專利名稱：二次電池組智能連接的方法及其智能連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池的保護(hù)方法和裝置，尤其是涉及一種二次電池組的保護(hù)的方法及其內(nèi)置有保護(hù)電路的智能連接件裝置。
背景技術(shù)：
在通常情況下，單體電池不能高電壓大電流供電，因此就需要將多個(gè)單體電池串連起來使用，如使用二次電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源就是將多個(gè)單體二次電池串連成組供電。為了便于連接，有人申請了一種“用于電池組端柱間電氣連接的連接裝置”(專利號94193744.5)，該裝置包括一條其兩端各有一導(dǎo)電環(huán)的連接電纜，該導(dǎo)電環(huán)的孔中裝有帶凹槽頭的連接螺釘，用于將所述電纜連至電池組的一個(gè)電氣端柱；一層由塑料制成的屬于涂覆所述連接裝置用的絕緣元件的絕緣涂層，所述絕緣涂層具有截錐體的外形，其中直徑較小的部分與電池組的蓋密封及直徑較大的部分放置在蓋的表面上；一個(gè)用于將每層絕緣涂層密封的蓋。還有一種“充電電池或電池組的連接結(jié)構(gòu)”(專利號93119584.5)，一個(gè)可插入式電池組組件包括有一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極的多個(gè)平行六面體形的充電電池。一個(gè)電池的正極被連到另一相鄰電池的負(fù)極。絕緣物質(zhì)加在電池的至少一個(gè)電極，使其偏離電極位置，以防止可插入式一次電池的充電。電池放在設(shè)有充電連接端且構(gòu)造成與電池的偏移電極相匹配的殼體中，用這種方式，該電池不能與電極位于中央的插入式一次電池相匹配。由于個(gè)單體電池性能不盡相同，整組充放電時(shí)，勢必造成各串連電池之間的不均衡性，部分單體電池過充、過放電電、溫度異常升高，使這部分單體電池性能迅速下降、壽命大大縮短，甚至引起燃燒、爆炸等，帶來安全隱患，同時(shí)導(dǎo)致使用設(shè)備的性能大幅下降，如使電動(dòng)汽車的整車動(dòng)力性能大幅度下降，續(xù)駛里程縮短。
為了對單體電池進(jìn)行保護(hù)，已有技術(shù)的第一類方法和結(jié)構(gòu)是在單體電池內(nèi)部封裝電子保護(hù)電路，這些保護(hù)電路能夠在電池電壓、電流、溫度超過限定值駛，切斷電池主電路，保護(hù)電池，避免電池過充、過放、過流，如“內(nèi)置保護(hù)電路的鋰二次電池”(專利號02225529.X)，包括電池殼、電芯以及電解質(zhì)，在所述的正、負(fù)極端子與電池的正、負(fù)極輸出端連接中設(shè)計(jì)內(nèi)置于電池腔體的保護(hù)電路模塊；第二類方法和結(jié)構(gòu)是，在電池組中加裝保護(hù)電路，由每一個(gè)單體電池引出兩根導(dǎo)線連接至保護(hù)控制電路，當(dāng)某一單體電池的電壓超過限定值時(shí)，保護(hù)電路起作用，避免其過充、過放。以上這些方法存在較大的局限性，第一類當(dāng)串連電池組中只要有一只電池的保護(hù)電路發(fā)生動(dòng)作，則整組電池都將停止工作，無法充放電；第二類方法，沒有互換性，連線復(fù)雜，充放電狀態(tài)需要人手動(dòng)選擇。
國外有人申請了名為“二次電池的保護(hù)電路及保護(hù)元件”的發(fā)明專利(專利申請?zhí)?0800878.7)，它提供防止因過充電狀態(tài)持續(xù)引起電池破壞的二次電池的保護(hù)電路和應(yīng)用于該電路的保護(hù)元件。利用主保護(hù)電路和副保護(hù)電路雙重保護(hù)二次電池，使其避免過充電，所述主保護(hù)電路具有檢測二次電池的過充電、過放電和過大放電電流，將第1FET或第2FET控制成切斷狀態(tài)的主控制手段，所述副保護(hù)電路具有當(dāng)利用主控制手段的過充電阻止功能未能正常發(fā)揮時(shí)，將第3FET控制成切斷狀態(tài)的副控制手段。
又如名為“二次鋰離子電池或電池組、其保護(hù)電路以及電子裝置”的發(fā)明專利申請(01141615.7)，它公開了一種旨在提高二次鋰離子電池或電池組的容量、平均工作電壓和比能量的新方法，通過適當(dāng)調(diào)整正、負(fù)極材料按照理論克容量計(jì)算的配比和適當(dāng)提高充電限制電壓，可大幅提高二次鋰離子電池的比能量和平均工作電壓而不影響電池循環(huán)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的二次電池組連接技術(shù)所存在的布線較為復(fù)雜，當(dāng)某一電池出現(xiàn)故障后，難能自行地從二次電池組中撤出，進(jìn)而損害其它電池的性能等技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種操作簡便，可方便有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的二次電池組智能連接的方法，同時(shí)還提供了一種設(shè)計(jì)合理，互換性好，連線整潔，使用方便的智能連接件。
