專利名稱：一種具有內(nèi)置soc監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池。
背景技術(shù)：
目前，所有動力鋰電池的應(yīng)用系統(tǒng)，必須配置外部的電池管理系統(tǒng)(BATTERYMANAGEMENT SYSTEM,簡稱“BMS” )，其管理過程必須是涉及到各個單體電池的參數(shù)，無一例外的是，一旦BMS系統(tǒng)損壞或可靠性下降，必然波及整個應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行。整個應(yīng)用系統(tǒng)，如純電動汽車的應(yīng)用系統(tǒng)必須對每個電池單體的電壓、電流、溫度、SOC做出監(jiān)測，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供給整車控制系統(tǒng)，用以協(xié)調(diào)過程控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，減低對應(yīng)用系統(tǒng)的過程控制要求，減低外部系統(tǒng)的開銷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，包括電池外殼，所述電池外殼內(nèi)放置有電池單體，所述電池外殼上設(shè)有正極和負(fù)極，所述電池單體上設(shè)有正極連接結(jié)構(gòu)體和負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體，所述正極與正極連接結(jié)構(gòu)體相連，所述負(fù)極與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體相連，所述電池外殼內(nèi)還設(shè)有與外部系統(tǒng)相連的嵌入式單體電池管理系統(tǒng)；所述正極與正極連接結(jié)構(gòu)體之間設(shè)有電流傳感器，所述負(fù)極與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體之間設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)相連；所述正極與負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器，所述電壓傳感器與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)相連。所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)安置在電池外殼內(nèi)的預(yù)留空間內(nèi)。所述預(yù)留空間內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)相連。所述電流傳感器兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)控制的閑置短路開關(guān)。所述電壓傳感器兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)控制的閑置開路開關(guān)。所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)通過CAN總線通訊模式與所述外部系統(tǒng)相連。所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)為智能控制板或智能控制芯片。所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)由所述動力鋰電池供電。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明對電池單體的監(jiān)測過程安置于電池的內(nèi)部，將電池的過程監(jiān)測整合至電池的生產(chǎn)過程，使單體電池成為了一個智能系統(tǒng)，為應(yīng)用系統(tǒng)(或純電動汽車)的簡化，減低對應(yīng)用系統(tǒng)的過程控制要求，減低外部系統(tǒng)的開銷。


圖I是本發(fā)明的電 池結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，如圖I所不，包括電池外殼I，所述電池外殼I內(nèi)放置有電池單體，所述電池外殼I上設(shè)有正極2和負(fù)極3，所述電池單體上設(shè)有正極連接結(jié)構(gòu)體4和負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體5，所述正極2與正極連接結(jié)構(gòu)體4相連，所述負(fù)極3與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體5相連，所述電池外殼I內(nèi)還設(shè)有與外部系統(tǒng)相連的嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6 ;所述正極2與正極連接結(jié)構(gòu)體4之間設(shè)有電流傳感器7，所述負(fù)極3與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體5之間設(shè)有電流傳感器7，所述電流傳感器7與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6相連；所述正極2與負(fù)極3之間設(shè)有電壓傳感器8，所述電壓傳感器8與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6相連。其中，電池外殼I上的正極2和負(fù)極3為外部連接使用，電池單體上的正極連接結(jié)構(gòu)體4和負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體5為內(nèi)部連接使用。嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)可以是電路板形式(如智能控制板)，也可以是芯片形式(如智能芯片)，當(dāng)批量很大的時候，將被設(shè)計(jì)成電路芯片。所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6安置在電池外殼I內(nèi)的預(yù)留空間內(nèi)。該部分供電可取自于本電池，當(dāng)系統(tǒng)休眠時，僅提供極低的維持電流。其對外的通訊可采用CAN的通訊模式或其它形式。通過在電池的生產(chǎn)過程中嵌入智能控制板(或智能芯片)，使得所有的參數(shù)可進(jìn)入該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)算分析，并通過CAN或其它任意通訊模式將這些參數(shù)外傳，當(dāng)系統(tǒng)將測得參數(shù)進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)突發(fā)故障時，本電池單體內(nèi)置的智能系統(tǒng)還能對電池做出屏蔽或閑置的控制，即所謂的單體電池休眠，休眠的狀態(tài)可以依照原先設(shè)置的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“并聯(lián)開路或串聯(lián)短路”功能，為外部系統(tǒng)的安全運(yùn)行創(chuàng)造了有利的條件。其中，其對電池的主要參數(shù)測量為1、電池的出廠特征標(biāo)識參數(shù)(類似于該電池的身份證特征)；2、單體電池的電壓；3、單體電池的工作電流(含自放微電流)；4、經(jīng)過運(yùn)算后的SOC ;5、經(jīng)過運(yùn)算后的電池動態(tài)內(nèi)阻；6、電池的溫度；7、電池故障處置狀態(tài)(“I”表示故障后處置成開路狀態(tài)，“O”表示故障后處置成短路狀態(tài))；8、電池故障處置受控源(“I”表示受控于外部系統(tǒng)，“O”表示受控于內(nèi)置系統(tǒng))。該內(nèi)置的智能控制管理系統(tǒng)為本單體電池參數(shù)所用，與外部的電池參數(shù)無關(guān)，該智能系統(tǒng)(板件或芯片)，其供電來自于本單體自身電源，可采用多重的休眠方式，其休眠后僅需極小的維持電流。電流傳感器7用于測量單體電池的電流。電壓傳感器8用于測量單體電池的電壓。所述預(yù)留空間內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器9，所述溫度傳感器9與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6相連，用于測量對單體電池的溫度。
