ic, соответствующую емкостям и размерам аккумуляторных элементов, установленных в соответствующих группах аккумуляторов. Следовательно, естественным образом достигается баланс напряжений между аккумуляторами.
Экспериментальные значения силы тока зарядки соответствующих групп аккумуляторов, включающих в себя аккумуляторные элементы, которые имеют различные емкости или размеры, представлены ниже в таблице 1.
Figure 00000001
Как можно видеть в представленной выше таблице 1, ток относительно большой силы подается на группы аккумуляторов, включающие в себя аккумуляторные элементы, которые имеют относительно большие емкости или размеры. Таким образом, ток наибольшей силы ic прикладывается к группе аккумуляторов 574160L1, которая имеет наибольшую емкость, и ток наименьшей силы ia прикладывается к группе аккумуляторов 614439L1, которая имеет наименьшую емкость, и в результате этого достигается баланс напряжений аккумуляторной батареи.
В частности, экспериментальные данные на графике, которые представляют результаты автоматического изменения баланса напряжений согласно варианту осуществления настоящего изобретения, приведены ниже в таблице 2.
Figure 00000002
Как можно видеть в представленной выше таблице 2, соответствующие группы аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1 заряжаются с использованием способа зарядки CC-CV посредством начальной зарядки групп аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1 при заданных значениях силы тока, соответствующих размерам групп аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1, и постепенного уменьшения силы тока таким образом, что токи зарядки, соответствующие емкостям или размерам групп аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1, которые параллельно соединены друг с другом, проходят через группы аккумуляторов 574160L1, 474160L1 и 614439L1. В результате этого поддерживается баланс напряжений между параллельными группами Vbank1 и Vbank2 и обеспечивается полностью заряженное состояние каждого из аккумуляторных элементов посредством относительного состояния зарядки (RSOC).
Способ зарядки CC-CV является хорошо известным в области техники, к которой относится настоящее изобретение, и, таким образом, его подробное описание не будет представлено.
Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны для иллюстративных целей, специалистам в данной области техники понятно, что являются возможными разнообразные модификации, дополнения и замены без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения, которые описаны в сопровождающей формуле изобретения.

Claims (14)

1. Аккумуляторная батарея, имеющая множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, причем аккумуляторные элементы являются заряжаемыми и разряжаемыми и аккумуляторная батарея содержит два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры, причем каждая из групп аккумуляторов содержит два или более аккумуляторных элементов, имеющих одинаковую емкость или размеры, причем аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом, при этом группы аккумуляторов заряжаются с использованием способа зарядки при непрерывном токе и непрерывном напряжении (CC-CV).
2. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов имеют одинаковые электрохимические свойства.
3. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов имеют одинаковые плотности энергии и различные емкости, соответствующие их размерам.
4. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой аккумуляторная батарея содержит три типа групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры.
5. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой аккумуляторные элементы, имеющие различные емкости или размеры, расположены смежно друг с другом, образуя блок.
6. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой все из аккумуляторных элементов расположены на одной плоскости.
7. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом и в результате этого достигается баланс напряжений.
8. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой группы аккумуляторов заряжены силой тока, соответствующей емкостям или размерам аккумуляторных элементов.
9. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой каждый из аккумуляторных элементов представляет собой аккумуляторный элемент пластинчатой формы, имеющий электродные зажимы, выступающие с одной стороны или с противоположных сторон элемента.
10. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой электродные зажимы аккумуляторных элементов электрически соединены друг с другом посредством монтажной платы, расположенной на одной стороне или на противоположных сторонах каждого из аккумуляторных элементов.
11. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой каждый из аккумуляторных элементов представляет собой аккумуляторный элемент пластинчатой формы, имеющий электродные зажимы, выступающие с одной стороны, и электродные зажимы аккумуляторных элементов электрически соединены друг с другом посредством монтажной платы, расположенной на сторонах электродных зажимов аккумуляторных элементов.
12. Аккумуляторная батарея по п. 1, в которой каждый из аккумуляторных элементов представляет собой литиевый аккумуляторный элемент.
13. Устройство, включающее аккумуляторную батарею по любому из пп. 1-9 и 12 в качестве источника энергии.
14. Устройство по п. 13, в котором устройство представляет собой портативный компьютер, нетбук, карманный персональный компьютер (PC) или смарт-планшет.
RU2014131009/07A 2012-02-23 2013-02-14 Аккумуляторная батарея новой конструкции RU2581615C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120018324A KR101178152B1 (ko) 2012-02-23 2012-02-23 신규한 구조의 전지팩
KR10-2012-0018324 2012-02-23
PCT/KR2013/001144 WO2013125810A1 (ko) 2012-02-23 2013-02-14 신규한 구조의 전지팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014131009A RU2014131009A (ru) 2016-04-10
RU2581615C2 true RU2581615C2 (ru) 2016-04-20

