專(zhuān)利名稱(chēng)：電池裝置和電池容納裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)，具體而言，涉及一種電池裝置以及一種電池容納裝置。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用在電動(dòng)自行車(chē)上的電池，絕大多數(shù)為鉛酸電池，因?yàn)殂U酸電 池對(duì)環(huán)境污染特別大，所以市場(chǎng)上需求一種新型的電池裝置來(lái)替代鉛酸電池。由于鋰離子電池不具有污染環(huán)境的物質(zhì)，而且相同重量的鋰離子電池和鉛酸電池 相比，鋰離子電池的容量比鉛酸電池高的多(一般是鉛酸電池的2 3倍)，因此在電動(dòng)車(chē) 上采用鋰離子電池來(lái)代替鉛酸電池已成為今后發(fā)展的趨勢(shì)?；谀壳暗膭?dòng)力鋰離子電池技術(shù)與制造工藝水平，單節(jié)鋰離子電池之間的性能差 異在整個(gè)壽命周期里客觀存在，這就導(dǎo)致了二次電池組中由于某一節(jié)或幾節(jié)鋰離子電池的 容量的不均衡而影響整個(gè)鋰離子電池組的性能，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致整個(gè)電池組崩潰。同 時(shí)，在由單節(jié)鋰離子電池組合成的矩陣電池組中，由于動(dòng)力電池技術(shù)與制造工藝水平而造 成的容量以及各種性能的差異，使得矩陣電池組在使用過(guò)程中容易造成某些鋰離子電池過(guò) 充或者過(guò)放，而另外一些鋰離子電池會(huì)出現(xiàn)欠充或者欠放，這樣就造成單個(gè)鋰離子電池之 間的差異越來(lái)越大，直至整個(gè)大矩陣電池組不能使用。這樣一來(lái)就使大矩陣電池的壽命大 大縮短。因此，需求一種新的替代鉛酸電池的裝置，能夠采用通過(guò)串并聯(lián)鋰離子電池形成 的電池組，并能對(duì)其中的各個(gè)電池進(jìn)行容量均衡處理，來(lái)消除由于動(dòng)力電池技術(shù)與制造工 藝水平而造成的鋰離子電池的容量差異，同時(shí)還要在電池組充電或放電時(shí)，對(duì)其中的單節(jié) 鋰離子電池進(jìn)行過(guò)壓或者欠壓保護(hù)，以及過(guò)流和過(guò)溫保護(hù)，以延長(zhǎng)電池裝置的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種新的對(duì)于電池組充放電的保護(hù)方式， 能夠解決以下問(wèn)題至少之一需求一種新的替代鉛酸電池的裝置，能夠采用通過(guò)串并聯(lián)鋰 離子電池形成的電池組，并能對(duì)其中的各個(gè)電池進(jìn)行容量均衡處理，來(lái)消除由于動(dòng)力電池 技術(shù)與制造工藝水平而造成的鋰離子電池的容量差異，同時(shí)還要在電池組充電或放電時(shí)， 對(duì)其中的單節(jié)鋰離子電池進(jìn)行過(guò)壓或者欠壓保護(hù)，以及過(guò)流和過(guò)溫保護(hù)，以延長(zhǎng)電池裝置 的壽命。有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種電池裝置，包括多個(gè)電池，多個(gè)并聯(lián)的電池形成并 聯(lián)電池組，多個(gè)所述并聯(lián)電池組之間互相串聯(lián)。在該技術(shù)方案，多個(gè)電池通過(guò)先并聯(lián)后串 聯(lián)，可以靈活地組合出所需的電壓、電流。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括均衡電阻網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)電阻，與所述多個(gè)電 池連接，每個(gè)所述并聯(lián)電池組中任意兩個(gè)電池之間至少有一個(gè)電阻，以均衡每個(gè)所述并聯(lián) 電池組中的電池的容量。在該技術(shù)方案中，均衡電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池的連接，并能夠通過(guò) 電阻對(duì)每個(gè)電池的容量進(jìn)行均衡。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有導(dǎo)電接觸件，所述均衡電阻 網(wǎng)絡(luò)通過(guò)所述導(dǎo)電接觸件連接所述多個(gè)電池中的每個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電接觸件為V型彈片，其中，所述V型彈片的一 端具有焊接頭，焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上，所述V型彈片的另一端具有圓形凸起，與所述 多個(gè)電池的電極接觸。在該技術(shù)方案中，V型彈片良好地保證了多個(gè)電池之間的電氣連通。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述接觸件為塔式導(dǎo)電彈簧，所述塔式導(dǎo)電彈簧為盤(pán) 繞成螺旋的導(dǎo)線，所述螺旋兩端的半徑不等，且在半徑較大的一端，所述導(dǎo)線的末端作為焊 接頭，焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上。在該技術(shù)方案中，塔式導(dǎo)電彈簧良好地保證了多個(gè)電池 之間的電氣連通。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有與所述多個(gè)電池中的每個(gè) 電池對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)絲，所述保險(xiǎn)絲在承受超過(guò)預(yù)定值的電流時(shí)斷開(kāi)。