一種汽車(chē)啟停用混合電池組的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型適用于電池的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種汽車(chē)啟停用混合電池組。本汽車(chē)啟停用混合電池組采用鋰電池組和鉛酸電池組混合的結(jié)構(gòu)，由于鋰離子電池本身具有快充與快放能力，且本實(shí)用新型采用的環(huán)形圓柱體鋰電池具有匯流盤(pán)結(jié)構(gòu)，能將較大的充電電流與放電電流均勻地分散，化大為小，使電池的局部的電流較小，提高了鋰電池組的充電接受能力與大電流放電能力，從而提高了該混合電池組的充電接受能力與大電流放電能力，另外，采用限流限方向單元，可以在能量回收時(shí)限制對(duì)鉛酸電池組的最大充電電流，在啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可以限制鉛酸電池組的最大放電電流，因此該結(jié)構(gòu)能有效地保護(hù)鉛酸電池，延長(zhǎng)其使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種汽車(chē)啟停用混合電池組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電池的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種汽車(chē)啟停用混合電池組。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球汽車(chē)保有量的增大，汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境污染日益嚴(yán)峻。汽車(chē)啟停技術(shù)是致力于減少發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)燃油的損耗，最大限度避免這部分能源的浪費(fèi)。據(jù)研究表明，汽車(chē)裝備啟停裝置的節(jié)油效果可達(dá)5%-15%，同時(shí)減少二氧化碳等溫室氣體的排放，其減排效果可達(dá) 10% -20%。
[0003]汽車(chē)在城市駕駛工況下，大約有1/3至1/2的能量被消耗在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中。日本1015循環(huán)工況具有典型的代表性，該研究表明汽車(chē)產(chǎn)生約50%驅(qū)動(dòng)能量都在制動(dòng)過(guò)程中消耗掉。如果大量的制動(dòng)能量可以被回收利用，可以進(jìn)一步減少汽車(chē)的油耗。
[0004]具有啟停裝置的汽車(chē)，在遇到紅燈或堵車(chē)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)駕駛員松開(kāi)制動(dòng)踏板或腳踩離合器(或油門(mén)踏板)時(shí)，啟停電池將發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)自行啟動(dòng)。
[0005]汽車(chē)駕駛員在釋放油門(mén)踏板或剎車(chē)使車(chē)輛減速時(shí)，將產(chǎn)生多余的能量。具有再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的汽車(chē)，可以將多余的能量進(jìn)行回收。在發(fā)電機(jī)控制單元的調(diào)節(jié)和控制下，將多余的能量以電能的形式對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行充電，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0006]帶能量回收的啟停系統(tǒng)對(duì)蓄電池的充電接收能力、充放電效率、電池壽命、大電流放電等能力要求高。目前全球這一領(lǐng)域以采用AGM鉛酸蓄電池為主。
[0007]鉛酸蓄電池技術(shù)工藝已經(jīng)十分成熟，具有容量大、安全性好、成本低、可回收等特點(diǎn)，但傳統(tǒng)鉛酸電池的能量密度僅為40wh/kg，充電接收能力差，并且鉛酸電池存在大電流充放電壽命短的問(wèn)題，這些都制約了該技術(shù)的推廣，尤其是帶能量回收的啟停技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車(chē)啟停用混合電池組，旨在解決目前鉛酸電池充電接收能力差，又能解決鉛酸電池在頻繁的大電流放電壽命短的問(wèn)題。
[0009]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種汽車(chē)啟停用混合電池組，包括鋰電池組和鉛酸電池組，所述鋰電池組的正極端子為混合電池組正極端子，所述鋰電池組的負(fù)極端子和鉛酸電池組的負(fù)極端子共同為混合電池組負(fù)極端子，所述汽車(chē)啟停用混合電池組還包括:
[0010]連接在所述鋰電池組的正極端子和鉛酸電池組的正極端子之間，限制鉛酸電池組充放電電流的限流限方向單元。
[0011]上述結(jié)構(gòu)中，所述限流限方向單元包括:
