插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰離子動(dòng)力電池充電保護(hù)領(lǐng)域，具體是指插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動(dòng)力電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)力電池)具有充電速度快、放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍廣、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)及無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)，將動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)的動(dòng)力源以解決現(xiàn)有的使用化石燃料的汽油車(chē)和柴油車(chē)所引起的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題引起了相當(dāng)大的關(guān)注。由于混合動(dòng)力汽車(chē)需要高輸出和大容量的動(dòng)力電池，通常使用多個(gè)動(dòng)力電池單元電連形成的動(dòng)力電池組。但是，高輸出、大容量的動(dòng)力電池組以及配置的充電器存在安全隱患且體積較大。為了提高大功率動(dòng)力電池的安全性，延長(zhǎng)其使用壽命并減小動(dòng)力電池組及其配件的整體體積，需要提出一種插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組，將充電器和保護(hù)板功能合二為一，既能向動(dòng)力電池組中每個(gè)單體電芯提供獨(dú)立的充放電保護(hù)，又具有良好的散熱性，以保障大功率動(dòng)力電池組的安全工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組，將充電器和保護(hù)板功能合二為一，既能向動(dòng)力電池組中每個(gè)單體電芯提供獨(dú)立的充放電保護(hù)，又具有良好的散熱性。
[0004]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組，包括電池模塊組件、保護(hù)模塊組件、空氣對(duì)流組件和箱體；所述電池模塊組件，包括至少一個(gè)電池模塊和第一緊固件，電池模塊包括多個(gè)錯(cuò)極堆疊且依次電連的可充電的單體電芯、金屬U型卡和塑料夾，單體電芯獨(dú)立置于塑料夾中，金屬U型卡連接相鄰單體電芯的兩極并將其卡接在塑料夾上，第一緊固件用于連接并固定一個(gè)或多個(gè)電池模塊；所述保護(hù)模塊組件，包括相互連接的整流濾波模塊和充放電保護(hù)模塊，充放電保護(hù)模塊包括多個(gè)保護(hù)子模塊，保護(hù)子模塊包括總控芯片模塊、振蕩器模塊、第一分控芯片模塊和第二分控芯片模塊，一個(gè)總控芯片模塊通過(guò)振蕩器模塊分別連接第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊，第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊分別單獨(dú)連接一個(gè)單體電芯，總控芯片模塊、第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊均包括集成芯片IC和場(chǎng)效應(yīng)管MOS ;所述空氣對(duì)流組件，包括排風(fēng)扇、通風(fēng)管道和通風(fēng)控制模塊，排風(fēng)扇安裝在箱體的頂部，通風(fēng)管道安裝在箱體底部，通風(fēng)控制模塊與充放電保護(hù)模塊連接；所述箱體，外套于電池模塊組件和保護(hù)模塊組件，表面設(shè)置有與充電保護(hù)充電接口和輸出接口。
[0005]所述電池模塊組件中的一個(gè)塑料夾安放一個(gè)可充電的單體電芯并通過(guò)金屬U型卡進(jìn)行單體電芯與塑料夾的固定而構(gòu)成一個(gè)電池模塊的電池模塊組件；多個(gè)安放有單體電芯的塑料夾安照相鄰兩個(gè)單體電芯錯(cuò)極堆疊的方式依次排列并通過(guò)第一緊固件的依次連接構(gòu)成多個(gè)電池模塊的電池模塊組件。多個(gè)電池模塊的電池模塊組件，其內(nèi)部的單體電芯依次串聯(lián)且相鄰單體電芯間隔一定空隙利于散熱，適用于大功率動(dòng)力電池組的工作需求。
