專利名稱：電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池技術(shù)，具體而言，涉及一種電池裝置。
背景技術(shù)：
基于目前的動力電池技術(shù)與制造工藝水平，單體電池之間的性能差異在其整個壽 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)電池容量的不均衡而影響 整個電池組的性能，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致整個電池組崩潰。例如，在組合成大的電池組中， 需要很多小的單元電池，由于動力電池技術(shù)與制造工藝水平而造成的容量以及各種性能的 差異，使得電池組在使用過程中很容易造成某些電池過充或者過放，而另外一些電池會出 現(xiàn)欠充或者欠放，這樣就造成單元電池之間的差異越來越大，直至整個電池組不能使用，這 樣一來就使電池組的壽命大大縮短。為此，需要通過對電池組中各個電池進行容量均衡處理，來消除由于動力電池技 術(shù)與制造工藝水平而造成的容量差異，從而延長電池組的使用壽命。而現(xiàn)有的電池串聯(lián)均 衡技術(shù)只限于電池組的整體均衡，可擴展性差；電池并聯(lián)均衡技術(shù)只是用導(dǎo)線直接實現(xiàn)電 池的并聯(lián)。因此，需要一種新的方式，能夠改善單元電池之間的容差，并對每個單元電池進行 充放電保護，避免電池由于過充或者過放而造成電池的損壞，影響電池組的使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新的方式，能夠改善單元電池之 間的容差，并對每個單元電池進行充放電保護，避免電池由于過充或者過放而造成電池的 損壞，影響電池組的使用。有鑒于此，本實用新型公開了一種電池裝置，包括多個電池包，通過串聯(lián)和并聯(lián) 連接起來，其中，每個電池包由多個電池組成，多個并聯(lián)的電池形成電池組，多個所述電池 組串聯(lián)形成一個電池包。通過該技術(shù)方案，可以靈活調(diào)整電池包的電壓、電流。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個電池通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所 述多個并聯(lián)的電池的容量。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述并聯(lián)均衡電路包括多個電阻，使所述多個并聯(lián)的 電池中，任意兩個電池之間具有相同阻值的電阻。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述每個電池包對應(yīng)一個單節(jié)電池保護電路，所述每 個電池包中的同一列電池均連接至所述單節(jié)電池保護電路，所述單節(jié)電池保護電路包括電 壓檢測電路和控制電路，所述電壓檢測電路連接至控制電路，所述控制電路根據(jù)所述電壓 檢測電路檢測的所述每個電池的電壓，確定是否停止所述電池裝置的充電或放電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述單節(jié)電池保護電路還包括溫度檢測電路，連接至 所述控制電路，所述控制電路還根據(jù)所述溫度檢測電路檢測的所述每個電池的溫度，確定 是否使所述電池裝置停止放電。[0011 ] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述單節(jié)電池保護電路還包括電流檢測電路，連接至 所述控制電路，所述控制電路還根據(jù)所述電流檢測電路檢測的所述每個電池包輸出的電 流，確定是否對所述每個電池包輸出的電流進行限制。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池保護電路連接至電源控制電路，所述電源控 制電路用于為所述電池保護電路供電或斷電。通過該技術(shù)方案，可以有效地節(jié)省電池裝置 的電能。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個所述電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以均衡多個 所述電池組的容量。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述串聯(lián)均衡電路包括單片機，所述單片機連接多個 所述電池組，檢測每個所述電池組的電壓，通過功率管將高電壓電池組的電量向低電壓電 池組轉(zhuǎn)移。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述串聯(lián)均衡電路還包括儲能電容，所述高電壓電池 組向所述低電壓電池組轉(zhuǎn)移的電量，首先由所述高電壓電池組轉(zhuǎn)移至所述儲能電容，然后 由所述儲能電容轉(zhuǎn)移至所述低電壓電池組。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述單片機還連接電源控制電路，所述電源控制電路 為所述單片機供電或斷電。通過該技術(shù)方案，可以有效地節(jié)省電池裝置的電能。串聯(lián)均衡 電路與單節(jié)電池保護電路可以共用電源控制電路。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個并聯(lián)的電池包形成第二電池組，多個所述第二電 池組串聯(lián)形成一個所述電池裝置。通過該技術(shù)方案，可以靈活設(shè)置電池裝置的電流、電壓。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個電池包通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡 所述多個并聯(lián)的電池包的容量。