在該技術(shù)方案中，使用保 險(xiǎn)絲能夠防止有過(guò)大的電流從電池中流出或流入，避免對(duì)電池造成損壞。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，上述保險(xiǎn)絲的額定電流為6. 3A，熔斷電流為12. 6A。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括充放電保護(hù)電路，與所述多個(gè)電池連接，對(duì)所 述多個(gè)電池實(shí)施充放電保護(hù)。在該技術(shù)方案中，充放電保護(hù)電路檢測(cè)每個(gè)電池，并進(jìn)行保護(hù) 以防止電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)溫等情況發(fā)生。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電保護(hù)電路包括電壓檢測(cè)電路，連接到所 述多個(gè)電池，檢測(cè)所述多個(gè)電池中的每個(gè)電池的電壓，并輸入到中央控制單元；所述中央控 制單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根據(jù)所述電壓，確定是否停止使用雙向可控開(kāi)關(guān)對(duì)所述 多個(gè)電池進(jìn)行充電或放電。在該技術(shù)方案中，在電池的電壓異常時(shí)，及時(shí)停止對(duì)電池裝置的 充電或放電，以保護(hù)電池裝置。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電保護(hù)電路還包括溫度檢測(cè)電路，連接在 所述多個(gè)電池與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池中的每個(gè)電池的溫度，并輸入 到所述中央控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述溫度，確定是否使所述多個(gè)電池停 止放電。在該技術(shù)方案中，在電池的溫度異常時(shí)，及時(shí)使電池裝置停止放電，以保護(hù)電池裝置。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電保護(hù)電路還包括電流檢測(cè)電路，連接于 所述多個(gè)電池與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池輸出的電流，并輸入到所述中 央控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述電流，對(duì)所述多個(gè)電池輸出的電流進(jìn)行限 制。在該技術(shù)方案中，在電池裝置輸入出的電流異常時(shí)，及時(shí)控制電流的大小，以保護(hù)電池
直ο在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電保護(hù)電路還包括電源控制電路，連接至 所述中央處理單元，通過(guò)所述中央控制單元輸出電源信號(hào)，以啟動(dòng)或停止所述電壓檢測(cè)電 路對(duì)所述多個(gè)電池的檢測(cè)。在該技術(shù)方案中，在電池裝置不使用時(shí)，充放電保護(hù)電路不對(duì)電 池裝置檢測(cè)，以節(jié)省電池裝置的電能。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括殼體，所述多個(gè)電池位于所述殼體中，每個(gè)電 池可以被獨(dú)立地放置到所述殼體中，或被從所述殼體中移出。在該技術(shù)方案中，電池與殼體 均可以靈活選擇，以搭配出需求的組合。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體包括上蓋板，位于所述殼體的上部；下蓋
5板，位于所述殼體的下部；固定框架，位于所述上蓋板與下蓋板之間，用于容納所述多個(gè)電 池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)位于所述上蓋板和所述下蓋板中， 所述充放電保護(hù)電路位于所述上蓋板中。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定框架中具有通過(guò)固定電池柵形成的多個(gè)安 放電池孔，用于容納所述多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定電池柵橫向或縱向安置在所述固定框架內(nèi)。 在該技術(shù)方案中，固定電池柵的不同安置方式，可以使電池可以靈活放置。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池為鋰離子電池。在該技術(shù)方案中，因?yàn)殇囯x 子電池不具有污染環(huán)境的物質(zhì)，而且在相同重量的鋰離子電池和鉛酸電池相比，鋰離子電 池的容量比鉛酸電池高的多，使得電池裝置的性能更好、壽命更長(zhǎng)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池容納裝置，用于容納多個(gè)電池，包括上蓋板，位于所述 電池容納裝置的上部；下蓋板，位于所述電池容納裝置的下部；固定框架，位于所述上蓋板 與所述下蓋板之間，容納所述多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定框架中具有通過(guò)固定電池柵形成的多個(gè)安 放電池孔，容納所述多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定電池柵橫向或縱向安置在所述固定框架內(nèi)。 