本發(fā)明同時(shí)還提供了一種安全有效，性能穩(wěn)定，壽命長的二次電池組用智能連接件。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種二次電池組智能連接的方法，它包括a.在智能連接件內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路；b.將若干個(gè)智能連接件設(shè)置在置于一起的二次電池組的各接線柱之間；c.當(dāng)二次電池組中的某個(gè)單體電池工作不正常時(shí)，由設(shè)于智能連接件內(nèi)的檢測模塊檢測出，并將其檢測信號傳遞給控制單元；d.由控制單元控制設(shè)于智能連接件內(nèi)各連接端間的電子開關(guān)動(dòng)作，將該單體電池從整個(gè)二次電池組中撤出，其余各電池仍構(gòu)成一個(gè)完整的二次電池組。
作為優(yōu)選，所述的智能連接件呈L型，交錯(cuò)設(shè)置在各電池接線柱間；且通過控制設(shè)于單體電池兩接線柱間的兩個(gè)電子開關(guān)的導(dǎo)通或斷開，自動(dòng)將工作不正常的電池與其它電池?cái)嚅_，并將該單體電池旁路，使其余電池構(gòu)成一組新的完整的二次電池組。
一種專用于二次電池組的智能連接件，其結(jié)構(gòu)包括連接體和設(shè)于其上的定位孔，并在所述的連接體呈L形，其內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路，在連接體的端部和拐角處附近設(shè)有定位孔，并在所述定位孔處外露有導(dǎo)電體。其中設(shè)于連接體內(nèi)的電池保護(hù)電路可使電池組的連線簡單，起到保護(hù)電池的作用，使得電池組的性能穩(wěn)定，壽命長，安全有效。
作為優(yōu)選，所述的電池保護(hù)電路包括控制單元(D)和與控制單元(D)相連的穩(wěn)壓電源模塊(A)，電壓檢測模塊(B)，溫度檢測模塊(C)以及至少有兩個(gè)電子開關(guān)(K1，K2)。其中電壓檢測模塊和溫度檢測模塊分別將電池的電壓變化信號和溫度變化信號傳遞給控制單元，控制單元通過兩個(gè)電子開關(guān)的動(dòng)作達(dá)到保護(hù)單體電池的目的，將不正常工作的單體電池保護(hù)起來以防止其影響電池的性能和工作。
作為優(yōu)選，所述的電池保護(hù)電路的穩(wěn)壓電源模塊(A)與電池單體并聯(lián)，電壓檢測模塊并聯(lián)于穩(wěn)壓電源模塊兩端并與控制單元(D)相連，其中一電子開關(guān)(K1)與電池單體串連并接控制單元(D)，另一電子開關(guān)(K2)與電池單體并聯(lián)并接控制單元(D)，所述的溫度檢測模塊與控制單元(D)相連。
作為優(yōu)選，所述的控制單元連接有通訊控制單元(E)，通訊控制單元通訊線與設(shè)于連接體端部的通訊接頭相連。其中將控制單元通過通訊控制單元引線至連接體的表面，并在連接體表面設(shè)通訊接頭，可接駁外部顯示裝置，使本裝置顯示檢測到的內(nèi)容。通過通訊控制單元模塊也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明功能的擴(kuò)展，使實(shí)時(shí)對電池組進(jìn)行自動(dòng)化管理成為可能。即，通過控制單元內(nèi)所設(shè)定的參數(shù)、程序途徑等對該通迅線進(jìn)行對話或適時(shí)修改，使之更加適應(yīng)于實(shí)際電池組的實(shí)情。
作為優(yōu)選，所述的定位孔處的導(dǎo)電體上設(shè)有張緊結(jié)構(gòu)，所述的張緊結(jié)構(gòu)與電池保護(hù)電路相連接。其中張緊結(jié)構(gòu)可由彈性較強(qiáng)的鋼絲制成，能起到良好的導(dǎo)電和電池正負(fù)電極接線柱自鎖緊功能。一般地，所述的張緊結(jié)構(gòu)可為設(shè)于定位孔內(nèi)的若干個(gè)金屬簧片。
作為優(yōu)選，所述的連接體的兩頭部和拐角部設(shè)有供相鄰的二次電池組用智能連接體配合的臺階；其中，所述的連接體配合的拐角處的臺階呈弧狀，其兩端部的臺階的厚度為連接體厚度的1/2左右。
作為優(yōu)選，所述的連接體的兩頭部和拐角部設(shè)有供相鄰的二次電池組用智能連接體配合的臺階；其中，所述的連接體配合的拐角處的臺階呈弧狀，其兩端部的臺階的厚度為連接體厚度的1/2左右。這樣，即能方便地實(shí)現(xiàn)各電池間的快速連接，且連接件與搭接處的厚度基本保持一致。
