插电式混合动力汽车用动力电池组制造技术

本实用新型专利技术公开了插电式混合动力汽车用动力电池组，包括电池模块组件、保护模块组件、空气对流组件和箱体；所述保护模块组件，包括相互连接的整流滤波模块和充放电保护模块，充放电保护模块包括多个保护子模块，保护子模块包括总控芯片模块、振荡器模块、第一分控芯片模块和第二分控芯片模块；所述空气对流组件，包括排风扇、通风管道和通风控制模块；所述箱体，外套于电池模块组件和保护模块组件，表面设置有与充电保护充电接口和输出接口。本实用新型专利技术将充电器和保护板功能合二为一，既能向动力电池组中每个单体电芯提供独立的充放电保护又具有良好的散热性，以保障大功率动力电池组的安全工作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子动力电池充电保护领域，具体是指插电式混合动力汽车用动力电池组。
技术介绍
锂离子动力电池（以下简称动力电池）具有充电速度快、放电电压稳定、工作温度范围广、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点，将动力电池作为电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的动力源以解决现有的使用化石燃料的汽油车和柴油车所引起的能源问题和环境问题引起了相当大的关注。由于混合动力汽车需要高输出和大容量的动力电池，通常使用多个动力电池单元电连形成的动力电池组。但是，高输出、大容量的动力电池组以及配置的充电器存在安全隐患且体积较大。为了提高大功率动力电池的安全性，延长其使用寿命并减小动力电池组及其配件的整体体积，需要提出一种插电式混合动力汽车用动力电池组，将充电器和保护板功能合二为一，既能向动力电池组中每个单体电芯提供独立的充放电保护，又具有良好的散热性，以保障大功率动力电池组的安全工作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供插电式混合动力汽车用动力电池组，将充电器和保护板功能合二为一，既能向动力电池组中每个单体电芯提供独立的充放电保护，又具有良好的散热性。本技术通过下述技术方案实现：插电式混合动力汽车用动力电池组，包括电池模块组件、保护模块组件、空气对流组件和箱体；所述电池模块组件，包括至少一个电池模块和第一紧固件，电池模块包括多个错极堆叠且依次电连的可充电的单体电芯、金属U型卡和塑料夹，单体电芯独立置于塑料夹中，金属U型卡连接相邻单体电芯的两极并将其卡接在塑料夹上，第一紧固件用于连接并固定一个或多个电池模块；所述保护模块组件，包括相互连接的整流滤波模块和充放电保护模块，充放电保护模块包括多个保护子模块，保护子模块包括总控芯片模块、振荡器模块、第一分控芯片模块和第二分控芯片模块，一个总控芯片模块通过振荡器模块分别连接第一分控芯片模块、第二分控芯片模块，第一分控芯片模块、第二分控芯片模块分别单独连接一个单体电芯，总控芯片模块、第一分控芯片模块、第二分控芯片模块均包括集成芯片IC和场效应管MOS；所述空气对流组件，包括排风扇、通风管道和通风控制模块，排风扇安装在箱体的顶部，通风管道安装在箱体底部，通风控制模块与充放电保护模块连接；所述箱体，外套于电池模块组件和保护模块组件，表面设置有与充电保护充电接口和输出接口。所述电池模块组件中的一个塑料夹安放一个可充电的单体电芯并通过金属U型卡进行单体电芯与塑料夹的固定而构成一个电池模块的电池模块组件；多个安放有单体电芯的塑料夹安照相邻两个单体电芯错极堆叠的方式依次排列并通过第一紧固件的依次连接构成多个电池模块的电池模块组件。多个电池模块的电池模块组件，其内部的单体电芯依次串联且相邻单体电芯间隔一定空隙利于散热，适用于大功率动力电池组的工作需求。所述保护模块组件中主要通过充放电保护模块对动力电池组进行过充保护、过放保护、过压保护、过温保护及均衡充电保护。