在該技術(shù)方案中，固定電池柵的不同安置方式，可以使電池可以靈活放置。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定電池柵上具有通氣孔。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個(gè)安放電池孔按矩陣形式排列。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，兩兩相鄰的三個(gè)安放電池孔按正三角排列。 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固定框架內(nèi)具有加熱裝置，使所述固定框架內(nèi)的 溫度維持在預(yù)定溫度。在該技術(shù)方案中，加熱裝置可以使電池在其性能最好的溫度下工作。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述上蓋板中具有預(yù)定體積的空間，以容納應(yīng)用于所 述多個(gè)電池的充放電保護(hù)電路。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述上蓋板、所述下蓋板、所述固定框架中均具有螺 栓孔，并使用螺栓通過(guò)所述螺栓孔將所述上蓋板、所述下蓋板、所述固定框架互相連接。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述上蓋板、所述下蓋板中均具有橫向和/或縱向布 置的加強(qiáng)筋。在該技術(shù)方案中，加強(qiáng)筋使得電池容納裝置更加牢固。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋上具有螺栓孔，并使用螺栓通過(guò)所述螺栓 孔將應(yīng)用于所述多個(gè)電池的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)固定在所述上蓋板或下蓋板上。根據(jù)上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種電池裝置，相比鉛酸電池，性能更好、壽命更長(zhǎng)， 還可以實(shí)現(xiàn)一種電池容納裝置，可以獨(dú)立進(jìn)行設(shè)置以適應(yīng)其使用的電池。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的示意圖；圖3A和圖3B分別是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的多個(gè)電池的連接的 俯視圖和側(cè)視圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的充放電保護(hù)電路的示意圖；圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中使用的V型彈片的示意 圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中使用的塔式導(dǎo)電彈簧的示意圖；圖8A和圖8B分別是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的上蓋板的正面視 圖和背面視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定框架的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定電池柵的示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定電池柵的示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的下蓋板的示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置的整體示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開(kāi)的具體實(shí) 施例的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的電池裝置的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種電池裝置，包括多個(gè)電池102，多個(gè)并聯(lián)的電池形 成并聯(lián)電池組，多個(gè)所述并聯(lián)電池組之間互相串聯(lián)。在該技術(shù)方案，多個(gè)電池通過(guò)先并聯(lián)后 串聯(lián)，可以靈活地組合出所需的電壓、電流。在上述技術(shù)方案中，還包括均衡電阻網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)電阻，與所述多個(gè)電池102 連接，每個(gè)所述并聯(lián)電池組中任意兩個(gè)電池之間至少有一個(gè)電阻，以均衡每個(gè)所述并聯(lián)電 池組中的電池的容量。在該技術(shù)方案中，均衡電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池的連接，并能夠通過(guò)電 阻對(duì)每個(gè)電池的容量進(jìn)行均衡。在上述技術(shù)方案中，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有導(dǎo)電接觸件，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)通 過(guò)所述導(dǎo)電接觸件連接所述多個(gè)電池102中的每個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，所述導(dǎo)電接觸件為V型彈片，其中，所述V型彈片的一端具有 焊接頭，焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上，所述V型彈片的另一端具有圓形凸起，與所述多個(gè)電 池102的電極接觸。