專利名稱：混合電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)，具體而言，涉及一種混合電池裝置。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池(可簡稱為鋰電池)的特有的性能優(yōu)勢，其已在便攜式電器如手 提電腦、攝像機(jī)、移動(dòng)通訊中得到普遍應(yīng)用。目前開發(fā)的大容量鋰電池已在電動(dòng)汽車中 開始試用，預(yù)計(jì)將成為21世紀(jì)電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿﹄娫粗?，并將在人造衛(wèi)星、航空航 天和儲能方面得到應(yīng)用。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力，鋰電池現(xiàn)在被廣泛 應(yīng)用于電動(dòng)車行業(yè)，而特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn)，使鋰電池具有優(yōu)良的貯存性能 和長的循環(huán)壽命。鋰電池的具有以下優(yōu)點(diǎn)1、具有更高的能量重量比、能量體積比；2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電 壓；3、自放電小，可長時(shí)間存放，這是鋰電池最突出的優(yōu)越性；4、超長壽命，長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在200次左右，最高也就300次，而 鋰動(dòng)力電池，循環(huán)壽命達(dá)到300次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用，最高可達(dá)到500次， 綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的2倍以上。同時(shí)，鋰電池的具有以下缺點(diǎn)1、鋰電池安全性能較差；2、鋰電池大電流能力較差，大電流放電或充電時(shí)容易使隔膜擊穿，使鋰電池破 損；3、充電壓過高容易使鋰電池鼓脹，造成無法使用，使用中需要保護(hù)板。根據(jù)上述內(nèi)容可知，需求一種的方式，能夠保證對鋰電池的充分使用，又可以 避免充電和放電過程中鋰電池可能受到的損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種方式，能夠保證對鋰電池的充分使 用，又可以避免充電和放電過程中鋰電池可能受到的損害。有鑒于此，本發(fā)明公開了一種混合電池裝置，包括鋰電池組，多個(gè)鋰電池通 過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鋰電池組；鉛酸電池組，多個(gè)鉛酸電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鉛 酸電池組；其中，所述鋰電池組與所述鉛酸電池組并聯(lián)。通過該技術(shù)方案，使用鉛酸電 池組可以緩沖充放電對鋰電池造成的大電流沖擊，并可以在鋰電池充電至恒壓時(shí)，吸收 過量的充電電流。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鋰電池組與所述鉛酸電池組的電壓相同。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鋰電池組中，多個(gè)并聯(lián)的鋰電池形成并聯(lián)鋰電池組，多個(gè)并聯(lián)鋰電池組進(jìn)行串聯(lián)以形成所述鋰電池組；所述鉛酸電池組中，多個(gè)并 聯(lián)的鉛酸電池形成并聯(lián)鉛酸電池組，多個(gè)并聯(lián)鉛酸電池組串聯(lián)連接以形成所述鉛酸電池組。在上 述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個(gè)并聯(lián)鋰電池組中的鋰電池?cái)?shù)量相同，所 述多個(gè)并聯(lián)鉛酸電池組中的鉛酸電池?cái)?shù)量相同。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鋰電池組與所述鉛酸電池組之間連接有至少 一個(gè)均衡電阻，使通過所述至少一個(gè)均衡電阻分割的所述鋰電池組中的一部分鋰電池與 對應(yīng)的所述鉛酸電池組中的一部分鉛酸電池并聯(lián)且電壓相同。