充电时，整流滤波模块将市电的交流电压转换为动力电池组工作的直流电压，总控芯片模块控制直流电压经振荡器模块作用转变为交流电，再由分控芯片模块对单体电芯单进行单独的充电保护；放电时，也是由分控芯片模块对单体电芯单进行单独的放电保护。一组保护子模块中由一个总控芯片模块通过振荡器模块分别连接第一分控芯片模块、第二分控芯片模块且第一分控芯片模块、第二分控芯片模块分别单独连接一个单体电芯的结构可实现单独对每个单体电芯进行充放电保护的功能，且两个分控芯片模块为一组通过一个总控芯片模块连接，既能保证均衡充电以及保护功能的稳定性，又可节省成本。所述总控芯片模块、第一分控芯片模块、第二分控芯片模块均包括集成芯片IC和场效应管MOS，集成芯片IC包括相互连接的微控单元和检测单元，检测单元分别连接在单体电芯充电端和输电端进行电流、电压、温度等电参数的检测，微控单元根据检测结果进行动作：若检测结果符合安全阀阈值，对应的场效应管MOS维持现有连接状态；若检测结果超出安全阀阈值，对应的场效应管MOS断开以将故障单体电芯隔离而保护动力电池组整体的安全。所述检测单元设置有多个温度检测点，以保证对动力电池组工作温度的全面检测。利用集成芯片IC的集成电路与场效应管MOS的连接实现过充、过放、过压、过温时的断路保护，此技术为成熟技术且集成芯片IC为现有的成熟产品，故不再赘述。所述集成芯片IC可采用TEA1750或TEA1791，TEA1750或TEA1791均为新一代功率因数校正（PFC）控制器和反激式（FLYBACK）开关电源控制器集成在一起的IC，集成度高，外接元件少，性能稳定且成本低廉。所述空气对流组件通过通风控制模块与充放电保护模块的连接，借助检测单元检测的温度数据，对动力电池组在工作状态下的温度进行控制：若检测单元检测的温度符合设定阀阈值，排风扇可不工作而节约能源；若检测单元检测的温度超过设定阀阈值，通风控制模块强制启动排风扇而带动车外冷空气与动力电池组箱体内热空气的循环交换，为动力电池组控温。若遇到室外温度较高时，可借助车内制冷系统产生的冷空气对动力电池组进行控温保护。进一步地，所述塑料夹包括一对支架单元、第二紧固件和绝缘板，一对支架单元对称设置在单体电芯的两侧并连接为一体；所述支架单元的中部设置有散热通道，绝缘板嵌在散热通道内侧并与单体电芯接触；所述支架单元的四个角设置有L型凸部，L型凸部上设置有第一紧固孔和第二紧固孔，第二紧固件穿过第二紧固孔将对称设置在单体电芯左、右两侧的两个支架单元紧固连接，第一紧固件穿过第一紧固孔将多个塑料夹紧固连接；所述支架单元的上顶端设置紧固槽，金属U型卡的两个卡脚嵌入紧固槽；所述支架单元的外壳分布多个散热孔。所述单个电池模块的电池模块组件中，塑料夹的一对支架单元对称设置在单体电芯的两侧并通过第二紧固件穿过第二紧固孔连接为一体；所述多个电池模块的电池模块组件通过第一紧固件依次穿过多个第一紧固孔将堆叠的多个电池模块连接为一体。所述散热通道、散热孔的设置利于单体电芯发热后的自发散热。进一步地，所述支架单元还设置有纵向支撑条、纵向散热槽和卡接件，纵向支撑条设置在散热通道的开口处，纵向散热槽设置在支架单元的外侧面；所述卡接件包括卡脚和卡槽，对称设置的支架单元通过卡脚、卡槽的卡接进行定位连接。所述纵向支撑条用于加强塑料夹的强度，纵向散热槽用于电池模块的自发散热，卡接件用于辅助对称设置的支架单元的定位以及固定连接。进一步地，所述第二紧固孔为沉头内螺纹通孔，第二紧固件包括相互套接的沉头螺栓和第二螺母，第二紧固件同时穿过对称设置的两个支架单元的第二紧固孔并通过第二螺母紧固连接。所述第二紧固孔为沉头内螺纹通孔，第二紧固件包括相互套接的沉头螺栓和第二螺母，第二紧固件将对称的支架单元进行紧固连接后，沉头螺栓的螺栓头位于沉头内螺纹通孔的沉头内，减小电池模块的体积。进一步地，所述第一紧固件包括相互套接的U型连接杆和第一螺母，U型连接杆的自由端设置外螺纹，U型连接杆依次穿过多个塑料夹的第一紧固孔且两端用第一螺母紧固连接。所述第一紧固件包括相互套接的U型连接杆和第一螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