因此，本發(fā)明的方法簡單易行，采用連接方便的智能連接件，既解決了二次電池組的布線復(fù)雜，易接錯(cuò)等問題，又解決了二次電池組中某一電池出現(xiàn)問題難能安全地撤出等問題。其中設(shè)于連接體內(nèi)的電池保護(hù)電路可使電池組的連線簡單，起到保護(hù)電池的作用，使得電池組的性能穩(wěn)定，壽命長，安全有效。
同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種專用的智能連接件的專用裝置，它具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、互換性好，連線簡單，充放電狀態(tài)無需人手動(dòng)選擇，電池中單體電池的不正常不會(huì)導(dǎo)致整組電池的工作失常，電池組性能穩(wěn)定，壽命長，安全有效等特點(diǎn)。
其中電壓檢測模塊和溫度檢測模塊分別將電池的電壓變化信號和溫度變化信號傳遞給控制單元，控制單元通過兩個(gè)電子開關(guān)的動(dòng)作達(dá)到保護(hù)單體電池的目的，將不正常工作的單體電池保護(hù)起來以防止其影響電池的性能和工作。其中將控制單元通過通訊控制單元引線至連接體的表面，并在連接體表面設(shè)通訊接頭，可接駁外部顯示裝置，使本裝置顯示檢測到的內(nèi)容。通過通訊控制單元模塊也可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型功能的擴(kuò)展，使實(shí)時(shí)對電池組進(jìn)行自動(dòng)化管理成為可能。其中張緊裝置可由彈性較強(qiáng)的鋼絲制成，能起到良好的導(dǎo)電和電池正負(fù)電極接線柱自鎖緊功能。其中臺階的設(shè)計(jì)可使得連接件與連接件之間實(shí)現(xiàn)更加緊密的配合。其中弧形臺階的設(shè)計(jì)可使得連接與電池極柱實(shí)現(xiàn)更為緊密的配合。


附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實(shí)施例1它包括連接體1，在L型連接體1的兩端部和彎角處設(shè)有三個(gè)安裝定位孔2，安裝定位孔2內(nèi)設(shè)有張緊結(jié)構(gòu)31，張緊結(jié)構(gòu)31連接導(dǎo)電體3；在連接體1的兩頭部和彎角部設(shè)有供相鄰的二次電池組用智能連接件配合的臺階4，在安裝定位孔周圍設(shè)有環(huán)狀臺階5(參見附圖1)；連接體內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路，其由控制單元D和與控制單元D相連的穩(wěn)壓電源模塊A，電壓檢測模塊B，溫度檢測模塊C以及兩個(gè)電子開關(guān)K1，K2，控制單元連接有通訊控制單元E，通訊控制單元通訊線與設(shè)于連接體表面的通訊接頭6相連，其中，電池保護(hù)電路的穩(wěn)壓電源模塊A與電池單體并聯(lián)，電壓檢測模塊并聯(lián)于穩(wěn)壓電源模塊兩端并與控制單元D相連，其中一電子開關(guān)K1與電池單體串連并接控制單元D，另一電子開關(guān)K2與電池單體并聯(lián)并接控制單元D，所述的溫度檢測模塊與控制單元D(參見附圖2)。
上述諸結(jié)構(gòu)整體設(shè)置在L型智能連接件的內(nèi)部。一般地，該連接件的長臂的長度加上連接件的寬度略短于電池的長度，而連接件的短臂的長度加上連接件的寬度略短于兩只電池的寬度。使用時(shí)，可將本發(fā)明的智能連接件交叉布置在各二次電池間，其安裝定位孔2直接插入電池的接線柱上，即完成整個(gè)二次電池組的安裝工作。
在二次電池組的充、放電的運(yùn)行過程中，電壓檢測模塊和溫度檢測模塊分別將電池的電壓變化信號和溫度變化信號及時(shí)地傳遞給控制單元，控制單元按預(yù)先設(shè)定的程序，通過控制兩個(gè)電子開關(guān)的斷開或接通等動(dòng)作，自動(dòng)將工作不正常的電池與其它電池?cái)嚅_，以防止其影響其它電池的性能和正常的運(yùn)行，并將該單體電池旁路，使其余電池構(gòu)成一組新的完整的二次電池組，達(dá)到包括保護(hù)單體電池在內(nèi)的前述發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種二次電池組智能連接的方法，其特征在于a.在智能連接件內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路；b.將若干個(gè)智能連接件設(shè)置在置于一起的二次電池組的各接線柱之間；c.當(dāng)二次電池組中的某個(gè)單體電池工作不正常時(shí)，由設(shè)于智能連接件內(nèi)的檢測模塊檢測出，并將其檢測信號傳遞給控制單元；d.由控制單元控制設(shè)于智能連接件內(nèi)各連接端間的電子開關(guān)動(dòng)作，將該單體電池從整個(gè)二次電池組中撤出，其余各電池仍構(gòu)成一個(gè)完整的二次電池組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池組智能連接的方法，其特征在于所述的智能連接件呈L型，交錯(cuò)設(shè)置在各電池接線柱間；且通過控制設(shè)于單體電池兩接線柱間的兩個(gè)電子開關(guān)的導(dǎo)通或斷開，自動(dòng)將工作不正常的電池與其它電池?cái)嚅_，并將該單體電池旁路，使其余電池構(gòu)成一組新的完整的二次電池組。