通過該技術(shù)方案，使用均 衡電阻連接鋰電池組和鉛酸電池組，可以以更小的單元調(diào)節(jié)鋰電池組和鉛酸電池組之間 的電能，更有利于鋰電池組的保護(hù)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鋰電池組中的一部分鋰電池的電壓為所述鋰 電池組中的鋰電池的電壓與所述鉛酸電池組中的鉛酸電池的電壓的最小公倍數(shù)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，單獨(dú)對所述鋰電池組充電以對所述混合電池裝置 充電。通過該技術(shù)方案，鋰電池組在混合電池裝置內(nèi)對鉛酸電池組充電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述鋰電池組在充電時(shí)，從所述混合電池裝置中 分離出來。通過該技術(shù)方案，由于鋰電池組重量較輕，提行方便，單獨(dú)對鋰電池組充電 更方便快捷。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，同時(shí)對所述鋰電池組和所述鉛酸電池組充電以對 所述混合電池裝置充電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，Cpb= (1/4 1/2) C11,其中Cpb為所述鉛酸電池組 的電池容量，所述C11為所述鋰電池組電池容量。通過該技術(shù)方案，既保證了鉛酸電池組 能為鋰電池組緩沖大電流，又保證了不會(huì)造成混合電池裝置過重。通過上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種混合電池裝置，其既具有鋰電池的高能量重 量比和能量體積比、電壓高、放電小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，又消除了鋰電池在充放電容易出 現(xiàn)損壞的缺點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的混合電池裝置的示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置的示意圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置中鋰電池組和鉛酸電池組的充 電示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置的放電示意圖和其中鉛酸電池 組的放電示意圖。
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實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具 體實(shí)施例的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的混合電池裝置的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種混合電池裝置100，包括鋰電池組102，多個(gè) 鋰電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鋰電池組102;鉛酸電池組104，多個(gè)鉛酸電池通過串聯(lián) 和/或并聯(lián)形成鉛酸電池組104;其中，所述鋰電池組102與所述鉛酸電池組104并聯(lián)。 通過該技術(shù)方案，使用鉛酸電池組可以緩沖充放電對鋰電池造成的大電流沖擊，并可以 在鋰電池充電至恒壓時(shí)，吸收過量的充電電流。在上述技術(shù)方案中，所述鋰電池組102與所述鉛酸電池組104的電壓相同。在上述技術(shù)方案中，所述鋰電池組102中，多個(gè)并聯(lián)的鋰電池形成并聯(lián)鋰電池 組，多個(gè)并聯(lián)鋰電池組進(jìn)行串聯(lián)以形成所述鋰電池組102 ；所述鉛酸電池組101中，多個(gè) 并聯(lián)的鉛酸電池形成并聯(lián)鉛酸電池組，多個(gè)并聯(lián)鉛酸電池組串聯(lián)連接以形成所述鉛酸電 池組104。在上述技術(shù)方案中，所述多個(gè)并聯(lián)鋰電池組中的鋰電池?cái)?shù)量相同，所述多個(gè)并 聯(lián)鉛酸電池組中的鉛酸電池?cái)?shù)量相同。在上述技術(shù)方案中，所述鋰電池組102與所述鉛酸電池組104之間連接有至少一 個(gè)均衡電阻，使通過所述至少一個(gè)均衡電阻分割的所述鋰電池組102中的一部分鋰電池 與對應(yīng)的所述鉛酸電池組104中的一部分鉛酸電池并聯(lián)且電壓相同。通過該技術(shù)方案， 使用均衡電阻連接鋰電池組和鉛酸電池組，可以以更小的單元調(diào)節(jié)鋰電池組和鉛酸電池 組之間的電能，更有利于鋰電池組的保護(hù)。