插电式混合动力汽车用动力电池组，其特征在于：包括电池模块组件（1）、保护模块组件（2）、空气对流组件和箱体（4）；所述电池模块组件（1），包括至少一个电池模块和第一紧固件，电池模块包括多个错极堆叠且依次电连的可充电的单体电芯、金属U型卡（11）和塑料夹，单体电芯独立置于塑料夹中，金属U型卡（11）连接相邻单体电芯的两极并将其卡接在塑料夹上，第一紧固件用于连接并固定一个或多个电池模块；所述保护模块组件（2），包括相互连接的整流滤波模块和充放电保护模块，充放电保护模块包括多个保护子模块，保护子模块包括总控芯片模块、振荡器模块、第一分控芯片模块和第二分控芯片模块，一个总控芯片模块通过振荡器模块分别连接第一分控芯片模块、第二分控芯片模块，第一分控芯片模块、第二分控芯片模块分别单独连接一个单体电芯，总控芯片模块、第一分控芯片模块、第二分控芯片模块均包括集成芯片IC和场效应管MOS；所述空气对流组件，包括排风扇（31）、通风管道（32）和通风控制模块，排风扇（31）安装在箱体（4）的顶部，通风管道（32）安装在箱体（4）底部，通风控制模块与充放电保护模块连接；所述箱体（4），外套于电池模块组件（1）和保护模块组件（2），表面设置有与充电保护充电接口和输出接口。...

【技术特征摘要】
1.插电式混合动力汽车用动力电池组，其特征在于：包括电池模块组件（1）、保护模块组件（2）、空气对流组件和箱体（4）；
所述电池模块组件（1），包括至少一个电池模块和第一紧固件，电池模块包括多个错极堆叠且依次电连的可充电的单体电芯、金属U型卡（11）和塑料夹，单体电芯独立置于塑料夹中，金属U型卡（11）连接相邻单体电芯的两极并将其卡接在塑料夹上，第一紧固件用于连接并固定一个或多个电池模块；
所述保护模块组件（2），包括相互连接的整流滤波模块和充放电保护模块，充放电保护模块包括多个保护子模块，保护子模块包括总控芯片模块、振荡器模块、第一分控芯片模块和第二分控芯片模块，一个总控芯片模块通过振荡器模块分别连接第一分控芯片模块、第二分控芯片模块，第一分控芯片模块、第二分控芯片模块分别单独连接一个单体电芯，总控芯片模块、第一分控芯片模块、第二分控芯片模块均包括集成芯片IC和场效应管MOS；
所述空气对流组件，包括排风扇（31）、通风管道（32）和通风控制模块，排风扇（31）安装在箱体（4）的顶部，通风管道（32）安装在箱体（4）底部，通风控制模块与充放电保护模块连接；
所述箱体（4），外套于电池模块组件（1）和保护模块组件（2），表面设置有与充电保护充电接口和输出接口。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车用动力电池组，其特征在于：所述塑料夹包括一对支架单元（121）、第二紧固件和绝缘板，一对支架单元（121）对称设置在单体电芯的两侧并连接为一体；所述支架单元（121）的中部设置有散热通道（1211），绝缘板嵌在散热通道（1211）内侧并与单体电芯接触；所述支架单元（121）的四个角设置有L型凸部，L型凸部上设置有第一紧固孔（1212）和第二紧固孔（1213），第二紧固件穿过第二紧固孔（1213）将对称设置在单体电芯左、右两侧的两个支...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰学红，喻晟，张斌，刘婷迪，唐代银，
申请(专利权)人：成都启鸿汽车有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51