專利名稱：電動車用充電電池包的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充電電池包，特別涉及一種電動車用充電電池包。
技術背景電動車是目前常見的一種電動交通工具，它的種類很多，有電動自行車、 電動觀光車、電動摩托車、電動汽車等多種。做為電動車動力源的充電電池主 要有鎳鎘電池、鉛酸電池、鋰離子電池，鉛酸電池包括有富液式鉛酸電池和巻 繞式鉛酸電池，鋰離子電池包括有磷酸亞鐵鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池、錳 酸鋰離子電池。鎳鎘電池和富液式鉛酸電池存在著容量密度低、比能量低、環(huán) 境污染大、循環(huán)壽命短、重量重等問題，如富液式鉛酸電池充放電循環(huán)壽命只有300次左右，因此鎳鎘電池和富液式鉛酸電池已逐漸被淘汰和限制使用。鋰離子電池重量輕，但鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子與磷酸亞鐵鋰離子電^4目比循環(huán)壽命相對較短，充放電循環(huán)壽命在600—800次左右，而且這兩種電池還存 在著易爆炸的不安全因素，因此這兩種鋰離子電池^艮少使用。目前普遍使用 的是磷S吏亞《失鋰離子電池和巻繞式鉛酸電池，這是因為石粦酸亞4失鋰離子電池較 鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子電池循環(huán)壽命長，不會發(fā)生爆炸，磷酸亞鐵鋰離 子電池充放電循環(huán)壽命在2000次左右；而巻繞式鉛酸電^4交富液式鉛酸電池含 鉛量減少70%，能量密度高1.5-2倍，重量密度提高70%,充放電循環(huán)壽命提 高到800次左右。但這兩種充電電池也存在著缺陷，磷酸亞鐵鋰離子電池存在 的缺陷是價格高、高倍率放電及低溫特性差，巻繞式鉛酸電池存在的缺陷是充 放電循環(huán)壽命與磷酸亞鐵鋰離子電^4目比相對較短。發(fā)明一種價才M氐、性能好、 使用時間長的電動車用充電電池一直是一個無法解決的難題。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的M服現(xiàn)有技術的不足，提供一種價格較低、安全性高、充 放電循環(huán)壽命長、性能優(yōu)異的電動車用充電電池包。實現(xiàn)上述目的技術方案是 一種電動車用充電電池包，包括充電電池殼體、 設置在充電電池殼體內的充電電池、設置在充電電池殼體上的與充電電池電連 接的正負極觸點，還包括有總電源開關K，、與總電源開關K，相應的控制線圈K， 所述的充電電池包括雙電層電容器組、磷酸亞鐵鋰離子電池組、巻繞式鉛酸電 池組，雙電層電容器組、磷酸亞鐵鋰離子電池組、巻繞式鉛酸電池組依次并聯(lián) 在正負才賴蟲點之間，雙電層電容器組、磷酸亞鐵鋰離子電池組、巻繞式鉛酸電 池組電壓相同，雙電層電容器組、磷酸亞鐵鋰離子電池組、巻繞式鉛酸電池組之間i殳置有復合繼電器，復合繼電器包括電流線圏L和觸點K",電流線圈L 設置在雙電層電容器組和磷酸亞鐵鋰離子電池組之間，并與正觸點電連接，觸 點K，，設置在磷酸亞鐵鋰離子電池和巻繞式鉛酸電池之間，并與正觸點電連接， 雙電層電容器、磷酸亞鐵鋰離子電池、巻繞式鉛酸電池與負觸點之間設置有總 電源開關K'。進一步，所述的雙電層電容器組上設置有與其電連接的均衡充電保護板， 均衡充電保護板上設置有由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三 極管BG組成的電3各。進一步，所述的磷酸亞鐵鋰離子電池組上設置有與其電連接的充放電保護 板，充放電保護板上設置有由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、 三極管BG組成的電路。進一步，所述的巻繞式鉛酸電池組上設置有與其電連接的充放電保護板， 充放電保護板上設置有由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極 管BG組成的電5各。進一步，所述的雙電層電容器組由單體同容量雙電層電容器組合而成。進一步，所述的磷酸亞鐵鋰離子電池組由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池 組合而成。進一步，所述的巻繞式鉛酸電池組由單體同容量巻繞式鉛酸電池組合而成。 采用上述技術方案后，具有很多好處本發(fā)明克服了目前電動車用單一充 電電池的缺點，充分利用雙電層電容器、磷酸亞鐵鋰離子電池、巻繞式鉛酸電 池各自性能的優(yōu)異性，相互彌補各自的不足，使本發(fā)明性能更加優(yōu)異。(l)選 材范圍廣。