[发明专利]一种锂离子电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池管理系统。

背景技术

锂离子电池能量密度大，其容量是同重量镍氢电池的2～3倍，而且具有自放电率低，无记忆效应，以及不含有毒物质等优点，被广泛地应用于电动汽车、电动自行车、电动飞机等电动设备。

为了达到电动设备所需的额定电压，需要将单体电池串并联以电池组的形式使用。然而单体电池在串并联工作条件下，其内阻、电容、电压、温度、自放电等参数存在一致性差异，极大地影响了电池组的工作效率，特别在大电流、超低温、超高温等极端充放电条件下，相对较差的单体电池会加速劣化，影响电池组的整体寿命，最终容易导致劣化电池反极，出现安全问题。

例如，在电池组充电时，当最差的单体电池充满电而其他单体电池还未充满电时，电源管理系统会默认电池组已经充满；同样，在电池组放电时，当最差的单体电池放完电而其他单体电池还未放完电时，电源管理系统默认电池组已经放完电，这将大大降低电池组的循环寿命。而且，在充放电时，最差的单体电池极有可能出现过充；在放电时，最差的电池极有可能出现过放，过充和过放均会引起电池的安全性问题。

再如，虽然锂离子电池的工作温度通常在-20～60℃，但其综合性能跟实际环境温度仍存在较大关系，如果环境温度过高，不仅会影响锂离子电池的性能和使用寿命，还会产生热扰动，导致电池组成材料的热稳定性被破坏，引发热副反应，最终导致安全问题。如果环境温度过低，由于材料本身固有因素的限制，如分子运动能力降低、内阻变大等，电池的充放电性能大大降低，导致锂离子电池无法正常发挥作用。

由于锂离子电池在充放电过程中均会产生化学反应热和电阻热，特别是大单体容量、高能量比的锂离子电池，在大电流放电时产生较多的热量，严重影响锂离子电池的性能。因此，目前针对锂离子电池的研究主要集中在散热管理。但电池组在低温下使用时，尤其在单体电池的温度不均匀时，同样会导致较差的单体电池加速劣化，降低单体电池的一致性，影响电池组的寿命和安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池管理系统，用以解决现有低温使用时锂离子单体电池性能下降的问题。

为实现上述目的，本发明锂离子电池管理系统包括电池箱体和单体电池，在所述电池箱体内设置有N个电池内腔，所述单体电池组成N个电池组，每个所述电池组对应地设置在一所述电池内腔内，在所述电池内腔的顶部或底部设置温度调节管，所述温度调节管将N个所述电池内腔相互连通，所述电池内腔的热量通过所述温度调节管从温度较高的电池内腔向温度较低的电池内腔传递，其中，N为大于或等于2的整数。

优选地，所述温度调节管的管口朝向所述电池内腔方向设置。

优选地，所述温度调节管为拉瓦尔管。

其中，在所述温度调节管的每个管口各设置一风扇，用以加快该风扇对应的所述电池内腔热量的传递。

优选地，所述锂离子电池管理系统还包括风扇控制单元和温度监测单元，在所述电池内腔各设置一个所述温度监测单元，所述温度控制单元用于监测所述电池内腔的温度，并将温度监测值发送至所述风扇控制单元，所述风扇控制单元根据所述温度检测值控制该温度监测单元对应的所述风扇的转速。

优选地，所述锂离子电池管理系统还包括电压监测单元、电流监测单元和充放电控制单元，其中，

所述电压监测单元用于监测所述电池组的放电电压，并将电压监测值发送至所述充放电控制单元；

所述电流监测单元用于监测所述电池组的放电电流，并将电流监测值发送至所述充放电控制单元；

所述充放电控制单元根据所述电压监测值和所述电流监测值控制所述电池组的放电速度。

优选地，所述锂离子电池管理系统还包括设置在所述电池内腔之间的风道、风机和风机控制单元，所述风机用于推动气流在所述风道内流动，所述风机控制单元用于控制所述风机的转速。

其中，N个所述电池组串联或并联，而且每个所述电池组内的所述单体电池串联或并联。

本发明系统具有如下优点：