[0006]所述保護(hù)模塊組件中主要通過(guò)充放電保護(hù)模塊對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)及均衡充電保護(hù)。充電時(shí)，整流濾波模塊將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電池組工作的直流電壓，總控芯片模塊控制直流電壓經(jīng)振蕩器模塊作用轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再由分控芯片模塊對(duì)單體電芯單進(jìn)行單獨(dú)的充電保護(hù)；放電時(shí)，也是由分控芯片模塊對(duì)單體電芯單進(jìn)行單獨(dú)的放電保護(hù)。一組保護(hù)子模塊中由一個(gè)總控芯片模塊通過(guò)振蕩器模塊分別連接第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊且第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊分別單獨(dú)連接一個(gè)單體電芯的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)每個(gè)單體電芯進(jìn)行充放電保護(hù)的功能，且兩個(gè)分控芯片模塊為一組通過(guò)一個(gè)總控芯片模塊連接，既能保證均衡充電以及保護(hù)功能的穩(wěn)定性，又可節(jié)省成本。
[0007]所述總控芯片模塊、第一分控芯片模塊、第二分控芯片模塊均包括集成芯片IC和場(chǎng)效應(yīng)管MOS，集成芯片IC包括相互連接的微控單元和檢測(cè)單元，檢測(cè)單元分別連接在單體電芯充電端和輸電端進(jìn)行電流、電壓、溫度等電參數(shù)的檢測(cè)，微控單元根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)作:若檢測(cè)結(jié)果符合安全閥閾值，對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管MOS維持現(xiàn)有連接狀態(tài)；若檢測(cè)結(jié)果超出安全閥閾值，對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管MOS斷開(kāi)以將故障單體電芯隔離而保護(hù)動(dòng)力電池組整體的安全。所述檢測(cè)單元設(shè)置有多個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)，以保證對(duì)動(dòng)力電池組工作溫度的全面檢測(cè)。
[0008]利用集成芯片IC的集成電路與場(chǎng)效應(yīng)管MOS的連接實(shí)現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)壓、過(guò)溫時(shí)的斷路保護(hù)，此技術(shù)為成熟技術(shù)且集成芯片IC為現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，故不再贅述。
[0009]所述集成芯片IC可采用TEA1750或TEA1791，TEA1750或TEA1791均為新一代功率因數(shù)校正(PFC)控制器和反激式(FLYBACK)開(kāi)關(guān)電源控制器集成在一起的1C，集成度高，外接元件少，性能穩(wěn)定且成本低廉。
[0010]所述空氣對(duì)流組件通過(guò)通風(fēng)控制模塊與充放電保護(hù)模塊的連接，借助檢測(cè)單元檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)，對(duì)動(dòng)力電池組在工作狀態(tài)下的溫度進(jìn)行控制:若檢測(cè)單元檢測(cè)的溫度符合設(shè)定閥閾值，排風(fēng)扇可不工作而節(jié)約能源；若檢測(cè)單元檢測(cè)的溫度超過(guò)設(shè)定閥閾值，通風(fēng)控制模塊強(qiáng)制啟動(dòng)排風(fēng)扇而帶動(dòng)車(chē)外冷空氣與動(dòng)力電池組箱體內(nèi)熱空氣的循環(huán)交換，為動(dòng)力電池組控溫。若遇到室外溫度較高時(shí)，可借助車(chē)內(nèi)制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷空氣對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行控溫保護(hù)。
[0011]進(jìn)一步地，所述塑料夾包括一對(duì)支架單元、第二緊固件和絕緣板，一對(duì)支架單元對(duì)稱(chēng)設(shè)置在單體電芯的兩側(cè)并連接為一體；所述支架單元的中部設(shè)置有散熱通道，絕緣板嵌在散熱通道內(nèi)側(cè)并與單體電芯接觸；所述支架單元的四個(gè)角設(shè)置有L型凸部，L型凸部上設(shè)置有第一緊固孔和第二緊固孔，第二緊固件穿過(guò)第二緊固孔將對(duì)稱(chēng)設(shè)置在單體電芯左、右兩側(cè)的兩個(gè)支架單元緊固連接，第一緊固件穿過(guò)第一緊固孔將多個(gè)塑料夾緊固連接；所述支架單元的上頂端設(shè)置緊固槽，金屬U型卡的兩個(gè)卡腳嵌入緊固槽；所述支架單元的外殼分布多個(gè)散熱孔。
