轻型电动车用电池模组及电池系统技术方案

本实用新型专利技术涉及轻型电动车用电池模组及电池系统。电池模组由四至八个电池单元串联成组形成，电池单元为容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯做成的锂离子电池单体，且四至八个电池单元通过贴置于相邻两电池单元之间的阻燃型泡沫双面胶可靠粘合在一起。本实用新型专利技术由于采用汽车级大容量方形铝壳电芯作为轻型电动车电池模组中的锂离子电池单体、并将四至八个电池单元通过阻燃型泡沫双面胶可靠粘合在一起的结构，使本实用新型专利技术电池单体的电流容量大，续航时间长，又散热性好、使用安全。再加上增设逆变器结构，使本实用新型专利技术在达到轻型电动车新国标48V电压输出的同时，又大大减少了串联电池单体的数量，使用范围更广和实用性更强。和实用性更强。和实用性更强。

【技术实现步骤摘要】
轻型电动车用电池模组及电池系统


[0001]本技术涉及轻型电动车领域,特别是一种续航长的轻型电动车用电池模组及多功能电池系统。

技术介绍

[0002]对于轻型电动车（包含电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、电动四轮车等）来说，一般而言，电机驱动电压不低于48V，锂离子单体电芯的额定电压一般为3.0 V到4.4 V之间。为了达到48V的输出电压，需要将十多个单体电芯进行串联（如磷酸铁锂电芯需要16个电芯串联，三元锂芯需要15个电芯串联），对于要求更高输出电压的电动摩托车，电机则需要更多的电芯串联个数。而单体容量150Ah到300Ah之间的方形铝壳电池体积比较大, 直接通过十几个电芯串联成组后的电池组体积远远超过了电动自行车或者电动摩托车车架所能容纳的空间，导致电池组和车架的尺寸匹配出现问题。
[0003]申请号为201110297192.3的专利和申请号为201180069814.5的专利申请公开了一种电动自行车用电池组。这两项专利技术技术均使用了扁形覆膜软包电芯单体进行电池成组，通过多个电芯的串联来实现驱动电动自行车的功能。然而这两项专利技术专利技术存在的问题如下：
[0004]（1）单体电池容量小，铝塑膜软包单体电芯由于铝塑膜冲坑深度的限制导致单体容量无法做大。一般而言,软包单体电芯的容量为20到30Ah。
[0005]（2）串联电芯个数多，为了实现驱动电动自行车的功能，电池组电压需要达到不低于48V的电压，由于单体额定电压一般在3V到4V之间，成组的单体电芯个数必须达到15或16个，导致电池组体积大。
[0006]（3）续航较短，由于单体电芯容量比较小，多个单体串联后的电池组能够达到48V30Ah,电动自行车续航约为50km到80km，无法实现大于150km的长续航能力，比如及时配送行业要求新国标电动自行车电池充满电后续航可以达到150km至200km。
[0007]（4）成组后由于电池单体数量比较多，在电池组整个生命周期内的老化过程中，单体电芯之间的不一致性给整个电池组的使用寿命带来极大挑战，因为电芯老化过程中每个电芯老化程度差异较大，电池组的性能随老化电芯的容量和阻抗不一致性增大而加重劣化程度，以致电池寿命只有1至2年，较短的电池寿命使得电池的使用成本较高。
[0008]（5）为了追求比较高的能量密度，软包电芯通常选择使用镍钴锰酸锂正极三元材料体系，三元锂离子电池的热稳定性比较差，牺牲了一定的安全性，给广大使用锂离子电池的消费者安全带来一定的隐患。
[0009]电动自动车新国标：是指2019年4月15日，中国正式实施的GB 17761
‑
2018 《电动自行车安全技术规范》,该新国家标准要求整车质量（含电池）小于等于55kg，电机功率小于等于400W,蓄电池标称电压小于等于48V,必须具有脚踏骑行功能。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种在达到现有轻型电动车新国标电机驱动电压不低于48V标准的同时，又大大减少了串联电芯的个数和缩小了电池模组的整体体积，并且具有高安全性、长寿命、长续航、低成本、应用范围广等特点的轻型电动车用电池模组及电池系统。
[0011]本技术具有两个具有统一专利技术构思的的技术方案：
[0012]方案一：本技术涉及一种轻型电动车用电池模组，该电池模组的特点是：由四至八个电池单元串联成组形成，所述电池单元为容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯做成的锂离子电池单体，且四至八个电池单元通过贴置于相邻两电池单元之间的阻燃型泡沫双面胶可靠粘合在一起。
