[发明专利]混合成组型动力电池组

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种混合成组型动力电池组。

背景技术

随着汽车保有量的不断增加，能源和环境的问题日益凸显，尤其是全球石油资源日益枯竭，并且各国也推出了越来越严苛的排放法规，在这样的背景下，发展新能源汽车势在必行。然而在诸多的新能源汽车中，电动汽车(包括纯电动汽车和混合动力汽车)由于电力来源广泛，电池和电机技术的不断成熟，而逐渐体现出其本身的优势，为越来越多的人所认可。为了满足动力性和续驶里程等需求，电动汽车上使用的电池系统要求电压高、容量大，而现在的电池单体电压、容量都比较有限，为满足实车的需求，汽车上所使用的动力电池组需要由诸多的单体电池串并联而成。与单一的电池单体相比，电池成组后增加了许多新的问题，包括电池系统的安全性、电池单体之间的不一致性以及电池组的耐久性等方面。为了解决这些问题，不仅需要使用先进的电池管理系统和算法，还需要采用合理的动力电池成组构型。

目前动力电池成组的主流构型是先并联后串联和先串联后并联。(1)先串后并的构型：先将电池单体用电阻可以忽略的导线串联起来成为一个适当总电压的串联支路，然后将若干个串联支路通过电阻可以忽略的导线并联起来并接到整车动力总线上。这样的构型可靠性较差，但是利于电池管理系统采集每一节电池的电压以进行精确管理。(2)先并后串的构型：在先串后并构型基础上，采用电阻可以忽略的导线作为并联元件，将所有的电池单体并联起来。采用导线作为并联元件，可靠性较高，有利于电池组的自均衡，是目前应用较多的构型，但是在电池短路失效情况下，电池组安全性较差。也曾出现过使用一定阻值的电阻作为并联元件的电池成组方案，将所有的电池单体并联起来，这样的成组方案，由于增加了电阻可以有效限制电池短路失效情况下的短路电流，从而有利于电池组的安全性，但是其电池组自均衡效果往往较差。

由上可知，传统动力电池成组技术存在可靠性低、安全性差以及自均衡效果差等缺点。

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混合成组型动力电池组，该混合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。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种混合成组型动力电池组，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，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；以及并联元件，所述并联元件分为e组且包括至少两种不同的类型，每一组并联元件具有M-1个并联元件，第e组并联元件中的第i个并联元件的第一端连接在所述N组中的第e组单体电池中的第i个和第i+1个单体电池之间，且第e组并联元件中的第i个并联元件的第二端连接在第e+1组单体电池中的第i个和第i+1个单体电池之间，以通过所述多个并联元件将所述N组单体电池并联，其中e为大于等于1且小于N的整数，i为大于等于1且小于M的整数。

根据本发明实施例的混合成组型动力电池组，通过采用两种或者两种以上的并联元件，以求能够综合不同并联元件的优点，克服每种并联元件各自的缺点，从而合理地将电池单体集成成组。成组后的动力电池组安全性能好，可靠性高，并且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。

在本发明的一个实施例中，所述混合成组型动力电池组中的并联元件为导线、可控开关、电阻、保险丝、二极管、稳压二极管和电感中的至少两种。

由此，并联元件之一为保险丝的动力电池组，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之一的动力电池组，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，所述混合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，所述混合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。

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