[发明专利]飞线成组型动力电池组

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种飞线成组型动力电池组。

背景技术

目前，大部分汽车主要以柴油机或者汽油机等内燃机作为动力源，然而随着全球石油资源日益枯竭，温室效应等环境问题愈加严峻，各国都愈加重视能源和环境的问题，并推出了越来越严苛的排放法规，因此，在这样的背景下，必须大力发展新能源汽车。其中，电动汽车（包括纯电动汽车和混合动力汽车等）由于电能来源广泛，电池和电机技术都比较成熟，成为现在新能源汽车的主流发展方向，得到大多数人认可。为了满足整车的动力性、续驶里程等需求，电动汽车上所使用的电池系统必须有足够高的电压高以及足够大的容量，而现在的电池单体电压、容量都比较有限。为了满足实车的需求，需要将诸多的单体电池串并联集成成组，从而构建成满足整车需求的动力电池组。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，也需要采用合理的动力电池成组构型

现有的动力电池成组构型有先并联后串联和先串联后并联两种。先串后并的构型是先将电池单体用电阻可以忽略的导线串联起来组成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，这样的构型虽然利于电池管理系统采集每一节电池的电压以进行精确的电池管理，但是电池组的可靠性较差，有一节电池单体断路则所在串联支路都无法继续输出。因此，现在的主流构型是先并后串，即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，将所有的并联位置相邻电池单体连接起来，这样的构型电池组可靠性较高，但是电池短路失效情况下安全性差，而且不利于电池管理系统对电池组进行精密的管理。

由上可知，传统动力电池成组技术存在可靠性低、安全性差以及不利于对电池单体的精确管理等缺点。

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飞线成组型动力电池组，该飞线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飞线成组型动力电池组，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；以及并联元件，所述N组中的一组单体电池中的相邻两个单体电池之间与至少一个并联元件的一端相连且所述至少一个并联元件的第二端连接在至少另一组单体电池中的两个相邻单体电池之间，，且与同一组单体电池的所有的相邻两个单体电池之间相连的多个并联元件的另一端连接在至少另外两组单体电池的相邻两个单体电池之间，以通过所述多个并联元件将所述N组单体电池并联，其中所述一组单体电池中的所述两个相邻单体电池与所述另一组单体电池中的所述两个相邻单体电池一一对应。

根据本发明实施例的飞线成组型动力电池组，通过飞线成组的构型，综合先并后串和先串后并这两组现有电池成组构型的优点，克服其缺点，合理地将电池单体集成成组。该飞线成组型动力电池组具有安全性能好，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，所述飞线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一种。

采用保险丝为并联元件的动力电池组，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，所述飞线成组型动力电池组中的每一组内的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个单体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，当所述一组单体电池中的相邻两个单体电池之间与多个的并联元件的一端相连时，所述多个并联元件的第二端连接在不同组的两个相邻单体电池之间。