[0012]所述單個(gè)電池模塊的電池模塊組件中，塑料夾的一對(duì)支架單元對(duì)稱(chēng)設(shè)置在單體電芯的兩側(cè)并通過(guò)第二緊固件穿過(guò)第二緊固孔連接為一體；所述多個(gè)電池模塊的電池模塊組件通過(guò)第一緊固件依次穿過(guò)多個(gè)第一緊固孔將堆疊的多個(gè)電池模塊連接為一體。所述散熱通道、散熱孔的設(shè)置利于單體電芯發(fā)熱后的自發(fā)散熱。
[0013]進(jìn)一步地，所述支架單元還設(shè)置有縱向支撐條、縱向散熱槽和卡接件，縱向支撐條設(shè)置在散熱通道的開(kāi)口處，縱向散熱槽設(shè)置在支架單元的外側(cè)面；所述卡接件包括卡腳和卡槽，對(duì)稱(chēng)設(shè)置的支架單元通過(guò)卡腳、卡槽的卡接進(jìn)行定位連接。
[0014]所述縱向支撐條用于加強(qiáng)塑料夾的強(qiáng)度，縱向散熱槽用于電池模塊的自發(fā)散熱，卡接件用于輔助對(duì)稱(chēng)設(shè)置的支架單元的定位以及固定連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述第二緊固孔為沉頭內(nèi)螺紋通孔，第二緊固件包括相互套接的沉頭螺栓和第二螺母，第二緊固件同時(shí)穿過(guò)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支架單元的第二緊固孔并通過(guò)第二螺母緊固連接。
[0016]所述第二緊固孔為沉頭內(nèi)螺紋通孔，第二緊固件包括相互套接的沉頭螺栓和第二螺母，第二緊固件將對(duì)稱(chēng)的支架單元進(jìn)行緊固連接后，沉頭螺栓的螺栓頭位于沉頭內(nèi)螺紋通孔的沉頭內(nèi)，減小電池模塊的體積。
[0017]進(jìn)一步地，所述第一緊固件包括相互套接的U型連接桿和第一螺母，U型連接桿的自由端設(shè)置外螺紋，U型連接桿依次穿過(guò)多個(gè)塑料夾的第一緊固孔且兩端用第一螺母緊固連接。
[0018]所述第一緊固件包括相互套接的U型連接桿和第一螺母，第一螺母分別擰接在U型連接桿的自由端，此結(jié)構(gòu)方便快速固定的連接多個(gè)電池模塊。
[0019]進(jìn)一步地，所述金屬U型卡包括U型卡扣和鎖緊螺桿，U型卡扣設(shè)置有兩個(gè)連接柱穿孔，鎖緊螺桿穿過(guò)連接柱穿孔進(jìn)行固定連接。
[0020]所述U型卡中U型卡扣分別嵌入設(shè)置在支架單元上的緊固槽中，一方面可將相鄰兩個(gè)單體電芯的正極、負(fù)極連接后固定在塑料夾上，另一方面方便對(duì)稱(chēng)設(shè)置的支架單元定位固定；所述鎖緊螺桿穿過(guò)連接柱穿孔，一方面緊固連接，另一方面方便檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)的接入。本實(shí)用新型采用雙鎖緊螺桿連接的方式，更有利于大功率電流的連接。
[0021]進(jìn)一步地，所述單體電芯為單體聚合物鋰離子電芯。
[0022]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0023](I)本實(shí)用新型將充電器和保護(hù)板的功能合成在一個(gè)保護(hù)模塊組件上，既可向多節(jié)動(dòng)力電池提供均勻的充放電保護(hù)又減小整體的體積。
[0024](2)本實(shí)用新型中設(shè)置分控芯片模塊對(duì)每個(gè)單體電芯進(jìn)行獨(dú)立的充放電保護(hù)，有效保障動(dòng)力電池組在大功率使用條件下的安全工作。
[0025](3)本實(shí)用新型設(shè)置有塑料夾和空氣對(duì)流組件，塑料夾的自身結(jié)構(gòu)有利于散熱，空氣對(duì)流組件可強(qiáng)制電池模塊組件通風(fēng)散熱，延長(zhǎng)動(dòng)力電池組的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型包括多個(gè)電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為實(shí)施例1中保護(hù)子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為單個(gè)電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中一電池模塊組件，11 一金屬U型卡，111 一U型卡扣，1111 一連接柱穿孔，112—鎖緊螺桿，121一支架單兀，1211一散熱通道，1212一第一緊固孔，1213一第二緊固孔，1214—緊固槽，1215—散熱孔，1216—縱向支撐條，1217—縱向散熱槽，1218—卡腳，1219—卡槽，1221一沉頭螺檢，1222一第二螺母，2一保護(hù)模塊組件，31一排風(fēng)扇，32一通風(fēng)管道，4 一箱體。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0031]實(shí)施例1:
[0032]本實(shí)施例的一種新型砂輪模具，如圖1所示，主要是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力電池組，包括電池模塊組件1、保護(hù)模塊組件2、空氣對(duì)流組件和箱體4 ;所述電池模塊組件1