雙電層電容器可選用平均放電電壓為0.8V—1200V，容量為1F— 80000F的雙電層電容器，磷酸亞鐵鋰離子電池可選用平均放電電壓為3.2V— 1200V，容量為1Ah—1200Ah的磷酸亞鐵鋰離子電池，巻繞式鉛酸電池可選用 平均放電電壓為2V—1200V,容量為1Ah—1200Ah巻繞式鉛酸電池。根據(jù)實 際需要的電壓，選材容易，單體配備簡單；(2)充放電循環(huán)壽命長、性能優(yōu)異。 利用了雙電層電容器超級儲電能力和高功率放電特性，提供強大的脈沖功率的 物理二次電源和極好的充放電循環(huán)壽命十萬次以上，第一，解決了磷酸亞鐵鋰 離子電池高倍率放電及低溫特性差的問題，使磷酸亞鐵鋰離子電池放電容量提 高30%左右，成本降低10%左右，充放電循環(huán)壽命提高為原有2000次左右的 1.5—2倍，而且輸出功率強，使電動車在啟動、加速、爬坡、載重時動力大大 提高；第二，解決了巻繞式鉛酸電池充放電循環(huán)壽命相對較短的問題，巻繞式 鉛酸電池充;^文電循環(huán)壽命提高為原有800次左右的2倍以上；(3 )安全性高。 利用磷酸亞鐵鋰離子電池不會爆炸的特性，大大提高了本發(fā)明的安全性；(4)價格較低。利用巻繞式鉛酸電池價格便宜的特性，克服了磷酸亞鐵鋰離子電池 價格的缺陷，從而降低本發(fā)明的整體成本。本發(fā)明性能優(yōu)異，創(chuàng)新效果顯著。本發(fā)明價格低，性能好，能量密度提高30%，容量密度提高70%;安全性高， 不會爆炸；充放電循環(huán)壽命平均達到1500—2000次，按一天充^:一次為一循環(huán)， 實際使用壽命iii年以上，4錄天充放一次續(xù)行100km計算，實際續(xù)行距離在 15萬km;本發(fā)明的成本價格為磷酸亞鐵鋰離子電池的2/3,價格下降1/3。


圖1為^^發(fā)明的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明的電路原理示意圖；圖3為本發(fā)明件12均衡充電保護板、件13充放電保護板、件14充放電 保護板的電路工作原理示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。 實施例一如圖1、圖2、圖3所示， 一種電動車用充電電池包，包括充電電池殼體l、 設置在充電電池殼體1內的充電電池2、設置在充電電池殼體1上的與充電電 池2電連接的正負相J蟲點3，還包括:有總電源開關K，ll、與總電源開關K，ll 相應的控制線圈K8，所述的充電電池2包括雙電層電容器組4、磷酸亞鐵鋰離 子電池組5、巻繞式鉛酸電池組6，雙電層電容器組4、磷酸亞鐵鋰離子電池組 5、巻繞式鉛酸電池組6依次并聯(lián)在正負極觸點3之間，在雙電層電容器組4 與磷酸亞鐵鋰離子電池組5之間設置有隔板15，在磷酸亞鐵鋰離子電池組5與 巻繞式鉛酸電池組6之間也設置有隔板15。雙電層電容器組4、磷酸亞鐵鋰離 子電池組5、巻繞式鉛酸電池組6電壓相同，雙電層電容器組4上設置有與其 電連接的均衡充電保護板12，磷酸亞鐵鋰離子電池組5上設置有與其電連接的 充放電保護板13 ，巻繞式鉛酸電池組6上設置有與其電連接的充放電保護板14。 雙電層電容器組4由單體同容量雙電層電容器串聯(lián)組合而成，采用的是60只單 體工作電壓為0.8V、容量為200F的雙電層電容器進行串聯(lián)，其工作電壓為48V、 容量為3.3F,每個單體同容量雙電層電容器電連接有一個設置在均衡充電保護 板12上的由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管BG組成 的電路。磷酸亞鐵鋰離子電池組5由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池串^i且合 而成，采用的是15只單體工作電壓為3.2V、容量為10Ah的磷酸亞鐵鋰離子電 池進行串聯(lián)，其工作電壓為48V、容量為10Ah,每個單體同容量磷酸亞鐵鋰離 子電池電連接有一個設置在充放電保護板13上的由電阻Rl、電阻R2、電阻 R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管BG組成的電路。巻繞式鉛酸電池組6由單體同容量巻繞式鉛酸電池串聯(lián)組合而成，采用的是24只工作電壓為2V,容量為10Ah 巻繞式鉛酸電池進行串聯(lián)，其工作電壓為48V、容量為10Ah,每個單體同容量 巻繞式鉛酸電池電連接有一個設置在充放電保護板14上的由電阻Rl、電阻R2、 電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管BG組成的電路。