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個所述第二電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以均衡 多個所述第二電池組的容量。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個所述電池裝置通過串聯(lián)和并聯(lián)連接成第二電池 裝置。通過該技術(shù)方案，電池裝置可以逐級進行串并聯(lián)，以形成滿足需要的電池組合。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個并聯(lián)的所述電池裝置形成第三電池組，多個所述 第三電池組形成一個所述第二電池裝置。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個所述電池裝置通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均 衡所述多個并聯(lián)的所述電池裝置的容量。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個所述第三電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以 均衡多個所述第三電池組的容量。根據(jù)上述技術(shù)方案，可以實現(xiàn)一種電池裝置，能夠改善單元電池之間的容差，并對 每個單元電池進行充放電保護，并能夠靈活地配置，得到需要的電壓和電流。

圖1是根據(jù)本實用新型的電池裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置中的電池包的示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置的示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置組成的第二電池裝置的示意圖；[0029]圖5是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置組成的第二電池裝置進行再次 組合的樹狀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點，
以下結(jié)合附圖和具 體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是，本實用 新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型并不限于下面 公開的具體實施例的限制。圖1是根據(jù)本實用新型的電池裝置的示意圖。如圖1所示，本實用新型提供了一種電池裝置，包括多個電池包102，通過串聯(lián)和 并聯(lián)連接起來，其中，每個電池包由多個電池104組成，多個并聯(lián)的電池形成電池組，多個 所述電池組串聯(lián)形成一個電池包。通過該技術(shù)方案，可以靈活調(diào)整電池包的電壓、電流。在上述技術(shù)方案中，所述多個電池104通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所述 多個并聯(lián)的電池的容量。在上述技術(shù)方案中，所述并聯(lián)均衡電路包括多個電阻，使所述多個并聯(lián)的電池中， 任意兩個電池之間具有相同阻值的電阻。在上述技術(shù)方案中，所述每個電池包對應(yīng)一個單節(jié)電池保護電路，所述每個電池 包中的同一列電池均連接至所述單節(jié)電池保護電路，所述單節(jié)電池保護電路包括電壓檢測 電路和控制電路，所述電壓檢測電路連接至控制電路，所述控制電路根據(jù)所述電壓檢測電 路檢測的所述每個電池的電壓，確定是否停止所述電池裝置的充電或放電。在上述技術(shù)方案中，所述單節(jié)電池保護電路還包括溫度檢測電路，連接至所述控 制電路，所述控制電路還根據(jù)所述溫度檢測電路檢測的所述每個電池的溫度，確定是否使 所述電池裝置停止放電。在上述技術(shù)方案中，所述單節(jié)電池保護電路還包括電流檢測電路，連接至所述控 制電路，所述控制電路還根據(jù)所述電流檢測電路檢測的所述每個電池包輸出的電流，確定 是否對所述每個電池包輸出的電流進行限制。在上述技術(shù)方案中，所述電池保護電路連接至電源控制電路，所述電源控制電路 用于為所述電池保護電路供電或斷電。通過該技術(shù)方案，可以有效地節(jié)省電池裝置的電能。在上述技術(shù)方案中，多個所述電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以均衡多個所述電 池組的容量。在上述技術(shù)方案中，所述串聯(lián)均衡電路包括單片機，所述單片機連接多個所述電 池組，檢測每個所述電池組的電壓，通過功率管將高電壓電池組的電量向低電壓電池組轉(zhuǎn) 移。在上述技術(shù)方案中，所述串聯(lián)均衡電路還包括儲能電容，所述高電壓電池組向所 述低電壓電池組轉(zhuǎn)移的電量，首先由所述高電壓電池組轉(zhuǎn)移至所述儲能電容，然后由所述 儲能電容轉(zhuǎn)移至所述低電壓電池組。在上述技術(shù)方案中，所述單片機還連接電源控制電路，所述電源控制電路為所述 單片機供電或斷電。通過該技術(shù)方案，可以有效地節(jié)省電池裝置的電能。串聯(lián)均衡電路與單節(jié)電池保護電路可以共用電源控制電路。在上述技術(shù)方案中，多個并聯(lián)的電池包形成第二電池組，多個所述第二電池組串 聯(lián)形成一個所述電池裝置。通過該技術(shù)方案，可以靈活設(shè)置電池裝置的電流、電壓。在上述技術(shù)方案中，所述多個電池包102通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所 述多個并聯(lián)的電池包的容量。