在上述技術(shù)方案中，所述鋰電池組102中的一部分鋰電池的電壓為所述鋰電池 組102中的鋰電池的電壓與所述鉛酸電池組104中的鉛酸電池的電壓的最小公倍數(shù)。在上述技術(shù)方案中，單獨(dú)對所述鋰電池組102充電以對所述混合電池裝置100充 電。通過該技術(shù)方案，鋰電池組在混合電池裝置內(nèi)對鉛酸電池組充電。在上述技術(shù)方案中，所述鋰電池組102在充電時(shí)，從所述混合電池裝置100中分 離出來。通過該技術(shù)方案，由于鋰電池組重量較輕，提行方便，單獨(dú)對鋰電池組充電更 方便快捷。在上述技術(shù)方案中，同時(shí)對所述鋰電池組102和所述鉛酸電池組104充電以對所 述混合電池裝置100充電。在上述技術(shù)方案中，CPb= (1/4 1/2)CU，其中CPb為所述鉛酸電池組104的電 池容量，所述Cu為所述鋰電池組102電池容量。通過該技術(shù)方案，既保證了鉛酸電池組 能為鋰電池組緩沖大電流，又保證了不會(huì)造成混合電池裝置過重。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例和混合電池裝置的示意圖。選取一種元件與鋰電池配合使用，使其分擔(dān)鋰電池的工作中的大電流，又可以 保護(hù)鋰電池不受其損壞。1、超級電容超級電容在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完 全放出。但高頻率的快速充放電會(huì)導(dǎo)致電容器內(nèi)部發(fā)熱，容量衰減，內(nèi)阻增加，在某些 情況下會(huì)導(dǎo)致電容器性能崩潰。而且超級電容的能量小，大電流放電大約5-lOs。2、鉛酸電池重量比能量較小，大電流功率較大，可以提供25s的大功率放電。與鋰電池同等型號的鉛酸電池析氣電壓較高。所以，放棄超級電容而選擇鉛酸電池組配合鋰電池組使用。將鋰電池組202、鉛酸電池組204并聯(lián)使用，簡單方便。其中，鉛酸電池和鋰電池的選擇原則為1、實(shí)現(xiàn)最大程度使鋰電池工作在適合狀態(tài)目的為原則，普通鉛酸蓄電池短時(shí)間 能夠提供0.25小時(shí)放電率的放電電流，為普通鋰電池放電時(shí)電池容量的1/4，對于鉛酸電 池組和鋰電池組(Cpb為鉛酸電池組容量，C11為鋰電池組容量)，當(dāng)CpbMACll鉛酸電池組 可以很好的在初期為鋰電池組分擔(dān)大電流；2、由條件1可知Cpb增大時(shí)在短時(shí)間內(nèi)為鋰電池組分擔(dān)電流的能力就越強(qiáng)， 但鉛酸電池組容量越大重量越重，造成電池包質(zhì)量過重，性價(jià)比下降，綜合考慮應(yīng)選取 CPb《l/2Qi。綜合以上條件本發(fā)明鉛酸電池組與鋰電池組的電池容量選擇原則為Cpb = (1/2 1/4) Q。將鋰電池組和鉛酸電池組的混合電池裝置可以采用不同的充電方式1、采用鋰電池組和鉛酸電池組共同充電，其優(yōu)點(diǎn)為能使鉛酸電池組和鋰電池組 同時(shí)充滿，使混合電池裝置的作用發(fā)揮到最大效果。2、采用鋰電池組單獨(dú)充電，其優(yōu)點(diǎn)為鋰電池組重量較輕、能量重量比較高，提 行方便，鋰電池充電完畢后，可以在混合電池裝置內(nèi)為鉛酸電池充電。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置的示意圖。如圖2所示，取鋰電池組202中的鋰電池、鉛酸電池組204的鉛酸電池的電壓 的最小公倍數(shù)，并根據(jù)該電壓最小公倍數(shù)使用均衡電阻206連接鋰電池組202和鉛酸電 池組204。例如，如果單節(jié)鋰電池為3.2V，單節(jié)鉛酸電池為2V，則取電壓最小公倍數(shù)為 16V，以16V為單位使用均衡電阻206連接鋰電池組202和鉛酸電池組204，使得鋰電池 組202中電壓為16V的一部分鋰電池與鉛酸電池組204中電壓為16V的一部分鉛酸電池并 聯(lián)。采用該技術(shù)方案，使得可以以更小的單元調(diào)節(jié)鋰電池組和鉛酸電池組之間的電能， 更有利于鋰電池組的保護(hù)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置中鋰電池組和鉛酸電池組的充 電示意圖。如圖3所示，在混合裝置中接收到大電流時(shí)(如充電初期)，鉛酸電池組接收電 流能力較強(qiáng)，首先接收電流，使鋰電池組免受大電流的沖擊，起到了保護(hù)鋰電池組的作 用，而在充電末期，鋰電池組的電壓達(dá)到恒壓段時(shí)，鉛酸電池組可以很好地吸收充電電 流，以有效地保護(hù)鋰電池組。圖中，302是鋰電池組的充電曲線，304是鉛酸電池組的充 電曲線。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合電池裝置的放電示意圖和其中鉛酸電池 組的放電示意圖。如圖4所示，混合電池裝置放電時(shí)，鉛酸電池組初期和末期放電電流比鋰電池 組大(也即要比混合電池裝置大)，這將有效地讓鋰電池組工作在穩(wěn)定的放電環(huán)境下，減 少了電流突變對鋰電池組的沖擊。圖中，402為鉛酸電池組的放電曲線，404為混合電池 裝置(鋰電池組與鉛酸電池組)的放電曲線。