雙電層電容器組4、磷酸 亞鐵鋰離子電池組5、巻繞式鉛酸電池組6之間設置有復合繼電器7，復合繼電 器7包括電流線圈L9和觸點K"IO，電流線圈L9設置在雙電層電容器組4和 磷酸亞鐵鋰離子電池組5之間，并與正觸點3-l電連接，觸點K，，10設置在磷酸 亞鐵鋰離子電池5和巻繞式鉛酸電池6之間，并與正觸點3-1電連接，復合繼 電器7電流線圈9的電流為30A,動作電流為IOA，觸點10電流為20A。雙電 層電容器4、磷酸亞鐵鋰離子電池5、巻繞式鉛酸電池6與負觸點3-2之間設置 有總電源開關K，ll。本實施例中電流線圈9的電流大于10A時，觸點K"10吸 合導通。實施例二如圖1、圖2、圖3所示，本實施例與實施例一基^目同，所不同的是雙電 層電容器組4由單體同容量雙電層電容器串聯(lián)而成，采用的是30只單體工作電 壓為2.5V、容量為300F的雙電層電容器進行串聯(lián)，其工作電壓為75V、容量 為IOF。磷酸亞鐵鋰離子電池組5由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池串聯(lián)而成， 采用的是23只單體工作電壓為3.2V、容量為50Ah的磷酸亞鐵鋰離子電池進行 串聯(lián)，其工作電壓為73.6V、容量為50Ah。巻繞式鉛酸電池組6由單體同容量 巻繞式鉛酸電池串聯(lián)而成，采用的是36只工作電壓為2V，容量為50Ah巻繞 式鉛酸電池進行串聯(lián)，其工作電壓為72V、容量為50Ah。復合繼電器7電流線 圈9的電流為150A,動作電流為50A，觸點K"IO電流為IOOA。本實施例中 電流線圈9的電流大于50A時，觸點K"IO吸合導通。實施例三如圖1、圖2、圖3所示，本實施例與實施例一基^目同，所不同的是雙 電層電容器組4由單體同容量雙電層電容器串聯(lián)而成，采用的是50只單體工作 電壓為2.7V、容量為400F的雙電層電容器進行串聯(lián)，其工作電壓為135V、容 量為8F。磷酸亞鐵鋰離子電池組5由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池串聯(lián)而成， 采用的是40只單體工作電壓為3.2V、容量為100Ah的磷酸亞鐵鋰離子電池進 行串聯(lián)，其工作電壓為128V、容量為100Ah。巻繞式鉛酸電池組6由單體同容 量巻繞式鉛酸電池串聯(lián)而成，采用的是64只工作電壓為2V,容量為100Ah巻 繞式鉛酸電池進行串聯(lián)，其工作電壓為128V、容量為100Ah。復合繼電器7 電流線圈9的電流為250A，動作電流為100A,觸點K"IO電流為150A。本實 施例中電流線圈9的電流大于100A時，觸點K"IO吸合導通。本發(fā)明中，雙電層電容器組4可由單體同容量雙電層電容器串聯(lián)組合而成， 也可由單體同容量雙電層電容器并聯(lián)組合而成，也可由單體同容量雙電層電容器串并聯(lián)共用組合而成；磷酸亞鐵鋰離子電池組5可由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池串^i且合而成,也可由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池并耳Ma合而成，也可由單體同容量碌酸亞鐵鋰離子電池串并聯(lián)共用組合而成；巻繞式鉛酸電池 組6可由單體同容量巻繞式鉛酸電池串聯(lián)組合而成，也可由單體同容量巻繞式 鉛酸電池并聯(lián)組合而成，也可以由單體同容量巻繞式鉛酸電池串并聯(lián)共用組合 而成的。據(jù)此可根據(jù)需要組合出不同的電壓或容量，來滿足不同的需要。本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明的電動車用充電電池包安裝在電動車上使用 時，、爭沒置在充電電池殼體1上的與充電電池2電連接的正極觸點3-1接到電 動車控制器正極端，負觸點3-2接到電動車控制器負極端。當電動車啟動起步 時，車用開關S閉合，控制線圈K8得電吸合，總電源開關K，閉合，電動車得 電，由雙電層電容器4提供大電流供電，同時磷酸亞鐵鋰離子電池5通過復合 繼電器7中的電流線圈L9向雙電層電容器4充電并供電，當電流線圈L9電流 大于電流線圈L9的動作電流時，觸點K"10吸合導通，巻繞式鉛酸電池6通過 觸點K"IO向磷酸亞鐵鋰離子電池5充電，并同時向雙電層電容器4和磷酸亞 鐵鋰離子電池5并聯(lián)供電，以滿足電動車在啟動、加速、爬坡、載重時各種路 況下的動力需要， -使電動車始終工作在最佳動力狀態(tài)。當電動車不工作時，將 總電源開關K，斷開，確保充電電池包不放電。當本發(fā)明的電動車用充電電池包 要充電時，將本發(fā)明的正負^U^點3與外部電源電連接，將總電源開關K，閉合， 就可進行充電，補充電能。而均tf充電保護纟反12、充力t電保護纟反13、充放電保 護板14的工作原理基;M目同，當電阻Rl、電阻R2設定分壓電壓，二極穩(wěn)壓 管DW設定分壓電壓，當達到設置的電壓時，二極穩(wěn)壓管DW導通，三極管 BG導通，電源通過三極管BG的發(fā)射極、集電極、電阻R3導通放電。