一种动力电池包及电动车辆制造技术

本实用新型专利技术涉及电池技术领域，公开了一种动力电池包及车辆。所述动力电池包所述动力电池包具有N个并联相连的一级电池子包，所述动力电池包设有控制单元，所述控制单元和所有一级电池子包连接。每个一级电池子包串联一个电流传感器，所述电流传感器与控制单元连接。每个一级电池子包串联一个控制开关，所述控制开关与控制单元连接。每个一级电池子包里有M个电芯以串联和并联混合的方式排列，形成交叉网式的结构，能够减少问题电芯对整个电池包的影响，避免正常电芯恶化，方便了电池包的维护和检修。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池包及电动车辆
本技术涉及电池
，尤其涉及一种动力电池包及电动车辆。
技术介绍
随着新能源汽车的发展，电动汽车的设计要求变高，动力电池需要让汽车能够具有更长的续航里程，因此动力电池的电池包越做越大，电芯数量也越来越多。由于在使用过程中，所有电芯都是相互串联或互相并联使用，当其中一个电芯出现故障时，会影响整个电池包的平衡和安全，导致电芯间的一致性降低。而电芯的一致性则是影响电池包使用性能和使用寿命的关键。当电芯出现故障时，目前的电池管理系统主要从以下三个方面检测电芯的故障：第一类：物理和化学检测法通过观察检测目标运行过程中的物理、化学状态来进行故障诊断，如分析其电压、电流、温度、挥发气体等特性的变化，并与默认阈值范围进行比较从而进行故障判断。第二类：信号处理检测法通过检测目标运行过程中的信号状态进行故障诊断，如信号时域、频域的变化，信号内容和时序与预设之间的差异。第三类：基于模型的检测法适用于不易观测的状态(如SOC、SOH等)、较为复杂的状态(如SOS)，根据模型计算求解从而评估故障状态。无论上述那种检测方法都要实现对众多电芯的监控，则需要安装大量的电气元器件。大量的电气元器件的设计不仅会增加整个电池系统的能耗、电池包的故障率，另一方面也会使电池包成本大大增加，提高电池包的维护、检修成本与难度。
技术实现思路
为了解决单个电芯发生故障后，导致电池包整体的一致性低的问题和检测电芯故障时，需要大量元器件，而大量元器件的设计会增加电池系统负担的问题，提出了一种新型结构的动力电池包，具体方案如下：一种动力电池包，所述动力电池包包括：电芯、电池管理模块和箱体。所述电芯和电池管理模块设置在箱体中。所述动力电池包具有N个并联相连的一级电池子包，每个一级电池子包里有M个电芯以串联和并联混合的方式排列，所述M和N为大于或者等于2的正整数。所述动力电池包设有控制单元，所述控制单元和所有一级电池子包连接。每个一级电池子包安装有一个电流传感器，所述电流传感器连接控制单元。每个一级电池子包串联一个控制开关，所述控制开关连接控制单元。控制单元接收电流传感器的信号，并将所有一级电池子包电流信号相互对比，若电流传感器的信号相同或相接，则判断一级电池子包处于正常运转状态。当其中一个电流传感器信号与其他电流传感器的信号有显著差异，则认为该一级电池子包存在故障。采用同等级电池子包电流对比，可以动态检测电芯的工作状态。在维护和维修时，将同级的电池子包相应的电流信号和电压信号相互对比，若同级电池子包相应的信号相同或相接，则判断电池子包处于正常运转状态。当其中一个电池子包的信号与其他同级电池子包的信号有显著差异，则认为该电池子包存在故障。使用这种方法检测故障电流时，需要通过对比每个一级电池子包的电流，找出有明显差异的电流，因此电池子包的个数至少为三个。当电池子包的个数为两个时，需要预设正常工作时一级电池子包的电流值，控制单元接收电流传感器的信号后与预设对比，与预设有显著差异的则是出现故障的电池子包。所述控制开关与一级电池子包一一对应并串接相连。控制单元检测到某一一级电池子包异常，则发出信号，让对应控制开关断开异常的一级电池子包。同时在断开异常的一级电池子包时，控制单元发出信号，降低电池包的最大输出功率，让电池包进入小功率工作状态，保证电池包继续输出。进一步地所述一级电池子包里的电芯按照先并联再串联的方式连接，组成多级电池子包。