在該技術(shù)方案中，V型彈片良好地保證了多個(gè)電池之間的電氣連通。在上述技術(shù)方案中，所述接觸件為塔式導(dǎo)電彈簧，所述塔式導(dǎo)電彈簧為盤(pán)繞成螺 旋的導(dǎo)線，所述螺旋兩端的半徑不等，且在半徑較大的一端，所述導(dǎo)線的末端作為焊接頭， 焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上。在該技術(shù)方案中，塔式導(dǎo)電彈簧良好地保證了多個(gè)電池之間 的電氣連通。在上述技術(shù)方案中，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有與所述多個(gè)電池102中的每個(gè)電池 對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)絲，所述保險(xiǎn)絲在承受超過(guò)預(yù)定值的電流時(shí)斷開(kāi)。在該技術(shù)方案中，使用保險(xiǎn)絲 能夠防止有過(guò)大的電流從電池中流出或流入，避免對(duì)電池造成損壞。
在上述技術(shù)方案中，上述保險(xiǎn)絲的額定電流為6. 3A，熔斷電流為12. 6A。在上述技術(shù)方案中，還包括充放電保護(hù)電路，與所述多個(gè)電池102連接，對(duì)所述 多個(gè)電池102實(shí)施充放電保護(hù)。在該技術(shù)方案中，充放電保護(hù)電路檢測(cè)每個(gè)電池，并進(jìn)行保 護(hù)以防止電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)溫等情況發(fā)生。 在上述技術(shù)方案中，所述充放電保護(hù)電路包括電壓檢測(cè)電路，連接到所述多個(gè)電 池102，檢測(cè)所述多個(gè)電池102中的每個(gè)電池的電壓，并輸入到中央控制單元；所述中央控 制單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根據(jù)所述電壓，確定是否停止使用雙向可控開(kāi)關(guān)對(duì)所述 多個(gè)電池102進(jìn)行充電或放電。在該技術(shù)方案中，在電池的電壓異常時(shí)，及時(shí)停止對(duì)電池裝 置的充電或放電，以保護(hù)電池裝置。在上述技術(shù)方案中，所述充放電保護(hù)電路還包括溫度檢測(cè)電路，連接在所述多個(gè) 電池102與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池102中的每個(gè)電池的溫度，并輸入到 所述中央控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述溫度，確定是否使所述多個(gè)電池102 停止放電。在該技術(shù)方案中，在電池的溫度異常時(shí)，及時(shí)使電池裝置停止放電，以保護(hù)電池
直ο在上述技術(shù)方案中，所述充放電保護(hù)電路還包括電流檢測(cè)電路，連接于所述多個(gè) 電池102與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池102輸出的電流，并輸入到所述中央 控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述電流，對(duì)所述多個(gè)電池102輸出的電流進(jìn)行限 制。在該技術(shù)方案中，在電池裝置輸入出的電流異常時(shí)，及時(shí)控制電流的大小，以保護(hù)電池
直ο在上述技術(shù)方案中，所述充放電保護(hù)電路還包括電源控制電路，連接至所述中央 處理單元，通過(guò)所述中央控制單元輸出電源信號(hào)，以啟動(dòng)或停止所述電壓檢測(cè)電路對(duì)所述 多個(gè)電池102的檢測(cè)。在該技術(shù)方案中，在電池裝置不使用時(shí)，充放電保護(hù)電路不對(duì)電池裝 置檢測(cè)，以節(jié)省電池裝置的電能。在上述技術(shù)方案中，還包括殼體，所述多個(gè)電池102位于所述殼體中，每個(gè)電池 可以被獨(dú)立地放置到所述殼體中，或被從所述殼體中移出。在該技術(shù)方案中，電池與殼體均 可以靈活選擇，以搭配出需求的組合。在上述技術(shù)方案中，所述殼體包括上蓋板，位于所述殼體的上部；下蓋板，位于 所述殼體的下部；固定框架，位于所述上蓋板與下蓋板之間，用于容納所述多個(gè)電池102。在上述技術(shù)方案中，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)位于所述上蓋板和所述下蓋板中，所述充 放電保護(hù)電路位于所述上蓋板中。在上述技術(shù)方案中，所述固定框架中具有通過(guò)固定電池柵形成的多個(gè)安放電池 孔，用于容納所述多個(gè)電池102。在上述技術(shù)方案中，所述固定電池柵橫向或縱向安置在所述固定框架內(nèi)。在該技 術(shù)方案中，固定電池柵的不同安置方式，可以使電池可以靈活放置。在上述技術(shù)方案中，所述電池為鋰離子電池。