在上述技術(shù)方案中，多個所述第二電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以均衡多個所 述第二電池組的容量。在上述技術(shù)方案中，多個所述電池裝置通過串聯(lián)和并聯(lián)連接成第二電池裝置。通 過該技術(shù)方案，電池裝置可以逐級進行串并聯(lián)，以形成滿足需要的電池組合。在上述技術(shù)方案中，多個并聯(lián)的所述電池裝置形成第三電池組，多個所述第三電 池組形成一個所述第二電池裝置。在上述技術(shù)方案中，多個所述電池裝置通過并聯(lián)均衡電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所述 多個并聯(lián)的所述電池裝置的容量。在上述技術(shù)方案中，所述多個所述第三電池組均連接至串聯(lián)均衡電路，以均衡多 個所述第三電池組的容量。圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置中的電池包的示意圖。如圖2所示，四十節(jié)單個3V電池通過4串10并的方式，組成12V電池包，行與行之 間設(shè)置有并聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)202，實現(xiàn)電池之間的串聯(lián)和并聯(lián)，并用于均衡并聯(lián)的電池的容量；電池包中的電池還連接至串聯(lián)均衡電路204，串聯(lián)均衡電路204可以均衡行與行 之間的容量差異；電池包中的每一列電池還連接至單節(jié)電池保護電路206，可檢測電池包中每節(jié)電 池的電壓，判斷是否存在電池過壓或欠壓，以對電池進行保護，同時，可以對單節(jié)電池保護 電路206進行設(shè)置，使其對每節(jié)電池的電流和溫度進行檢測，避免過流、過溫現(xiàn)象對電池包 造成的危害。圖3是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置的示意圖。如圖3所示，將多個圖2的實施例中的12V電池包進行串并聯(lián)，形成48V的電池裝 置。行與行之間連接并聯(lián)均衡電路302，以均衡每行中并聯(lián)的電池的容量差異，同時多個電 池包還連接串聯(lián)均衡電路304，以均衡行與行之間的電池包的容量差異。在圖2的實施例中，已設(shè)置有單節(jié)電池保護電路206對每節(jié)電池進行保護，所以不 必再使用保護電路對每個電池包進行保護。圖4是根據(jù)本實用新型的一個實例的電池裝置組成的第二電池裝置的示意圖。如圖4所示，將多個圖3的實施例中的48V電池裝置進行串并聯(lián)，形成更大的mV 的第二電池裝置。行與行之間連接并聯(lián)均衡電路402，以均衡每行中并聯(lián)的電池裝置的容量 差異，同時多個電池裝置還連接串聯(lián)均衡電路404，以均衡行與行之的容量差異。在圖2的實施例中，已設(shè)置有單節(jié)電池保護電路206對每節(jié)電池進行保護，所以不 必再使用保護電路對每個電池裝置進行保護。圖5是根據(jù)本實用新型的一個實施例的電池裝置組成的第二電池裝置進行再次 組合的樹狀結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，將圖4的實施例中的第二電池裝置，以圖2、圖3或圖4中的組合方式再度進行串并聯(lián)組合，則得到電壓更大的Nv的第三電池裝置，其樹形結(jié)構(gòu)展開即如圖5。在本實施例中，使用的并聯(lián)均衡電路采用電阻網(wǎng)絡(luò)，電阻網(wǎng)絡(luò)的連接方式采用三 角形接法，即在同一層的并聯(lián)電池中，每兩個電池之間都有一個電阻相連；而串聯(lián)均衡電路 是在串聯(lián)層間進行能量轉(zhuǎn)移，通過單片機對串聯(lián)中的電池(一個或多個)進行電壓采樣，根 據(jù)電壓來判斷電池能量的高低，然后單片機去驅(qū)動功率管開關(guān)將高電壓的電池能量存儲到 對應(yīng)儲能電容中，再通過別的功率管將此電容上的能量轉(zhuǎn)移給電壓較低的電池，以這種方 式，最終實現(xiàn)串聯(lián)層面間的電池的容量基本達到平衡；而單節(jié)電池保護電路對單個電池進 行過充過放保護，具體有過壓、欠壓、過流和過溫保護。本實施例中，單節(jié)電池保護電路、串聯(lián)均衡電路均連接控制電路和電源控制電路。 其中，單節(jié)電池保護電路檢測到單元電池過充或者過放后，就會發(fā)出保護信號給控制電路， 使整個電池組充放電回路被切斷，停止充放電，從而保護了電池，延長了電池的使用壽命； 而由于單節(jié)電池保護電路和串聯(lián)均衡電路在工作過程中，均需要消耗電池的電能，為了在 不使用電池的時候，讓單節(jié)電池保護電路和串聯(lián)均衡電路不工作，不消耗電池的電能，增加 了針對單節(jié)電池保護電路和串聯(lián)均衡電路的電源控制電路，通過電源控制電路發(fā)出電源控 制信號，使單節(jié)電池保護電路斷電，停止工作，而對于串聯(lián)均衡電路的電源控制，只需要控 制最頂層的串聯(lián)均衡電路，然后通過從高層到低層，一層一層向底層控制，最終可以使所有 的串聯(lián)均衡電路均停止工作。若需要讓單節(jié)電池保護電路和串聯(lián)均衡電路重新開始工作， 也是通過電源控制電路來控制。對于電動車來說，可以通過電門鎖來控制電源控制電路。根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)一種可以靈活配置容量、電壓的電池裝置， 并且可以基于該電池裝置進一步進行串并聯(lián)，以獲得滿足需要電池組合。而通過為電池裝 置設(shè)置的并聯(lián)均衡電路、串聯(lián)均衡電路、單節(jié)電池保護電路，可以有效地避免因單節(jié)電池容 量衰退給電池裝置造成的損害，有效地延長了電池裝置的使用壽命。