結(jié)合圖3中的實(shí)施例，鉛酸電池組對電流突變的緩沖作用，可以有效地防止鋰 電池受到大的反充電電流的沖擊，如下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所示
權(quán)利要求
1.一種混合電池裝置，其特征在于，包括鋰電池組，多個(gè)鋰電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鋰電池組；鉛酸電池組，多個(gè)鉛酸電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鉛酸電池組；其中，所述鋰電池組與所述鉛酸電池組并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池裝置，其特征在于，所述鋰電池組與所述鉛酸電池 組的電壓相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池裝置，其特征在于，所述鋰電池組中，多個(gè)并聯(lián)的 鋰電池形成并聯(lián)鋰電池組，多個(gè)并聯(lián)鋰電池組進(jìn)行串聯(lián)以形成所述鋰電池組；所述鉛酸電池組中，多個(gè)并聯(lián)的鉛酸電池形成并聯(lián)鉛酸電池組，多個(gè)并聯(lián)鉛酸電池 組串聯(lián)連接以形成所述鉛酸電池組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合電池裝置，其特征在于，所述多個(gè)并聯(lián)鋰電池組中的鋰 電池?cái)?shù)量相同，所述多個(gè)并聯(lián)鉛酸電池組中的鉛酸電池?cái)?shù)量相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池裝置，其特征在于，所述鋰電池組與所述鉛酸電池 組之間連接有至少一個(gè)均衡電阻，使通過所述至少一個(gè)均衡電阻分割的所述鋰電池組中 的一部分鋰電池與對應(yīng)的所述鉛酸電池組中的一部分鉛酸電池并聯(lián)且電壓相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合電池裝置，其特征在于，所述鋰電池組中的一部分鋰電 池的電壓為所述鋰電池組中的鋰電池的電壓與所述鉛酸電池組中的鉛酸電池的電壓的最 小公倍數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池裝置，其特征在于，單獨(dú)對所述鋰電池組充電以對 所述混合電池裝置充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合電池裝置，其特征在于，所述鋰電池組在充電時(shí)，從所 述混合電池裝置中分離出來。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池裝置，其特征在于，同時(shí)對所述鋰電池組和所述鉛 酸電池組充電以對所述混合電池裝置充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的混合電池裝置，其特征在于，Cpb=(1/4 1/2) C11,其中Cpb為所述鉛酸電池組電池容量，所述C11為所述鋰電池組電池容量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合電池裝置，包括鋰電池組，多個(gè)鋰電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鋰電池組；鉛酸電池組，多個(gè)鉛酸電池通過串聯(lián)和/或并聯(lián)形成鉛酸電池組；其中，鋰電池組與鉛酸電池組并聯(lián)。通過該技術(shù)方案，使用鉛酸電池組可以緩沖充放電對鋰電池造成的大電流沖擊，并可以在鋰電池充電至恒壓時(shí)，吸收過量的充電電流。
文檔編號H01M10/04GK102024982SQ20101055504
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者倪捷, 周湛晨, 胡繼紅, 陳文勝, 陳校校 申請人:浙江綠源電動(dòng)車有限公司