在該技術(shù)方案中，因?yàn)殇囯x子電池不 具有污染環(huán)境的物質(zhì)，而且在相同重量的鋰離子電池和鉛酸電池相比，鋰離子電池的容量 比鉛酸電池高的多，使得電池裝置的性能更好、壽命更長(zhǎng)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的電池容納裝置的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池容納裝置，用于容納多個(gè)電池，包括上蓋板202，位于所述電池容納裝置的上部；下蓋板204，位于所述電池容納裝置的下部；固定框 架206，位于所述上蓋板202與所述下蓋板204之間，容納所述多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，所述固定框架206中具有通過(guò)固定電池柵形成的多個(gè)安放電 池孔，容納所述多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，所述固定電池柵橫向或縱向安置在所述固定框架206內(nèi)。在 該技術(shù)方案中，固定電池柵的不同安置方式，可以使電池可以靈活放置。在上述技術(shù)方案中，所述固定電池柵上具有通氣孔。在上述技術(shù)方案中，所述多個(gè)安放電池孔按矩陣形式排列。在上述技術(shù)方案中，兩兩相鄰的三個(gè)安放電池孔按正三角排列。在上述技術(shù)方案中，所述固定框架206內(nèi)具有加熱裝置，使所述固定框架206內(nèi)的 溫度維持在預(yù)定溫度。在該技術(shù)方案中，加熱裝置可以使電池在其性能最好的溫度下工作。在上述技術(shù)方案中，所述上蓋板202中具有預(yù)定體積的空間，以容納應(yīng)用于所述 多個(gè)電池的充放電保護(hù)電路。在上述技術(shù)方案中，所述上蓋板202、所述下蓋板204、所述固定框架206中均具有 螺栓孔，并使用螺栓通過(guò)所述螺栓孔將所述上蓋板202、所述下蓋板204、所述固定框架206
互相連接。在上述技術(shù)方案中，所述上蓋板202、所述下蓋板204中均具有橫向和/或縱向布 置的加強(qiáng)筋。在該技術(shù)方案中，加強(qiáng)筋使得電池容納裝置更加牢固。在上述技術(shù)方案中，所述加強(qiáng)筋上具有螺栓孔，并使用螺栓通過(guò)所述螺栓孔將應(yīng) 用于所述多個(gè)電池的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)固定在所述上蓋板202或下蓋板204上。圖3A和3B分別是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的多個(gè)電池的連接的俯 視圖和側(cè)視圖。本實(shí)施例中的電池裝置中使用的是鋰離子電池。鋰離子電池采用矩陣連接方式 (如40個(gè)電池進(jìn)行4串10并)，在排列上，并聯(lián)的電池排列的電極方向一致，而串聯(lián)的電池 排列方向呈S形，如圖3A和圖3B所示。串聯(lián)的電池?cái)?shù)量越多(圖3A中橫向排列的電池越 多)，則電池裝置的電壓越大，并聯(lián)的電池?cái)?shù)量越多(圖3A中縱向排列的電池越多)，則電 池裝置的容量越大。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)的示意圖。本實(shí)施例中的電池裝置中使用的是鋰離子電池?；谀壳暗膭?dòng)力鋰離子電池技術(shù) 與制造工藝水平，單個(gè)電池之間的性能差異在其整個(gè)壽命周期里客觀存在，這就導(dǎo)致了電 池裝置中由于某一節(jié)或幾節(jié)電池容量的不均衡而影響整個(gè)電池裝置的性能，嚴(yán)重情況下可 能導(dǎo)致整個(gè)電池裝置崩潰。為此，我們要對(duì)電池裝置中的鋰離子電池的容量進(jìn)行均衡處理。 如圖4所示，采用均衡電阻網(wǎng)絡(luò)連接一組并聯(lián)的鋰離子電池，通過(guò)在鋰離子電池之間連接 電阻，以均衡電池容量的差異。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中的充放電保護(hù)電路的示意圖。本實(shí)施例中的電池裝置中使用的是鋰離子電池。鑒于鋰離子電池的過(guò)充、過(guò)放和 過(guò)流以及過(guò)溫的能力遠(yuǎn)小于鉛酸電池，因此上面所述的過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流以及過(guò)溫的任何 一種發(fā)生，都會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池的損壞，甚至使整個(gè)電池裝置中的電池組的整體崩潰。針對(duì) 此問(wèn)題，如圖5所示，對(duì)電池裝置中的多個(gè)鋰離子電池增加了對(duì)單節(jié)鋰離子電池進(jìn)行過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流以及過(guò)溫進(jìn)行保護(hù)的充放電保護(hù)電路。其中，電壓檢測(cè)電路502檢測(cè)單節(jié)電池 的電壓，中央控制單元508根據(jù)檢測(cè)到的電壓確認(rèn)是否使用雙向可控開(kāi)關(guān)510停止電池裝 置中的電池組的充電或放電；電流檢測(cè)電路504檢測(cè)電池裝置中的電池組輸出的電流，中 央控制單元508根據(jù)檢測(cè)到的電流確認(rèn)是否對(duì)輸出電流大小進(jìn)行限制；溫度檢測(cè)電路506 檢測(cè)電池裝置的溫度，中央控制單元508根據(jù)檢測(cè)到的溫度確認(rèn)是否使所述電池裝置中的 電池組停止放電。電源控制電路512可以控制中央控制單元508發(fā)送電源信號(hào)，以停止電 壓檢測(cè)電路502、電流檢測(cè)電路504、溫度檢測(cè)電路506對(duì)電池裝置的檢測(cè)，可在電池裝置不 使用時(shí)節(jié)省電池裝置中電池的電能。