[0012]準(zhǔn)許電流從鋰電池組的正極端子流向鉛酸電池組的正極端子的充電限流限方向單元；所述充電限流限方向單元由二極管與限流模塊串聯(lián)組成；以及
[0013]準(zhǔn)許電流從鉛酸電池組的正極端子流向鋰電池組的正極端子的放電限流限方向單元；所述放電限流限方向單元由二極管與限流模塊串聯(lián)組成；
[0014]所述充電限流限方向單元和放電限流限方向單元并聯(lián)在所述鋰電池組的正極端子和鉛酸電池組的正極端子之間。
[0015]上述結(jié)構(gòu)中，所述鋰電池組由環(huán)形圓柱體鋰電池單體串聯(lián)組成，所述每個(gè)環(huán)形圓柱體鋰電池單體的一側(cè)面為能將充電電流平均地分散到鋰電池電芯內(nèi)部的匯流盤(pán)，所述匯流盤(pán)設(shè)置有極耳，所述匯流盤(pán)上還設(shè)置有散熱孔。
[0016]上述結(jié)構(gòu)中，所述鉛酸電池組由多個(gè)串聯(lián)的鉛酸電池構(gòu)成。
[0017]在本實(shí)用新型中，本汽車(chē)啟停用混合電池組采用鋰電池組和鉛酸電池組混合的結(jié)構(gòu)，由于鋰離子電池本身具有快充與快放能力，且本實(shí)用新型采用的環(huán)形圓柱體鋰電池具有匯流盤(pán)結(jié)構(gòu)，能將較大的充電電流與放電電流均勻地分散，化大為小，使電池的局部的電流較小，提高了鋰電池組的充電接受能力與大電流放電能力，從而提高了該混合電池組的充電接受能力與大電流放電能力，另外，采用限流限方向單元，可以在能量回收時(shí)限制對(duì)鉛酸電池組的最大充電電流，在啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可以限制鉛酸電池組的最大放電電流，因此該結(jié)構(gòu)能有效地地保護(hù)鉛酸電池，延長(zhǎng)其使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的汽車(chē)啟停用混合電池組的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的汽車(chē)啟停用環(huán)形圓柱體鋰電池單體的外形結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的汽車(chē)啟停用混合電池組的電路結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0022]一種汽車(chē)啟停用混合電池組，包括鋰電池組I和鉛酸電池組2，所述鋰電池組I的正極端子為混合電池組正極端子，所述鋰電池組I的負(fù)極端子和鉛酸電池組2的負(fù)極端子共同為混合電池組負(fù)極端子，所述汽車(chē)啟停用混合電池組還包括:
[0023]連接在所述鋰電池組I的正極端子和鉛酸電池組2的正極端子之間，限制鉛酸電池組2充放電電流的限流限方向單元3。
[0024]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，所述限流限方向單元3包括:
[0025]準(zhǔn)許電流從鋰電池組I的正極端子流向鉛酸電池組2的正極端子的充電限流限方向單元301 ;所述充電限流限方向單元301由二極管與限流模塊串聯(lián)組成；所述二極管限制電流方向，所述二極管可以根據(jù)需求任意串并聯(lián)，所述限流模塊限制電流大小，所述限流模塊可以根據(jù)需求任意串并聯(lián)；以及
[0026]準(zhǔn)許電流從鉛酸電池組2的正極端子流向鋰電池組I的正極端子的放電限流限方向單元302 ;所述放電限流限方向單元302由二極管與限流模塊串聯(lián)組成；所述二極管限制電流方向，所述二極管可以根據(jù)需求任意串并聯(lián)，所述限流模塊限制電流大小，所述限流模塊可以根據(jù)需求任意串并聯(lián)。
[0027]所述充電限流限方向單元301和放電限流限方向單元302并聯(lián)在所述鋰電池組I的正極端子和鉛酸電池組2的正極端子之間。
[0028]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的汽車(chē)啟停用環(huán)形圓柱體鋰電池單體的外形結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0029]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，所述鋰電池組I由環(huán)形圓柱體鋰電池單體串聯(lián)組成，所述每個(gè)環(huán)形圓柱體鋰電池單體的一側(cè)面為能將充電電流平均地分散到鋰電池電芯內(nèi)部的匯流盤(pán)5，所述匯流盤(pán)5起到平均導(dǎo)出鋰電池電芯內(nèi)部的放電電流的作用，所述匯流盤(pán)5設(shè)置有極耳6，所述匯流盤(pán)5上還設(shè)置有散熱孔7。
[0030]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，所述鉛酸電池組2由多個(gè)串聯(lián)的鉛酸電池構(gòu)成。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施案例中，該鉛酸電池組2的容量為70Ah，包括六個(gè)鉛酸電池以串聯(lián)形式連接，鋰電池組I的容量為30Ah，包括4個(gè)鋰電池以串聯(lián)的形式連接。限流限方向單元3連接在所述鋰電池組I的正極端子和鉛酸電池組2的正極端子之間。選用的鉛酸電池最大脈沖電流為2C，即140A。