[0013]方案二：本技术还涉用一种轻型电动车用电池系统。该电池系统的特点是：包括具有安装腔的箱体、装置于箱体安装腔内的电池模组、与电池模组电路连接的充放电插装口，所述电池模组由四至八个电池单元串联成组形成，所述电池单元为容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯做成的锂离子电池单体，四至八个电池单元通过贴置于相邻两电池单元之间的阻燃型泡沫双面胶可靠粘合在一起。
[0014]由于本技术选用的电池单元是容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯，而汽车级大容量方形铝壳电芯可通过针、过充、挤压、炉温等严格安全测试，杜绝了电池模组及电池系统着火爆炸的风险，使得消费者的人身和财产安全得到了保障。
[0015]进一步是：所述电池模组与充放电插装口电路连接的输出电路中设有逆变器，四至八个电池单元串联成组后电压输出为10V
‑
34V，通过逆变器直流升压电路将输出电压提升至48V
‑
60V或者通过逆变器交流升压电路将输出电压提升至220V。所述逆变器也叫电压升压转化器。
[0016]进一步是：该电池系统还包括有BMS硬件保护电路板，该BMS硬件保护电路板串联在所述电池模组的连接电路中，且所述电池模组与逆变器和BMS硬件保护电路板通过绝缘分隔件隔开。BMS，是Battery Management System的简称, 电池管理系统。通过绝缘分隔件将电池模组与逆变器、BMS硬件保护电路板隔开的目的是避免出现短路的情况。为使本技术在安装方便的同时又结构更紧凑，所述绝缘分隔件安装于电池模组的上方，该绝缘分隔件的上表面设有供所述逆变器和BMS硬件保护电路板容置的凹位结构及方便电路隐藏连接的过线槽。
[0017]本技术的优选方案是：四至八个电池单元直立安装并呈矩阵排布粘合在一起。阻燃型泡沫双面胶环设于电池单元的侧面靠近外周位置。
[0018]为使本技术串联更方便，所述电池单元上设有能拆装的螺栓，四至八个电池单元通过所述螺栓及连接螺栓的电缆线而串联成组。
[0019]所述箱体的上方还安装有上盖，所述上盖上设有提手。所述充放电插装口包括安装在上盖的充电插装口和放电插装口。
[0020]本技术由于采用将电动汽车用的大容量方形铝壳电芯作为轻型电动车电池模组中的锂离子电池单体、并将四至八个电池单元通过阻燃型泡沫双面胶可靠粘合在一起的结构，使本技术在使用时，不仅电池单体的电流容量大，续航时间长，而且因汽车级大容量（100Ah到300Ah之间）方形铝壳电芯可通过针、过充、挤压、炉温等安全测试，杜绝了
电池模组及电池系统着火爆炸的风险，使得消费者的人身和财产安全得到了保障，安全性能高。并且因阻燃型泡沫双面胶具有一定厚度，一方面可以为电芯侧面膨胀预留空间，以增加电芯寿命，另一方面可将电池单体之间相互隔开，使得电池单体之间互不接触，不仅能够实现很好的散热过程，并且能够防止电池单体之间相互干扰，单一的电池单体泄漏不会影响其他电池的正常使用，具体很强的实用性。再加上本技术还在电池系统中增设逆变器结构，通过逆变器的直流升压而将电池模组的低输出电压提升至48V
‑
60V输出，在达到电动自行车新国标48V 电压输出的同时，又大大减少了串联电池单体的数量（从现有的需15个单体串联数量减少到了8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻型电动车用电池模组，其特征在于：由四至八个电池单元（1）串联成组形成，所述电池单元（1）为容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯做成的锂离子电池单体，且四至八个电池单元（1）通过贴置于相邻两电池单元（1）之间的阻燃型泡沫双面胶（2）可靠粘合在一起。2.根据权利要求1所述轻型电动车用电池模组，其特征在于：四至八个电池单元（1）直立安装并呈矩阵排布粘合在一起。3.根据权利要求1所述的轻型电动车用电池模组，其特征在于：阻燃型泡沫双面胶（2）环设于电池单元（1）的侧面靠近外周位置。4.根据权利要求1所述的轻型电动车用电池模组，其特征在于：所述电池单元（1）上设有能拆装的螺栓（3），四至八个电池单元（1）通过所述螺栓（3）及连接螺栓（3）的电缆线而串联成组。5.一种轻型电动车用电池系统，其特征在于：包括具有安装腔的箱体（4）、装置于箱体（4）安装腔内的电池模组、与电池模组电路连接的充放电插装口，所述电池模组由四至八个电池单元(1)串联成组形成，所述电池单元(1)为容量100Ah到300Ah之间的汽车级大容量方形铝壳电芯做成的锂离子电池单体，且四至八个电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽民，杨其建，
申请(专利权)人：深圳市骑豹新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：