[发明专利]智能动力锂电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力锂电池模块，特别适用于大电流放电要求的大容量聚合物锂电池模块。

背景技术

由于磷酸铁锂电池较传统钴酸锂体系电池有明显的优势，①循环性能好，达2000次，②高温性能优秀，③抗过充性能好，10V不燃烧，④价格低廉，⑤对环境友好。因此，自磷酸铁锂电池商用化以来，凭借其优异的性能，成为业界研究的热点，逐渐受到通信、储能、军用、野外作业、仪器仪表、航空航天以及其它特殊领域的青睐。

依目前技术所知，因温度、电压的均衡性等原因，导致电池组的寿命比单体电池缩短十几倍。如果能实时监测到这些参数，那么，在电池组中，我们就可以对各个电池模块的性能进行诊断，找到电池组中性能不好的电池模块，通过更换或改善环境温度条件，电池组的使用寿命必将成倍延长。

作为动力电池，如应用在特殊领域时，所要求的工作电流达成百上千安的工作电流，靠传统激光焊、电阻焊或超声波等焊接电池极耳的连接方式，因焊点小，在大电流放电时，焊点存在熔化的隐患，因此，不能满足大电流放电要求，同时，由于电池的极耳尺寸较传统电池的极耳尺寸要大很多，焊接所需时间比较长，然而，当焊接时间过长时，不可避免的产生局部高温，高温产生的热量将通过电池极耳传递到电池内部，必将给电池带来诸多安全隐患。因此，需要寻找新的连接方式。

因此，为了满足上述电池使用要求，这就需要一种连接可靠、安全性好、具有大电流放电能力、能实时监测电池电压、温度功能的电池模块。

发明内容

本发明的目的在于克服所述技术的不足，提供一种智能监测、结构紧凑、连接可靠、工艺简洁、大电流放电性能好，安全性高及循环寿命超长的聚合物动力锂电池模块。

一种智能动力锂电池模块，其特征在于包括：监测系统、通讯端口、若干并联的电池单元、上盖、下壳体、汇流排、极柱组件；

每个所述电池单元包括若干只单体电池，每个单体电池顶端固设有正极耳、负极耳：将多个单体电池正负极耳连在一起的汇流条，在单体电池的上方依次为压板组件、极耳、汇流条、自锁防松螺母；所述压板组件由压板与紧固螺栓构成，所设正极耳与负极耳上对应开设有紧固螺栓穿出用过孔；所述单体电池放在电池支架内；所述电池支架四侧面折起且在折起上对应设有相互装配的固定卡槽或定位插梢；通过固定卡槽或定位插梢将若干只单体电池连成一体；

若干并联的电池单元的汇流条为L形，与L形汇流排通过螺栓连接，L形汇流排固定在汇流条的上方；L形汇流排上开设有数个与极柱、汇流条装配用孔，

极柱组件包括极柱座和极柱座上方的多个极柱，极柱组件通过极柱固定在L形汇流排上方；

所述电池单元装入下壳体中；下壳体上方是上盖；所述上盖顶部设有极柱组件安装孔、通讯端口安装孔以及监测系统安装孔；

所述监测系统安装在上盖上方，包括监测板及其上所设DSP处理器、电压采集模块、温度采集模块、电源处理模压、数据存取模块、CAN通讯模块，所述监测板为印刷基板，基板上设有印刷电路。

进一步，单体电池是由正极材料采用掺杂金属和碳包覆处理，并加入纳米碳纤维管制备的磷酸铁锂材料，负极材料采用中间相碳微球并加入纳米碳纤维管，隔膜为改良的PE-PP-PE复合隔膜，电解质采用凝胶技术制成的电解质的工艺制造而成的聚合物磷酸铁锂动力电池。

通过材料体系的优化，有效的提高电池的循环寿命、安全性及放电性能；

进一步，正极耳采用0.3mm～0.5mm的纯铝片，负极耳采用0.2mm～0.3mm的纯铜片。

进一步，所述下壳体的外形为方形，内部设有金属材料制成的框架式结构，所述框架是由多个类似字母“E”形状的间隔构成，所设间隔的数量由所述电池单元的数量决定。

进一步，所述上盖还设有保护盖安装孔，保护盖设在监测板上方。

进一步，所述极柱组件中的极柱座的外形为“凸”字形，所述极柱镶嵌其中，所述极柱的直径大小由充放电电流值决定。

进一步，所述汇流排至少由一层“L”形的金属片构成，所述金属片的层数由充放电电流值决定。

本发明的优点是：

1)由于采用改良的磷酸铁锂体系材料和厚薄不一的极耳工艺，因此，电池模块具有高安全性、超长循环寿命达1200次以上；单体电池循环寿命达2000次以上.

2)由汇流条、汇流排、输出极柱组合形成电气连接结构具有连接电阻小、接触面积大、发热量少(温升小于40℃)，大电池放电能力强(1000A～5000A)；

3)电池具有良好的互换性；

4)具有实时监测和通讯功能；