本實(shí)施例中的充放電保護(hù)電路可以有效地保護(hù)電池免 受損壞，延長(zhǎng)單節(jié)鋰離子電池的使用壽命，也同時(shí)延長(zhǎng)了整個(gè)電池裝置的使用壽命。圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中使用的V型彈片的示意 圖。在整個(gè)電池裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程中，最重要的、也是最難的就是接觸件的設(shè)計(jì)，其好 壞，決定了電池之間電氣連通的好壞。如圖6A和6B所示，V型彈片的一端具有焊接頭602， 焊接在均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上，V型彈片的另一端具有圓形凸起604，與多個(gè)電池的電極接觸。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置中使用的塔式導(dǎo)電彈簧的示意圖。如圖7所示，為本實(shí)施例中使用的塔式導(dǎo)電彈簧的示意圖。塔式導(dǎo)電彈簧為盤(pán)繞 成螺旋的導(dǎo)線702，螺旋兩端的半徑不等，且在半徑較大的一端，導(dǎo)線702的末端作為焊接 頭，焊接在均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上。通過(guò)使用塔式導(dǎo)電彈簧，良好地保證了多個(gè)電池之間的電氣連
ο圖8A和8B分別是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的上蓋板的正面視圖 和背面視圖。如圖8A和8B所示，本實(shí)施例中的電池容納裝置的上蓋板有正極端子802和負(fù)極 端子804，分別用于引出容納于電池容納裝置內(nèi)部的電池組的正極和負(fù)極。上蓋板的邊緣上 具有螺栓孔806，用于通過(guò)使用螺絲連接電池容納裝置的固定框架。上蓋板的內(nèi)部具有加強(qiáng) 筋808，使得上蓋板更加的牢固。上蓋板中還具有預(yù)定體積的空間，以容納應(yīng)用于電池組的 充放電保護(hù)電路。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定框架的示意圖。如圖9所示，本實(shí)施例中的固定框架上具有用于上蓋板和下蓋板的螺栓孔902。固 定框架的內(nèi)部具有固定電池柵904，固定電池柵904上具有通氣孔906。固定電池柵904橫 向或縱向安置在所述固定框架內(nèi)，形成安放電池孔908，以容納電池。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定電池柵的示意圖。如圖10所示，在電池容納裝置的固定框架內(nèi)，固定電池柵1002按圖中所示進(jìn)行布 置，使得形成的多個(gè)安放電池孔1004排列成為矩陣。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的固定電池柵的示意圖。如圖11所示，在電池容納裝置的固定框架內(nèi)，固定電池柵1102按圖中所示進(jìn)行布 置，使得形成的多個(gè)安放電池孔1104中，兩兩相鄰的任意三個(gè)安放電池孔1104形成正三角。圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池容納裝置的下蓋板的示意圖。如圖12所示，本實(shí)施例中的下蓋板上具有加強(qiáng)筋1202，使得下蓋板更加牢固。下蓋板上具有蓋板螺栓孔1204，以連接電池容納裝置中的固定框架。下蓋板上還具有電路螺 栓孔1206，用于固定應(yīng)用于電池容納裝置中的電池組的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)。圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池裝置的整體示意圖。如圖13所示，為本實(shí)施例中的電池裝置的整體結(jié)構(gòu)。電池裝置的殼體分為上蓋板 1302、固定框架1310、下蓋板1314三部分。其中，電池裝置中的多個(gè)電池容納于固定框架 1310中。充放電保護(hù)電路1304位于上蓋板1302中，對(duì)電池裝置中的電池進(jìn)行充放電保護(hù)， 以避免過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流以及過(guò)溫等情況對(duì)電池造成損害。均衡電阻網(wǎng)絡(luò)1306位于上蓋板 1302和下蓋板1314中，用于均衡電池裝置中的電池的容量，以避免由于某一節(jié)或某幾節(jié)電 池的不均衡而影響多個(gè)電池的性能。均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上還具有接觸件1308，以和電池的電極 相連，實(shí)現(xiàn)電池之間的串聯(lián)和并聯(lián)。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)一種電池裝置和一種電池容納裝置， 可帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn)1、由于目前的動(dòng)力電池技術(shù)與制造工藝水平的限制，單節(jié)電池之間的容量差異均 客觀存在，以目前電動(dòng)車(chē)上常用的鉛酸電池12V、14AH和磷酸鐵鋰電池3. 2V、1. 4AH為例說(shuō) 明，如果兩種電池的制造容量的絕對(duì)誤差均為2%，如果采用磷酸鐵鋰電池3. 2V、1. 4AH組 合成為12V、14AH的矩陣電池組的話，為4串10并的矩陣，由于磷酸鐵鋰電池3. 2V、1. 4AH 的容量制造誤差是隨機(jī)的，因此通過(guò)組合后，其容量誤差可以相互抵消，理想情況下可以抵 消為零，因此這樣組合得到的12V、14AH電池組比鉛酸電池12V、14AH的電池的容量誤差小 的多，彌補(bǔ)了由于動(dòng)力電池技術(shù)與制造工藝水平的限制帶來(lái)的制造上的容量誤差。