[发明专利]交错成组型动力电池组

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种交错成组型动力电池组。

背景技术

随着科技不断发展，汽车逐渐走入普通家庭生活当中，近年来全球的汽车产销量一直都在稳步提升。与此同时，全球石油资源日益枯竭、温室效应等形势越来越严峻，能源与环境这两大问题成为各个国家以及世界各大汽车制造厂商的重大挑战，因此，开发节能环保的新能源汽车势在必行。在诸多种类的新能源汽车中，电动汽车（包括纯电动汽车和混合动力汽车）逐渐脱颖而出，而动力电池是电动汽车最关键的部件之一，但是电池单体的电压、容量都比较有限。为了满足车辆的需求，汽车上使用的动力电池组是由诸多的电池单体串并联而成，与单一的电池单体相比，电池成组后面临着安全性、不一致性和耐久性等诸多问题。为了解决这些难题，除了需要有合理的电池管理系统及其算法外，还需要采用合理的动力电池成组构型。

目前，电池成组的构型有先并联后串联和先串联后并联两种。采用先并后串的方案时，如果某一节单体电池出现短路故障，与之并联的所有电池单体将被其短路，短路电流非常大，从而导致非常严重的安全问题，而且由于并联的各节单体电池的端电压在任何情况下都完全一样，电池管理系统不能分别得到每一节电池单体的端电压，更不能对每一节电池单体进行准确的状态估计和故障诊断，从而有安全隐患。采用先串后并的方案，如果某节单体电池出现断路故障，与之串联的所有单体电池无法继续工作，电池组可靠性较低，而且电池组缺乏自均衡功能。

由上可知，传统动力电池成组技术存在可靠性低、安全性差以及缺乏自均衡功能等缺点。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种交错成组型动力电池组，该交错成组型动力电池组安全性好，可靠性高，且能够对每一节电池单体进行精确管理，本身还具有自均衡功能。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种交错成组型动力电池组，包括：单体电池，所述单体电池分为N组，每一组单体电池具有M个单体电池，相邻两组单体电池中的单体电池一一对应，每一组的M个单体电池依次串联，其中N和M均为大于等于2的整数，且N和M不同时等于2；以及并联元件，所述并联元件分为e组，第e组并联元件中的任一个并联元件的第一端连接在所述N组中的第e组单体电池中的相邻两个单体电池之间，且第e组并联元件中的所述任一个并联元件的第二端连接在第e+1组单体电池中的两个相邻单体电池之间，以通过所述多个并联元件将所述N组单体电池并联，其中第e+1组单体电池中的所述两个相邻单体电池与第e组单体电池中的所述两个相邻单体电池一一对应，所述e组并联元件中的至少一组并联元件中的并联元件的数量至少小于M-1，且当M等于2时相邻两组并联元件中的并联元件数量不同时为零，其中e为大于等于1且小于N的整数。

根据本发明实施例的交错成组型动力电池组，通过交错成组的构型，能够克服先并后串和先串后并这两组现有电池成组构型的缺点，具有安全性能好，可靠性高，自均衡功能强以及能够对每一节单体电池进行精确的状态估计、故障诊断和管理等优点。

在本发明的一个实施例中，所述并联元件为导线、可控开关、电阻、保险丝、二极管、稳压二极管和电感中的至少一种。

采用保险丝为并联元件的交错成组型动力电池组，可以大大地改善电池单体失效对电池组造成的不利影响，电池组的安全性得到了进一步的提高。

在本发明的一个实施例中，所述交错成组型动力电池组中的可控开关为电磁开关、金属-氧化层-半导体-场效晶体管Mosfet、三极管、绝缘栅双极型晶体管IGBT和继电器之一。

采用可控开关为并联元件的交错成组型动力电池组，根据不同的工况和目的，电池管理系统可以合理的控制开关的打开和关断，达到最优的管理和控制。

在本发明的一个实施例中，所述的交错成组型动力电池组中每一组内的M个单体电池通过导线依次串联。

在本发明的一个实施例中，所述交错成组型动力电池组中的所述N组单体电池内的第1个单体电池的正极均通过导线与第一总线相连，且所述N组单体电池内的第M个电池的负极均通过导线与第二总线相连。

在本发明的一个实施例中，所述交错成组型动力电池组的任一组并联元件中的并联元件与相邻一组并联元件中的并联元件交替设置且间隔开至少一个单体电池。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明