进一步地，X个2K+1级的电池子包并联构成2K级的电池子包，X个2K级电池子包串联构成2K-1级电池子包，X是大于或者等于2的正整数，K是正整数。进一步地，所述电池子包至少为3级。进一步地，所述动力电池包设有存储单元，所述存储单元记录电池包的充放电次数。一种电动车辆，所述车辆为纯电动汽车或者混合动力汽车，所述车辆具有上述结构的动力电池包。本技术的有益效果如下：①.本技术在电池包中包含了电池子包的结构。在检测故障时，只需要检测电池子包上的电流等信息，就能够查找到故障点，简化了检测步骤。②.本技术的第一级电池子包采用了并联的结构，使得在其中一个电池子包出现故障时，其余电池子包还能够正常工作，此时只要降低输出功率，还使得电池包能够工作一段时间。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本技术实施例公开的一种3*3*3的动力电池包的结构示意图；图2为本技术实施例公开的一种3*3*3的动力电池包的控制原理图；图3为本技术实施例公开的一种动力电池包的并联结构的电池子包；图4为本技术实施例公开的一种动力电池包的串联结构的电池子包。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例1，本技术实施例公开了一种3*3*3的动力电池包，包括三个等级的电池子包，每个电池子包都由三个下级电池子包构成。具体方案如下：一种3*3*3的动力电池包，所述动力电池包包括：电芯、电池管理模块和箱体。如图1所示，所述3*3*3动力电池包具有3个并联相连的一级电池子包，每个一级电池子包由3个串联的二级电池子包构成，每个二级电池子包又由3个三级电池子包并联构成。所述三级电池子包为电芯单体。所述动力电池包设有控制单元和存储单元，所述控制单元和所有一级电池子包连接。每个一级电池子包安装有一个电流传感器，每个一级电池子包串联一个控制开关，所述电流传感器和控制开关都连接控制单元。如图2所示，所述控制单元连接每一个一级电池子包的控制开关和电流传感器。所述三个一级电池子包都被控制单元监控。所述控制单元能够对比电流传感器发来的电流信号，如果其中有一个电流信号与其他的电流信号有明显不同，则说明该电流信号传感器所监控的电池子包出现问题，控制单元断开该电池子包的控制开关，同时降低输出功率以保证电池子包能够正常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池包，其特征在于：所述动力电池包具有N个并联相连的一级电池子包，每个一级电池子包里有M个电芯以串联和并联混合的方式排列，所述M和N为大于或者等于2的正整数；所述动力电池包设有控制单元，所述控制单元和所有一级电池子包连接；每个一级电池子包串联一个电流传感器，所述电流传感器与控制单元连接；每个一级电池子包串联一个控制开关，所述控制开关与控制单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包，其特征在于：所述动力电池包具有N个并联相连的一级电池子包，每个一级电池子包里有M个电芯以串联和并联混合的方式排列，所述M和N为大于或者等于2的正整数；所述动力电池包设有控制单元，所述控制单元和所有一级电池子包连接；每个一级电池子包串联一个电流传感器，所述电流传感器与控制单元连接；每个一级电池子包串联一个控制开关，所述控制开关与控制单元连接。2.根据权利要求1所述的一种动力电池包，其特征在于，所述一级电池子包里的电芯按照先并联再串联的方式连接，组成多级电池子包。3.根据权利要求2所述的一种动力电池包，其特征在于，X个2K+1级的电池子包...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秀萍，李传宝，
申请(专利权)人：浙江衡远新能源科技有限公司，山东衡远新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33