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種電池裝置，其特征在于，包括多個電池包，通過串聯(lián)和并聯(lián)連接起來，其中，每個電池包由多個電池組成，多個并聯(lián)的電池形成電池組，多個所述電池組串聯(lián)形成一個電池包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池裝置，其特征在于，所述多個電池通過并聯(lián)均衡電路實 現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所述多個并聯(lián)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，所述并聯(lián)均衡電路包括多個電阻，使 所述多個并聯(lián)的電池中，任意兩個電池之間具有相同阻值的電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池裝置，其特征在于，所述每個電池包對應(yīng)一個單節(jié)電池 保護電路，所述每個電池包均連接至所述單節(jié)電池保護電路，所述單節(jié)電池保護電路包括電壓檢測電路和控制電路，所述電壓檢測電路連接至控制 電路，所述控制電路根據(jù)所述電壓檢測電路檢測的所述每個電池的電壓，確定是否停止所 述電池裝置的充電或放電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池裝置，其特征在于，所述單節(jié)電池保護電路還包括溫度 檢測電路，連接至所述控制電路，所述控制電路還根據(jù)所述溫度檢測電路檢測的所述每個 電池的溫度，確定是否使所述電池裝置停止放電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池裝置，其特征在于，所述單節(jié)電池保護電路還包括電流 檢測電路，連接至所述控制電路，所述控制電路還根據(jù)所述電流檢測電路檢測的所述每個 電池包輸出的電流，確定是否對所述每個電池包輸出的電流進行限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池裝置，其特征在于，所述電池保護電路連接至電源控制 電路，所述電源控制電路用于為所述電池保護電路供電或斷電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池裝置，其特征在于，多個所述電池組均連接至串聯(lián)均衡 電路，以均衡多個所述電池組的容量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池裝置，其特征在于，所述串聯(lián)均衡電路包括單片機，所述 單片機連接多個所述電池組，檢測每個所述電池組的電壓，通過功率管將高電壓電池組的 電量向低電壓電池組轉(zhuǎn)移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池裝置，其特征在于，所述串聯(lián)均衡電路還包括儲能電 容，所述高電壓電池組向所述低電壓電池組轉(zhuǎn)移的電量，首先由所述高電壓電池組轉(zhuǎn)移至 所述儲能電容，然后由所述儲能電容轉(zhuǎn)移至所述低電壓電池組。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池裝置，其特征在于，所述單片機還連接電源控制電路， 所述電源控制電路為所述單片機供電或斷電。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的電池裝置，其特征在于，多個并聯(lián)的電池包形 成第二電池組，多個所述第二電池組串聯(lián)形成一個所述電池裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池裝置，其特征在于，所述多個電池包通過并聯(lián)均衡電 路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所述多個并聯(lián)的電池包的容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池裝置，其特征在于，多個所述第二電池組均連接至串 聯(lián)均衡電路，以均衡多個所述第二電池組的容量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池裝置，其特征在于，多個所述電池裝置通過串聯(lián)和并聯(lián) 連接成第二電池裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池裝置，其特征在于，多個并聯(lián)的所述電池裝置形成第 三電池組，多個所述第三電池組形成一個所述第二電池裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池裝置，其特征在于，多個所述電池裝置通過并聯(lián)均衡 電路實現(xiàn)并聯(lián)，以均衡所述多個并聯(lián)的所述電池裝置的容量。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池裝置，其特征在于，所述多個所述第三電池組均連接 至串聯(lián)均衡電路，以均衡多個所述第三電池組的容量。
專利摘要本實用新型公開了一種電池裝置，包括多個電池包，通過串聯(lián)和并聯(lián)連接起來，其中，每個電池包由多個電池組成，多個并聯(lián)的電池形成電池組，多個電池組串聯(lián)形成一個電池包。根據(jù)本實用新型，可以實現(xiàn)可以靈活配置電壓、容量的電池裝置，并可以防止單節(jié)電池容量衰退，對電池裝置造成的危害。
文檔編號H01M10/48GK201766139SQ20102052139
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者倪捷, 張芳勇, 盛專成, 陳文勝, 陳校校 申請人:浙江綠源電動車有限公司