Family

ID=46888019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014131009/07A RU2581615C2 (ru) 2012-02-23 2013-02-14 Аккумуляторная батарея новой конструкции

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8795875B2 (ru)
EP (1) EP2797140B1 (ru)
JP (1) JP6270162B2 (ru)
KR (1) KR101178152B1 (ru)
CN (1) CN104081560B (ru)
RU (1) RU2581615C2 (ru)
TW (1) TWI481097B (ru)
WO (1) WO2013125810A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021133220A1 (en) 2019-12-27 2021-07-01 Nigmatullin Oleg Adgamovich Serial connection of additional sources of direct current to equalize the voltage in a circuit when the load is increased

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2528290A (en) * 2014-07-16 2016-01-20 John Leslie Gordon Hardy Battery management
CN104485474B (zh) * 2014-12-04 2017-01-11 上海交通大学 一种基于一致性指标的纯电动汽车电池组匹配方法
US9696782B2 (en) 2015-02-09 2017-07-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Battery parameter-based power management for suppressing power spikes
US10158148B2 (en) 2015-02-18 2018-12-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamically changing internal state of a battery
US9748765B2 (en) 2015-02-26 2017-08-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Load allocation for multi-battery devices
JP2018512705A (ja) * 2015-03-01 2018-05-17 ベイジン セイムヴォルト カンパニー リミテッドＢｅｉｊｉｎｇ Ｓａｍｅｖｏｌｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 一種の混合で編組するバッテリー組と一種のバッテリー組編組方法
CN104638291B (zh) * 2015-03-01 2017-11-10 北京山沃新能源科技有限公司 一种混合编组的电池组及一种电池组的混合编组方法
KR102331063B1 (ko) * 2015-04-28 2021-11-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP6235529B2 (ja) * 2015-05-25 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 電動車両および電池パック
US9939862B2 (en) 2015-11-13 2018-04-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Latency-based energy storage device selection
US10061366B2 (en) 2015-11-17 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Schedule-based energy storage device selection
US9793570B2 (en) 2015-12-04 2017-10-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Shared electrode battery
US10487033B2 (en) 2015-12-11 2019-11-26 Blue Solutions Canada Inc. Battery with variable electrochemical cells configuration
EP3387697B1 (en) 2015-12-11 2020-08-19 Blue Solutions Canada Inc. Battery with electrochemical cells having variable impedance
US10110025B2 (en) 2016-01-26 2018-10-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Enhanced parallel protection circuit
CN106058279B (zh) * 2016-05-29 2018-06-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池pack配组方法
KR101924520B1 (ko) 2016-06-16 2018-12-03 주식회사 엘지화학 배터리 시스템 관리 장치 및 방법
JP2016225304A (ja) * 2016-07-06 2016-12-28 株式会社東芝 二次電池装置およびその製造方法
KR102246030B1 (ko) * 2016-10-07 2021-04-29 주식회사 엘지화학 서로 다른 크기의 단위셀들을 포함하는 파우치형 전지셀
US10491020B2 (en) * 2016-12-22 2019-11-26 Milwaukee Electric Tool Corporation Power source for burst operation
KR102312416B1 (ko) 2018-04-04 2021-10-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈
CN112542863B (zh) * 2019-09-23 2023-07-18 北京小米移动软件有限公司 充电方法及装置、可读存储介质
CN111081964B (zh) * 2019-12-24 2022-08-09 Oppo广东移动通信有限公司 用于终端设备的电池组件和具有其的终端设备
CN216488300U (zh) * 2021-09-30 2022-05-10 创科无线普通合伙 电池包以及包括电池包的电动工具
KR20230058870A (ko) * 2021-10-25 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 발화억제 구조의 리튬이차전지
JP7439034B2 (ja) 2021-10-27 2024-02-27 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池スタック