2、用4串10并的3. 2V、1. 4AH的磷酸鐵鋰離子電池組成12V、14AH的電池單元包， 與12V、14AH的鉛酸電池相比較，其重量只接近鉛酸電池的1/3，因此使得電動(dòng)車(chē)總重量大 大減少，同時(shí)也便于從電動(dòng)車(chē)上卸下來(lái)。3、對(duì)電池裝置內(nèi)的電池進(jìn)行使用均衡電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行容量均衡，并同時(shí)對(duì)每個(gè)電池 進(jìn)行充放電保護(hù)，避免過(guò)充或者過(guò)放。由此可以充分保護(hù)電池，延長(zhǎng)電池的使用壽命。4、由于充放電保護(hù)電路是利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因此其不斷地消耗電池的 電能。為了使電池在不用狀態(tài)下，使充放電保護(hù)電路不消耗電池電能，則需要增加了電源控 制功能，通過(guò)人為控制，可以控制電池裝置中的充放電保護(hù)電路中的電源通斷，在不用電池 的情況下，可以及時(shí)切斷電源，使其不消耗電池的電能。電動(dòng)車(chē)在不用的時(shí)間遠(yuǎn)超過(guò)使用的 時(shí)間，因此通過(guò)此功能，能大大節(jié)省電池的電能。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電池裝置，其特征在于，包括多個(gè)電池，多個(gè)并聯(lián)的電池形成并聯(lián)電池組，多個(gè)所述并聯(lián)電池組之間互相串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池裝置，其特征在于，還包括均衡電阻網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)電阻，與所述多個(gè)電池連接，每個(gè)所述并聯(lián)電池組中任意兩個(gè) 電池之間至少有一個(gè)電阻，以均衡每個(gè)所述并聯(lián)電池組中的電池的容量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池裝置，其特征在于，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有導(dǎo)電接觸 件，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)所述導(dǎo)電接觸件連接所述多個(gè)電池中的每個(gè)電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電接觸件為V型彈片，其中，所 述V型彈片的一端具有焊接頭，焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上，所述V型彈片的另一端具有圓 形凸起，與所述多個(gè)電池的電極接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池裝置，其特征在于，所述接觸件為塔式導(dǎo)電彈簧，所述塔 式導(dǎo)電彈簧為盤(pán)繞成螺旋的導(dǎo)線，所述螺旋兩端的半徑不等，且在半徑較大的一端，所述導(dǎo) 線的末端作為焊接頭，焊接在所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池裝置，其特征在于，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)中具有與所述多 個(gè)電池中的每個(gè)電池對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)絲，所述保險(xiǎn)絲在承受超過(guò)預(yù)定值的電流時(shí)斷開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池裝置，其特征在于，所述保險(xiǎn)絲的額定電流為6.3A，熔斷 電流為12. 6A。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池裝置，其特征在于，還包括充放電保護(hù)電路，與所述多 個(gè)電池連接，對(duì)所述多個(gè)電池實(shí)施充放電保護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池裝置，其特征在于，所述充放電保護(hù)電路包括電壓檢測(cè)電路，連接到所述多個(gè)電池，檢測(cè)所述多個(gè)電池中的每個(gè)電池的電壓，并輸入 到中央控制單元；所述中央控制單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根據(jù)所述電壓，確定是否停止使用雙向 可控開(kāi)關(guān)對(duì)所述多個(gè)電池進(jìn)行充電或放電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池裝置，其特征在于，所述充放電保護(hù)電路還包括溫度檢測(cè)電路，連接在所述多個(gè)電池與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池中 的每個(gè)電池的溫度，并輸入到所述中央控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述溫度，確定是否使所述多個(gè)電池停止充電或者放電。