3.一種二次電池組用智能連接件，包括連接體和設(shè)于其上的定位孔，其特征在于所述的連接體(1)呈L形，其內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路，在連接體(1)的端部和拐角處附近設(shè)有定位孔(2)，并在所述定位孔處外露有導(dǎo)電體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的電池保護(hù)電路包括控制單元(D)和與控制單元(D)相連的穩(wěn)壓電源模塊(A)，電壓檢測模塊(B)，溫度檢測模塊(C)以及至少有兩個(gè)電子開關(guān)(K1，K2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的電池保護(hù)電路的穩(wěn)壓電源模塊(A)與電池單體并聯(lián)，電壓檢測模塊并聯(lián)于穩(wěn)壓電源模塊兩端并與控制單元(D)相連，其中一電子開關(guān)(K1)與電池單體串連并接控制單元(D)，另一電子開關(guān)(K2)與電池單體并聯(lián)并接控制單元(D)，所述的溫度檢測模塊與控制單元(D)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的控制單元連接有通訊控制單元(E)，通訊控制單元通訊線與設(shè)于連接體端部的通訊接頭(6)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的定位孔處的導(dǎo)電體(3)上設(shè)有張緊結(jié)構(gòu)(31)，所述的張緊結(jié)構(gòu)(31)與電池保護(hù)電路相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的張緊結(jié)構(gòu)(31)為設(shè)于定位孔內(nèi)的若干個(gè)金屬簧片。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或8所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的連接體的兩頭部和拐角部設(shè)有供相鄰的二次電池組用智能連接體配合的臺階(4)；其中，所述的連接體配合的拐角處的臺階(4)呈弧狀，其兩端部的臺階的厚度為連接體厚度的1/2左右。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池組用智能連接件，其特征在于所述的連接體的兩頭部和拐角部設(shè)有供相鄰的二次電池組用智能連接體配合的臺階(4)；其中，所述的連接體配合的拐角處的臺階(4)呈弧狀，其兩端部的臺階的厚度為連接體厚度的1/2左右。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次電池組的保護(hù)的方法及其內(nèi)置有保護(hù)電路的智能連接件裝置。該方法包括在智能連接件內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路，當(dāng)某個(gè)單體電池工作不正常時(shí)，由設(shè)于智能連接件內(nèi)的檢測模塊檢測出，并由控制單元控制其內(nèi)的電子開關(guān)動(dòng)作，將該單體電池從整個(gè)二次電池組中撤出，其余各電池仍構(gòu)成一個(gè)完整的二次電池組。所述的智能連接體(1)呈L形，其內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)電路，在連接體(1)的端部和拐角處附近設(shè)有定位孔(2)，并在所述定位孔處外露有導(dǎo)電體。因此，本發(fā)明的方法簡單易行；所述的智能連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、互換性好，連線簡單，電池組性能穩(wěn)定，壽命長，安全有效等特點(diǎn)。
文檔編號H01R11/28GK1641906SQ200410016058
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月18日
發(fā)明者張禾, 楊計(jì)影, 曹陽, 湯傳維, 陳軍, 陳偉濱, 辛克偉, 朱保恩, 蔣飏 申請人:萬向錢潮股份有限公司