所述電流傳感器7兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6控制的閑置短路開關(guān)10，當(dāng)執(zhí)行閑置狀態(tài)時，對電流傳感器7進(jìn)行功率型短路。所述電壓傳感器8兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)6控制的閑置開路開關(guān)11，當(dāng)執(zhí)行閑置狀態(tài)時，對電壓傳感器8進(jìn)行功率型開路。當(dāng)應(yīng)用本電池作為應(yīng)用系統(tǒng)或純電動汽車之用時，系統(tǒng)整體將變得簡單，系統(tǒng)整體的可靠性將增強(qiáng)。在該類系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，無需專門的BMS系統(tǒng)，無需對電池的管理配置專門的裝置或系統(tǒng)，而只要在應(yīng)用系統(tǒng)中增加CAN或其響應(yīng)的通訊接口，就能實(shí)現(xiàn)動態(tài)參數(shù)的測量和監(jiān)控。應(yīng)用系統(tǒng)所獲取的參數(shù)都將通過數(shù)據(jù)通訊的方式得到。在本動力鋰電池的通訊過程中，數(shù)據(jù)內(nèi)容包含了(幾乎涵蓋了電池所需的所有訊息)如下訊息I、電池本身的生產(chǎn)信息，如特征符號標(biāo)記，類似于該電池的出生訊息，該訊息由電池生產(chǎn)過程中所必備的標(biāo)識代碼。2、電池電流值，其獲得是來源于內(nèi)置的電流傳感器。3、電池電壓值，其獲得是來源于內(nèi)置的電壓傳感器。4、電池溫度值，其獲得是來源于內(nèi)置的溫度傳感器。5、電池的SOC值，該值是通過電壓和電流的計(jì)算后得到，并由協(xié)議制定的位置發(fā)
送出來。6、電池閑置的開關(guān)狀態(tài)訊息，由于當(dāng)系統(tǒng)中將此電池用于混聯(lián)方式時，該電池是處于并聯(lián)模式還是處于串聯(lián)模式，該嵌入式內(nèi)置系統(tǒng)是不明確的。但是，一旦系統(tǒng)完成構(gòu)建，其單體本身所處的位置就是固定和明確的。因此，一旦本電池進(jìn)入故障期間，對外的特征是不盡相同的當(dāng)處于并聯(lián)方式時，系統(tǒng)一定希望是呈現(xiàn)開路狀態(tài)；當(dāng)處于串聯(lián)方式時，系統(tǒng)一定希望是呈現(xiàn)短路狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)處置得當(dāng)，如同上述，對外部系統(tǒng)而言，其影響將會非常之小，甚至毫無感覺。這樣，就極大地提高了外部系統(tǒng)的可靠性和安全性。 關(guān)于這個狀態(tài)的選擇，嵌入系統(tǒng)中，是留有控制位，用于由外部系統(tǒng)進(jìn)行選擇。綜上所述，本發(fā)明對電池單體的監(jiān)測過程安置于電池的內(nèi)部，將電池的過程監(jiān)測整合至電池的生產(chǎn)過程，使單體電池成為了一個智能系統(tǒng)，為應(yīng)用系統(tǒng)(或純電動汽車)的簡化，減低對應(yīng)用系統(tǒng)的過程控制要求，減低外部系統(tǒng)的開銷。
權(quán)利要求
1.一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，包括電池外殼(I)，所述電池外殼(I)內(nèi)放置有電池單體，所述電池外殼⑴上設(shè)有正極⑵和負(fù)極(3)，所述電池單體上設(shè)有正極連接結(jié)構(gòu)體(4)和負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體(5)，所述正極(2)與正極連接結(jié)構(gòu)體(4)相連，所述負(fù)極(3)與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體(5)相連，其特征在于，所述電池外殼(I)內(nèi)還設(shè)有與外部系統(tǒng)相連的嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6);所述正極(2)與正極連接結(jié)構(gòu)體(4)之間設(shè)有電流傳感器(7)，所述負(fù)極(3)與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體(5)之間設(shè)有電流傳感器(7)，所述電流傳感器(7)與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)相連；所述正極(2)與負(fù)極(3)之間設(shè)有電壓傳感器(8)，所述電壓傳感器(8)與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)安置在電池外殼(I)內(nèi)的預(yù)留空間內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述預(yù)留空間內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器(9)，所述溫度傳感器(9)與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)⑶相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述電流傳感器(7)兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)控制的閑置短路開關(guān)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述電壓傳感器(8)兩端并聯(lián)有由所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)控制的閑置開路開關(guān)(II)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)通過CAN總線通訊模式與所述外部系統(tǒng)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)(6)為智能控制板或智能控制芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，其特征在于，所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)￠)由所述動力鋰電池供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)置SOC監(jiān)測與通訊功能的動力鋰電池，包括電池外殼，所述電池外殼內(nèi)放置有電池單體，所述電池外殼上設(shè)有正極和負(fù)極，所述電池單體上設(shè)有正極連接結(jié)構(gòu)體和負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體，所述正極與正極連接結(jié)構(gòu)體相連，所述負(fù)極與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體相連，所述電池外殼內(nèi)還設(shè)有與外部系統(tǒng)相連的嵌入式單體電池管理系統(tǒng)；所述正極與正極連接結(jié)構(gòu)體之間設(shè)有電流傳感器，所述負(fù)極與負(fù)極連接結(jié)構(gòu)體之間設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)相連；所述正極與負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器，所述電壓傳感器與所述嵌入式單體電池管理系統(tǒng)相連。本發(fā)明可以減低對應(yīng)用系統(tǒng)的過程控制要求，減低外部系統(tǒng)的開銷。
文檔編號H01M10/48GK102623764SQ201210030488
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者帥鴻元, 陸政德 申請人:上海索鋰科技有限公司