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11135093A (ja) * 1997-10-29 1999-05-21 Toyo Commun Equip Co Ltd 電池ホルダ
RU2334337C1 (ru) * 2007-06-13 2008-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника земли
RU2335039C1 (ru) * 2004-12-24 2008-09-27 Эл Джи Кем, Лтд. Разделяемый соединительный элемент для модульной аккумуляторной батареи и способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи путем выравнивания напряжений
KR101053208B1 (ko) * 2010-02-09 2011-08-01 주식회사 엘지화학 용접 신뢰성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4607207A (en) * 1984-10-01 1986-08-19 Bruneau Louis O Battery powering
KR100290988B1 (ko) * 1997-12-29 2001-06-01 윤종용 멀티유니트배터리팩및이멀티유니트배터리팩을사용하는시스템
JP2002325375A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Sharp Corp 二次電池パック装置
JP3809549B2 (ja) * 2001-11-22 2006-08-16 株式会社日立製作所 電源装置と分散型電源システムおよびこれを搭載した電気自動車
JP4593056B2 (ja) * 2002-05-07 2010-12-08 富士重工業株式会社 板状電池の接続構造
TWM267638U (en) * 2004-07-02 2005-06-11 6G Co Ltd Cylindrical charging battery module
KR100796097B1 (ko) * 2004-10-26 2008-01-21 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 배터리 모듈
KR20060060077A (ko) * 2004-11-30 2006-06-05 주식회사 엘지화학 고출력 대용량의 전지팩
JP4955399B2 (ja) * 2004-11-30 2012-06-20 日本電気株式会社 フィルム外装電気デバイス集合体
CA2589892C (en) * 2004-12-24 2010-09-14 Lg Chem, Ltd. Secondary battery module
TWI308806B (en) * 2005-01-21 2009-04-11 Sony Corp Battery pack
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
EP1992026B1 (en) * 2006-03-06 2019-08-07 LG Chem, Ltd. Battery module
US9331358B2 (en) * 2010-01-26 2016-05-03 Apple Inc. Battery with multiple jelly rolls in a single pouch
US9040187B2 (en) * 2010-07-13 2015-05-26 Apple, Inc. Battery pack with cells of different capacities electrically coupled in parallel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11135093A (ja) * 1997-10-29 1999-05-21 Toyo Commun Equip Co Ltd 電池ホルダ
RU2335039C1 (ru) * 2004-12-24 2008-09-27 Эл Джи Кем, Лтд. Разделяемый соединительный элемент для модульной аккумуляторной батареи и способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи путем выравнивания напряжений
RU2334337C1 (ru) * 2007-06-13 2008-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника земли
KR101053208B1 (ko) * 2010-02-09 2011-08-01 주식회사 엘지화학 용접 신뢰성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021133220A1 (en) 2019-12-27 2021-07-01 Nigmatullin Oleg Adgamovich Serial connection of additional sources of direct current to equalize the voltage in a circuit when the load is increased

Also Published As

Publication number Publication date
EP2797140A4 (en) 2014-12-31
JP2015510672A (ja) 2015-04-09
CN104081560A (zh) 2014-10-01
EP2797140A1 (en) 2014-10-29
KR101178152B1 (ko) 2012-08-29
EP2797140B1 (en) 2015-10-28
TWI481097B (zh) 2015-04-11
CN104081560B (zh) 2016-07-27
TW201401626A (zh) 2014-01-01
RU2014131009A (ru) 2016-04-10
JP6270162B2 (ja) 2018-01-31
US20130224529A1 (en) 2013-08-29
WO2013125810A1 (ko) 2013-08-29
US8795875B2 (en) 2014-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2581615C2 (ru) Аккумуляторная батарея новой конструкции
US11749850B2 (en) Battery module, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
EP3361554A1 (en) Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack
US10854936B2 (en) Battery module, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
US20120183838A1 (en) Battery pack and battery pack module
EP2337112A1 (en) Battery pack and vehicle including the battery pack
AU2018204846A1 (en) Energy storage apparatus
KR20150142338A (ko) 엔드 플레이트를 결합시키는 부싱을 포함한 배터리 팩
US8715851B2 (en) Battery pack and battery pack stack
US20150050523A1 (en) Battery pack
KR20160020645A (ko) 멀티셀 홀더를 포함하는 배터리팩 모듈
KR102210218B1 (ko) 전지시스템 및 전지시스템과 전기자동차를 위한 베이스플레이트
KR20150109726A (ko) 전지모듈의 어셈블리
US11545705B2 (en) Secondary battery and battery pack including the same
KR20110112716A (ko) 이차전지 모듈
KR20130140980A (ko) 신규한 전지팩 연결구조를 포함하는 전지모듈
KR20230129053A (ko) 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치
KR101514426B1 (ko) 커넥터, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩의 조립 방법
KR20160147346A (ko) 외부 입출력 양극단자가 돌출되어 있는 각형 전지팩
KR20200076909A (ko) 조립 구조가 개선되고 멀티셀렉팅 기능의 배터리관리시스템을 포함한 배터리팩
WO2023155211A1 (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
WO2023155212A1 (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
KR101823200B1 (ko) 전원 장치
JP2014191950A (ja) 二次電池モジュールおよびそれを用いた二次電池システム
CN106602132A (zh) 一种易固定式锂电池组