[发明专利]大型电池系统和组装的方法

说明书

相关申请案

本申请案主张公元2009年9月1日所提出的美国临时申请案第61/238,882号的权益。以上所述申请案的整体教示是以参照方式而纳入本文。

背景技术

大型电池系统在各种电动及混合式电动交通工具中被使用做为电力储存装置。可以用电力或混合式动力驱动的一些交通工具实例包括汽车、船、以及电车。这些电池系统的容量范围通常介于10kWh到100kWh之间，且具有介于44.4Vdc到444Vdc之间的理论上的整体电池电压额定值。

构建大型电池系统最常见的方式是将一些个别高容量电池单体以串联和并联的方式连接在一起，以达到预定的系统电压及容量。每一电池系统可以是由数十个到数百个个别电池单体组配而成。由于电池单体制造流程的缘故，任何一群电池单体均可能在至少二个关键参数上具有变异的分布：内部阻抗以及电荷维持容量。一群产出电池单体中阻抗及容量的变异对于大型电池系统的生产是一大挑战，因为系统内并联和串联的电池单体组合在阻抗和容量上有所差异。系统内的阻抗及容量上的变异直接影响包含以下项目的整体电池系统特性：容量、能量储存效率、循环使用寿命、热能减损、内部温度均匀性、平衡电子部件的成本、以及余热排除(冷却)系统的成本。

发明内容

以下摘要叙述本发明所包含的一些实施例。提出该等信息是用以提供对于本发明的特色的一基本理解。此节所提供内容基本上是一般的性质而非意欲指出实施例的最重要特征。揭示于下的该等信息的意图仅是提供本发明的简化实例并做为更细节说明的导引。习于斯艺者应理解在包含于申请专利范围以及说明的范畴下，尚存在其他实施例、修改、变异、以及类似形式的实施方式。

本发明的一示范性实施例包含一种识别在大型电池的制造或组装中所使用的组件的方法。该方法包含附加一识别标记至该大型电池内所包含的多个电池单体中的每一单体以及多个由电池单体构成的区块中的每一区块。此外，其亦维持该等电池单体和区块的该识别标记和相关参数的一数据库以及依据该相关参数选择电池单体和区块。该相关参数可以包含该等电池单体和区块的容量或内部电阻。此外，其可以使用一虚拟随机数产生器以选择用以置放于该大型电池内的电池单体和区块。该虚拟随机数产生器可以依据可用以置放于该大型电池内的电池单体的一常态分布选择电池单体。

该方法可以进一步包含加装识别标记至包含于该大型电池内的多个由区块构成的模块中的每一模块并以该等模块的识别标记及相关参数更新该数据库。该相关参数可以包含该等模块的容量或内部电阻。其亦可以使用上述的虚拟随机数产生器以选择用以置放于该大型电池内的模块。

本发明的另一示范性实施例包含一种电池系统以及对应的选择电池单体以构建一电池系统的方法。该方法可以包含量测电池单体的容量并，在一数据库之中，将每一电池单体联结其各自的容量量测值。并且，其可以依据该量测的电池单体容量计算一统计分布，且可以自该统计分布中的各处选择电池单体以置放于该电池系统之中。该等选择的电池单体从而可以被以并联方式置放于该电池系统内。其可以选择该等电池单体以使得该电池系统的容量趋近于该统计分布的一平均值。该等电池单体容量可以是位于一从4000mAh到4500mAh的范围内或是从4420mAh到4480mAh的范围内。此外，其可以自该统计分布中的特定区段(习于斯艺者习称为″箱(bin)″)随机地选择电池单体。若该统计分布的一特定区段内的电池单体已然用罄，则可以自一较接近该统计分布的一平均值的邻近区段选择电池单体。

本发明的另一实施例包含一电池系统。该电池系统可以包含多个电性耦接的由电池单体构成的区块，每一区块内包含以并联方式相连的电池单体，且每一区块中电池单体的容量遵循自其中挑选该等电池单体的一群电池单体的一统计分布。其可以选择该等电池单体以使得该电池系统的容量趋近于该统计分布的一平均值。