用于容易组装和拆卸的48伏锂离子电池的模块化设计制造技术

本发明专利技术提供一种包括多个串联的电池单元的电池。所述电池包括上壳体和下壳体。所述电池包括：线束组件；中间壳体，其包括用于容纳多个串联的电池单元的顶部部分的多个单元室。所述下壳体包括多个单元室，用于容纳多个串联电池102的底部部分；并且所述中间壳体具有用于安装所述线束组件(1106)的顶面以及在所述中间壳体的顶面(1102)下方的多个单元室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于容易组装和拆卸的48伏锂离子电池的模块化设计
本专利技术涉及一种由多个电池单元形成的电池组的控制系统，特别涉及一种用于混合动力车辆的由多个串联连接的电池单元形成的电池组的控制系统。本专利技术还涉及由多个电池单元形成的电池，特别涉及用于混合动力车辆的由多个串联连接的电池单元形成的电池。
技术介绍
除了需要传统发动机之外，混合动力汽车需要使用具有一定电压的直流电源作为补充电源，并且可以使用由多个串联连接的电池单元形成的电池组作为具有一定电压的直流电源。例如，具有3.6V直流电压的若干个串联连接的电池单元可以形成具有48V直流电压的电池组。尽管具有一定电压的DC电源可以由多个串联连接的电池单元方便地形成，但是在使用这样的直流电源向混合动力车辆供电时存在一些缺点。通常，在电池组中的电池单元中，电池单元的制造环境和/或制造过程可能导致工作参数(例如，化学材料中的内部电阻和非均匀性与电池单元的容量的差异)的随机差异。在混合动力车辆的操作期间，随机环境和/或操作条件可能动态地导致电池组中的电池单元之间的工作参数的进一步差异。例如，电池单元应用中的不同充电和放电模式以及由于电池组(或模块)中的电池的位置引起的单元热分布的不均匀性可能进一步加剧电池组中的电池单元的不均匀性。当电池组中的电池单元之间的工作参数的差异变得太不平衡时，电池背面可能无法正确地操作混合动力车辆。例如，电池组中的一些电池单元可能过热；或者电池组中的电池单元之间的电压差变得过大；或者电池组可能不能提供足够的电流以满足混合动力车辆的即时操作需要。在这些故障条件下，电池组不能正常操作混合动力汽车。因此，期望提供一种电池组控制系统，以使由多个串联连接的电池单元形成的电池组能够适当、有效且高效地将DC电源提供给混合动力车辆。还希望提供一种可以用于更高效地制造包括多个串联的电池单元的电池的电池结构，该电池结构具有组装效率、高质量和低成本。
技术实现思路
为了实现上述目的之一，本专利技术提供一种电池，所述电池包括：多个串联的电池单元；上壳体和下壳体；中间壳体，包括用于容纳多个串联的电池单元的上半部分的多个单元室；其中下壳体包括用于容纳多个串联的电池单元的下半部分的多个单元室；其中中间壳体具有用于安装线束组件的顶面并且多个单元室在中间壳体的顶面下方。附图说明图1A示出了根据本专利技术的第一实施例的电池管理系统100；图1B示出了根据本专利技术的第二实施例的电池管理系统100'；图1C示出了根据本专利技术的第三实施例的电池管理系统100”；图2是详细示出图1A-C中的激活电路103的结构的框图；图3A是更详细地示出图2所示的电压传感器电路202的结构的框图；图3B是更详细地示出图2所示的比较电路206的结构的框图；图4A是更详细地示出图3B所示的电压比较单元304(i)(i＝1,2，...，13)的结构的框图；图4B是更详细地示出图2所示的温度比较电路207的结构的框图；图5是更详细地示出图1A-C所示的检测电路107的结构的框图；图6A是更详细地示出图5所示的电压传感器电路502的结构的框图；图6B是更详细地示出图5所示的温度传感器电路504的结构的框图；图7A是更详细地示出图1A-C所示的电池单元平衡电路165的结构的框图；图7B是更详细地示出图7A所示的平衡电路单元706(i)的结构的框图；图7C-D示出第一控制信号、第二控制信号和开关驱动信号的波形；图8是更详细地示出图1A-C所示的处理单元109的结构的框图。图9是示出本专利技术的监视电路(或电池管理电路)160监视、管理并调整电池组101的操作状态的步骤的流程图；图10描绘了包括根据本专利技术的上(或顶)壳体1001和下(或底)壳体1002的电池1000；图11A是根据本专利技术的图10所示的电池1000的分解视图；图11B更详细地描绘了图11A所示的电池组101；图11C更详细地描绘了图11B所示的单个电池单元102(i)(i＝1,2，...，13)；图11D是图11C所示的电池单元102(i)(i＝1,2，...，13)的剖视图；图12A-E更详细地描绘了图11A所示的中间壳体1108；图13描绘了中间壳体1108的顶部透视图；图14A示出了图13所示的中间壳体1108的顶部透视图，以更清楚地示出其中的一些部件；图14B更详细地示出了汇流条线束1302中的电压感测线束1304和一个汇流条1402(j)；图15更详细地描绘了图11中所示的PCB板1004；图16描绘了图11中所示的连接组件1110的更多细节；图17更详细地描绘了图11A中所示的电池底部泡棉1109；图18A示出了图10所示的下(或底)壳体1002的俯视图；图18B示出了图18A2所示的下壳体1002的顶部透视图；图18C示出了在将中间壳体安装到下壳体1002的内壳体1808之后中间壳体1108的截面图，以更好地示出电池1000的一些部件；图19显示了4个肩部(1221.k或1223.k；k＝1,2,3,4)和4个翼(1822.k或1824.k)(k＝1,2,3,4)的结构和安装关系；并且图20A-J示出了将图10-19所示的部件组装成根据本专利技术的电池1000的步骤。具体实施方式将参照构成描述的一部分的附图描述本专利技术的各种实施例。在下列附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，并且类似的部件用相似的附图标记表示，以避免重复的描述。图1A示出了根据本专利技术的第一实施例的用于控制由多个串联的电池单元102(i)(i＝1,2，……，13)形成的电池组101的电池管理系统100。