[0032]混合電池組中鉛酸電池組2的容量為70Ah，可接收的最大電流為140Ah，鋰電池組I的容量為30Ah，混合電池組可接收高達(dá)100C即1800A的電流，可接收充電功率高達(dá)45Kw。而相同規(guī)格的12V100AH的鉛酸電池，其最大可接收電流為200A，相對(duì)應(yīng)的可接收充電功率約為2.6kw。混合電池組可接收充電功率約為相同規(guī)格的純鉛酸電池可接收充電功率的
9.6 倍。
[0033]汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，汽車(chē)能量回收系統(tǒng)對(duì)混合電池組進(jìn)行瞬間充電。制動(dòng)初始速度、制成強(qiáng)度越小，回收的充電功率越小，制動(dòng)初始速度、制成強(qiáng)度越大，回收的充電功率越大。當(dāng)充電功率較小即充電電流較小，未超過(guò)充電限流限方向單元301的閾值時(shí)，充電電流分配正常，當(dāng)充電功率較大即充電電流較大時(shí)，鉛酸電池組2的支路電流為140A，其余電流分配給鋰電池組I支路，在瞬間充電結(jié)束時(shí)，鋰電池組I通過(guò)電壓差，通過(guò)充電限流限方向單元301對(duì)鉛酸電池組2進(jìn)行補(bǔ)電。
[0034]在混合電池組電量較滿時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流主要由鋰電池組I提供。隨著混合電池組放電深度的增加，鉛酸電池組2的所提供的電流比例增加，當(dāng)鉛酸電池組2電流達(dá)到280AH時(shí)，鉛酸電池組2電流限制在280AH，其余所需啟動(dòng)電流由鋰電池組I提供。在完成汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，鉛酸電池組2通過(guò)電壓差，利用放電限流限方向單元302對(duì)鋰電池組I進(jìn)行補(bǔ)電。
[0035]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，本汽車(chē)啟停用混合電池組采用鋰電池組和鉛酸電池組混合的結(jié)構(gòu)，由于鋰離子電池本身具有快充與快放能力，且本實(shí)用新型采用的環(huán)形圓柱體鋰電池具有匯流盤(pán)結(jié)構(gòu)，能將較大的充電電流與放電電流均勻地分散，化大為小，使電池的局部的電流較小，提高了鋰電池組的充電接受能力與大電流放電能力，從而提高了該混合電池組的充電接受能力與大電流放電能力，另外，采用限流限方向單元，可以在能量回收時(shí)限制對(duì)鉛酸電池組的最大充電電流，在啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可以限制鉛酸電池組的最大放電電流，因此該結(jié)構(gòu)能有效地地保護(hù)鉛酸電池，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)啟停用混合電池組，其特征在于，包括鋰電池組和鉛酸電池組，所述鋰電池組的正極端子為混合電池組正極端子，所述鋰電池組的負(fù)極端子和鉛酸電池組的負(fù)極端子共同為混合電池組負(fù)極端子，所述汽車(chē)啟停用混合電池組還包括: 連接在所述鋰電池組的正極端子和鉛酸電池組的正極端子之間，限制鉛酸電池組充放電電流的限流限方向單元。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)啟停用混合電池組，其特征在于，所述限流限方向單元包括: 準(zhǔn)許電流從鋰電池組的正極端子流向鉛酸電池組的正極端子的充電限流限方向單元；所述充電限流限方向單元由二極管與限流模塊串聯(lián)組成；以及 準(zhǔn)許電流從鉛酸電池組的正極端子流向鋰電池組的正極端子的放電限流限方向單元；所述放電限流限方向單元由二極管與限流模塊串聯(lián)組成； 所述充電限流限方向單元和放電限流限方向單元并聯(lián)在所述鋰電池組的正極端子和鉛酸電池組的正極端子之間。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)啟停用混合電池組，其特征在于，所述鋰電池組由環(huán)形圓柱體鋰電池單體串聯(lián)組成，所述每個(gè)環(huán)形圓柱體鋰電池單體的一側(cè)面為能將充電電流平均地分散到鋰電池電芯內(nèi)部的匯流盤(pán)，所述匯流盤(pán)設(shè)置有極耳，所述匯流盤(pán)上還設(shè)置有散熱孔。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的汽車(chē)啟停用混合電池組，其特征在于，所述鉛酸電池組由多個(gè)串聯(lián)的鉛酸電池構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK204029947SQ201420441533
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】胡盛名, 彭斌, 涂繼軍 申請(qǐng)人:深圳市雄韜電源科技股份有限公司