從而使 均衡充電保護板12、充放電保護板13、充放電保護板14起到保護作用。本發(fā)明的實施方案很多，無法窮舉，凡是采用等同或等效替換，將雙電層 電容器、磷酸亞鐵鋰離子電池、巻繞式鉛酸電池并聯(lián)成電動車用充電電池包的 一切技術方案，均屬本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種電動車用充電電池包，包括充電電池殼體(1)、設置在充電電池殼體(1)內的充電電池(2)、設置在充電電池殼體(1)上的與充電電池(2)電連接的正負極觸點(3)，其特征在于還包括有總電源開關K’(11)、與總電源開關K’(11)相應的控制線圈K(8)，所述的充電電池(2)包括雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)，雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)依次并聯(lián)在正負極觸點(3)之間，雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)電壓相同，雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)之間設置有復合繼電器(7)，復合繼電器(7)包括電流線圈L(9)和觸點K”(10)，電流線圈L(9)設置在雙電層電容器組(4)和磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)之間，并與正觸點(3-1)電連接，觸點K”(10)設置在磷酸亞鐵鋰離子電池(5)和卷繞式鉛酸電池(6)之間，并與正觸點(3-1)電連接，雙電層電容器(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池(5)、卷繞式鉛酸電池(6)與負觸點(3-2)之間設置有總電源開關K’(11)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的電動車用充電電池包，其特征在于所述的雙電 層電容器組(4)上設置有與其電連接的均衡充電保護板(12),均衡充電保護 板(12)上設置有由電阻Rl、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管 BG組成的電路。
3、 根據(jù)權利要求l所述的電動車用充電電池包，其特征在于所述的磷酸 亞鐵鋰離子電池組(5)上設置有與其電連接的充放電保護板(13),充放電保 護板(13)上設置有由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管 BG組成的電路。
4、 根據(jù)權利要求1所述的電動車用充電電池包，其特征在于所述的巻繞 式鉛酸電池組(6)上設置有與其電連接的充放電保護板(14)，充放電保護板(14)上設置有由電阻R1、電阻R2、電阻R3、 二極穩(wěn)壓管DW、三極管BG 組成的電路。
5、 才艮據(jù)權利要求1所述的電動車用充電電池包，其特征在于所述的雙電 層電容器組(4)由單體同容量雙電層電容器組合而成。
6、 根據(jù)權利要求1所述的電動車用充電電池包，其特征在于所述的磷酸 亞鐵鋰離子電池組(5)由單體同容量磷酸亞鐵鋰離子電池組合而成。
7、 根據(jù)權利要求1所述的電動車充電電池包，其特征在于所述的巻繞式 鉛酸電池組(6)由單體同容量巻繞式鉛酸電池組合而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充電電池包，特別涉及一種電動車用充電電池包。它包括充電電池殼體(1)、充電電池(2)、設置在充電電池殼體(1)上的與充電電池(2)電連接的正負極觸點(3)，還包括有總電源開關K’(11)、與總電源開關K’(11)相應的控制線圈K(8)，所述的充電電池(2)包括雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)，雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)依次并聯(lián)在正負極觸點(3)之間，雙電層電容器組(4)、磷酸亞鐵鋰離子電池組(5)、卷繞式鉛酸電池組(6)電壓相同。采用本發(fā)明的好處是充放電循環(huán)壽命長；安全性高；價格低。
文檔編號H01M16/00GK101222078SQ200710191540
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月12日
發(fā)明者周金平 申請人:常州華日升凱晟能源科技有限公司