如图1A所示，电池管理系统100包括激活电路(或即时激活电路)103、监控单元160、当前保护装置(保险丝)116、开关控制电路(或开关驱动电路)104、开关晶体管105和开关器件106(其包括线圈122、一对固定接触器(124.1、124.2)和可动片或可动板126)和CAN(控制器局域网)接口163，该接口是标准接口，适于与混合动力车辆的ECU164进行通信。通过CAN接口163，电池管理系统100连接到混合动力车辆的ECU(发动机控制单元)164。电池管理系统100还经由显示单元112连接到GUI(图形用户界面)114。如图1A所示，电池组101包括串联连接以形成电池组101的多个电池单元102(i)(i＝1,2，...，n)。电池组101中的每个电池单元102(i)具有特定电压；由串联连接的多个电池单元102(i)(i＝1,2，...，n)形成的电池组101可以向混合动力车辆提供具有预定电压的直流电源。在本专利技术的实施例中，每个电池单元102(i)的正常电压约为3.65V；电池组101具有13个电池单元102(i)(i＝1,2，...，13)，并且电池组101的正常功率输出约为48V。电池组101具有两个输出端子(正输出端子152.1和负输出端子152.2)。正输出端子152.1串联连接到电流保护装置(保险丝)116，使得当通过正输出端子152.1的电流超过预定量(例如200安培)时，电流保护装置(保险丝)116将断开两个输出端子的连接。参考图1A，激活电路(或即时激活电路)103执行检测(测量或采样)电池组101中13个电池单元102(i)(i＝1,2，...，13)的一个或多个操作参数(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池(1000)，包括多个串联的电池单元102(i)，所述电池包括上壳体(1001)和下壳体(1002)，其特征在于，所述电池(1000)包括：线束组件(1106)；中间壳体(1108)，包括用于容纳所述多个串联电池单元102(i)的顶部部分的多个单元室(1208(i))；其中所述下壳体(1002)包括用于容纳所述多个串联的电池单元102(i)的底部部分的多个单元室(1808(i))；其中所述中间壳体(1108)具有用于安装所述线束组件(1106)的顶面(1102)以及在所述中间壳体(1108)(i＝1,2，...，13)的顶面(1102)下方的多个单元室(1208(i))。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.04 US 62/075,1541.一种电池(1000)，包括多个串联的电池单元102(i)，所述电池包括上壳体(1001)和下壳体(1002)，其特征在于，所述电池(1000)包括：线束组件(1106)；中间壳体(1108)，包括用于容纳所述多个串联电池单元102(i)的顶部部分的多个单元室(1208(i))；其中所述下壳体(1002)包括用于容纳所述多个串联的电池单元102(i)的底部部分的多个单元室(1808(i))；其中所述中间壳体(1108)具有用于安装所述线束组件(1106)的顶面(1102)以及在所述中间壳体(1108)(i＝1,2，...，13)的顶面(1102)下方的多个单元室(1208(i))。2.根据权利要求1所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述多个单元室(1208(i))中的每一个具有用于容纳所述电池单元102(i)(i＝1,2，...，13)的一对正端子和负端子的一对安装孔(1206(i).1、1206(i).2)。3.根据权利要求1所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述线束组件(1106)包括汇流条组件(1302)和电压感测线束(1304)；其中所述汇流条组件(1302)和电压感测线束(1304)安装在所述中间壳体(1108)的顶面(1102)上。4.根据权利要求3所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述汇流条组件(1302)包括用于连接一对相邻的电池单元(102(i-1)、102(i)；或102(i)、102(i+1))的正端子或负端子的多个汇流条(1402(j))；其中所述电压感测线束(1304)包括用于连接所述正端子(1114(i).p，i＝1,2，...，13)的多个电压感测线(1404(i))。5.根据权利要求4所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述汇流条(1402(j))的每一个具有用于连接一对相邻的电池单元(102(i-1)、102(i)；或102(i)、102(i+1))的正端子或负端子的一对安装孔(1406(j).1、1406(j).2)；其中所述电压感测线(1404(i))的每一个在其远端具有用于连接所述正端子(1114(i).p，i＝1,2，...，13)的安装孔。6.根据权利要求1所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述中间壳体(1108)具有附接至少一个温度传感器(1608.1、1608.2)使得至少一个温度传感器(1608.1、1608.2)能够接触13个所述电池单元102(i)中的一个以测量所述电池单元(i)的操作(工作)温度的装置。7.根据权利要求1所述的电池(1000)，其特征在于：其中所述单元室(1208(i))的每一个具有多个位置板(1246(i).1、1246(i).2、1246(i).3)，所述多个位置板形成与所述电池单元102(i)的外部圆柱形...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琼，余乔治，仲小龙，曲伟，李睿，宋鹏，樊彬彬，于阳，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US