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池裝置，其特征在于，所述充放電保護(hù)電路還包括電流檢測(cè)電路，連接于所述多個(gè)電池與所述中央控制單元之間，檢測(cè)所述多個(gè)電池輸 入或者輸出的電流，并輸入到所述中央控制單元，其中，所述中央控制單元根據(jù)所述電流，確定是否使所述多個(gè)電池停止充電或者放電。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池裝置，其特征在于，所述充放電保護(hù)電路還包括電源控制電路，連接至所述中央處理單元，通過(guò)所述中央控制單元輸出電源信號(hào)，以啟動(dòng)或停止所述電壓檢測(cè)電路對(duì)所述多個(gè)電池的檢測(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池裝置，其特征在于，還包括殼體，所述多個(gè)電池位于所述殼體中，每個(gè)電池可以被獨(dú)立地放置到所述殼體中，或被 從所述殼體中移出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池裝置，其特征在于，所述殼體包括上蓋板，位于所述殼體的上部； 下蓋板，位于所述殼體的下部；固定框架，位于所述上蓋板與下蓋板之間，用于容納所述多個(gè)電池。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池裝置，其特征在于，所述均衡電阻網(wǎng)絡(luò)位于所述上蓋 板和所述下蓋板中，所述充放電保護(hù)電路位于所述上蓋板中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池裝置，其特征在于，所述固定框架中具有通過(guò)固定電 池柵形成的多個(gè)安放電池孔，用于容納所述多個(gè)電池。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池裝置，其特征在于，所述固定電池柵橫向或縱向安置 在所述固定框架內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的電池裝置，其特征在于，所述電池為鋰離子電池。
19.一種電池容納裝置，用于容納多個(gè)電池，其特征在于，包括 上蓋板，位于所述電池容納裝置的上部；下蓋板，位于所述電池容納裝置的下部；固定框架，位于所述上蓋板與所述下蓋板之間，容納所述多個(gè)電池。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池容納裝置，其特征在于，所述固定框架中具有通過(guò)固 定電池柵形成的多個(gè)安放電池孔，容納所述多個(gè)電池。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池容納裝置，其特征在于，所述固定電池柵橫向或縱向 安置在所述固定框架內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池容納裝置，其特征在于，所述固定電池柵上具有通氣孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池裝置，其特征在于，所述多個(gè)安放電池孔按矩陣形式 排列。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池裝置，其特征在于，兩兩相鄰的三個(gè)安放電池孔按正 三角排列。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池容納裝置，其特征在于，所述固定框架內(nèi)具有加熱裝 置，使所述固定框架內(nèi)的溫度維持在預(yù)定溫度。
26.根據(jù)權(quán)利要求19至25所述的電池容納裝置，其特征在于，所述上蓋板中具有預(yù)定 體積的空間，以容納應(yīng)用于所述多個(gè)電池的充放電保護(hù)電路。
27.根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的電池容納裝置，其特征在于，所述上蓋板、所 述下蓋板、所述固定框架中均具有螺栓孔，并使用螺栓通過(guò)所述螺栓孔將所述上蓋板、所述 下蓋板、所述固定框架互相連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的電池容納裝置，其特征在于，所述上蓋板、所 述下蓋板中均具有橫向和/或縱向布置的加強(qiáng)筋。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電池容納裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)筋上具有螺栓孔，并 使用螺栓通過(guò)所述螺栓孔將應(yīng)用于所述多個(gè)電池的均衡電阻網(wǎng)絡(luò)固定在所述上蓋板或下 蓋板上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池裝置，包括多個(gè)電池，多個(gè)并聯(lián)的電池形成并聯(lián)電池組，多個(gè)所述并聯(lián)電池組之間互相串聯(lián)。在該技術(shù)方案，多個(gè)電池通過(guò)先并聯(lián)后串聯(lián)，可以靈活地組合出所需的電壓、電流。本發(fā)明還提供了一種電池容納裝置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種性能更好、使用壽命更長(zhǎng)的電池裝置，以及一種能夠靈活安置電池的電池容納裝置。
文檔編號(hào)H01M2/02GK101944642SQ201010288298
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者倪捷, 張芳勇, 盛專(zhuān)成, 胡繼紅, 陳校校, 陶一寧 申請(qǐng)人:浙江綠源電動(dòng)車(chē)有限公司