[发明专利]锂离子动力电池及电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于电动汽车的锂离子动力电池，及其在电动汽车上做储能应用时的电池管理系统。

背景技术

当前，各国争相发展的电动汽车、混合动力汽车都需要电池来提供动力，作为纯电动汽车的配套电源，锂离子电池以其突出的性能正在成为纯电动车的首选电源。电动汽车的主要好处是它既节能，又能达到高度的环保效应。锂电池是电动汽车使用的各类电池中性能最好的一种。与镍氢电池、铅酸电池相比，新一代锂电池重量将减轻三分之二,体积减小一半，一次充电后行驶里程将达到180公里以上。

随着锂电池在电动汽车上应用的不断增多，锂电池在电动汽车应用方面也暴露出一些问题。由于电动汽车需要的运行功率较大，其储能量也较大，这就使得电池组的组电压高，车辆运行过程中电流大。电池组电压高需要串联单体数量变多，复杂的运行工况，使得电流变化很大。

如图2所示，现有技术中的锂电池，在正极片1上设置一个公用正极耳51，在负极片2上设置一个公用负极耳52，所有的正极片1的公用正极耳51和电池壳6上的公用正极B+相连接，所有的负极片2的公用负极耳52和电池壳6上的公用负极B-相连接，正极片、负极片间用隔膜隔离，组成单体电池。如图4和图6所示，若干个电池单体通过电池的公用正极B+和公用负极B-串联成电池组，针对该电池组的电池管理系统中，电池单体又通过公用正、负极与数据采样模块的输入端连接，因为，公用正、负极既做功率输出使用又做状态检测使用，因此，数据采样模块是测量电池两端（包含电池内阻r1和电池间连接阻抗等效电阻r2）的电压信号。当电池输出电流变化较大时，它两端的电压信号也变化很大，在处理这种信号时，必须同步采样电路上的电流信号，然后在测得电压信号基础上，通过电流信号和估算电阻去修正电池的实测电压信号，用修正过的电压信号再去估算电池的荷电状态等信息。

因此，对于现有技术中的电池管理系统来讲，同步检测电压信号和电流信号是十分困难的，要实现每个电池状态的分析判断的准确性、同步及时性，是相当困难的。为了准确判断，取样分析判断系统复杂庞大，这就容易造成系统不稳定，判断电池状态不准确、不及时同步等情况的发生。基于这种情况就容易造成电池使用过程的不当管理，或容易造成电池寿命的缩短，或造成电池性能也不能充分的发挥，甚至会影响电动汽车的安全使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种锂离子动力电池及电池管理系统，解决了现有锂离子动力电池在生产、应用方面，尤其是在电动汽车车载储能管理方面，存在的电池状态判断不准确、不同步、判断状态延后等问题，实现对电池使用过程的良好管理，使电池性能可以充分发挥，延长了电池使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：锂离子动力电池，包括电池壳和安装于所述电池壳内的电池芯，所述电池芯包括涂敷有正极活性物质的正极片和涂敷有负极活性物质的负极片，所述正极片与所述负极片之间设有隔膜，其中，在所述正极片上分别设有功率输出正极耳和状态检测正极耳，在所述负极片上分别设有功率输出负极耳和状态检测负极耳；

    所述电池壳上分别设有两个功率输出极和两个状态检测极，所述两个功率输出极包括功率输出正极和功率输出负极，所述两个状态检测极包括状态检测正极和状态检测负极，所述功率输出正极耳、功率输出负极耳、状态检测正极耳和状态检测负极耳分别与所述功率输出正极、功率输出负极、状态检测正极和状态检测负极一一对应焊接在一起。

作为一种优选的技术方案，所述状态检测正极的截面积小于所述功率输出正极的截面积，所述状态检测负极的截面积小于所述功率输出负极的截面积。

作为一种优选的技术方案，所述功率输出正极、功率输出负极、状态检测正极和状态检测负极设于所述电池壳的同侧；相对应的所述功率输出正极耳、功率输出负极耳、状态检测正极耳和状态检测负极耳设于所述电池芯的同侧。

电池管理系统，包括：

       由若干节上述锂离子动力电池构成的电池组，所述若干节锂离子动力电池通过所述功率输出正极和所述功率输出负极依次串接；

       与所述电池组串接的电流传感器；

       数据采样模块，每节锂离子动力电池的状态检测正极和状态检测负极分别与所述数据采样模块的输入端连接，所述电流传感器的信号输出端也与所述数据采样模块的输入端连接；

       数据处理模块，所述数据采样模块的输出端与所述数据处理模块的输入端连接。

作为一种优选的技术方案，所述数据采样模块包括：