專利名稱：一種可拆卸的電池組裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可拆卸的電池組裝置，適用于電動自行車、電動滑板車、電動 汽車、電動摩托車等。
背景技術：
目前國內電動車輛多數使用鉛酸電池組供電裝置，有部分使用鋰離子電池供電， 鉛酸電池的生產和使用過程極易污染環(huán)境，而廣泛應用到全國各地環(huán)保問題十分突出，而 鋰離子電池具有重量輕、體積小、對環(huán)境無污染，因此鋰離子電池將廣泛使用。現(xiàn)有電動車 輛比如電動自行車使用的鋰離子電池是多個單體電池直接串并成MV、36V或60V等整體的 電池包，這種裝置首先不好維護，若有一節(jié)發(fā)生問題，要替換整個電池包，帶來了很大的成 本。其次不安全，因多節(jié)電池充電時，在正常充電電壓范圍內個別先進電池電壓超過電池截 止電壓，這節(jié)電池電壓越來越高，最后引起電池組起火爆炸，其二多節(jié)電池放電時，個別電 池電壓低于放電截止電壓時，會造成電池永久性損壞，因此電池的成本成本和安全性檢測 很重要。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中的不足而提供一種可任意拆 卸且?guī)в邪踩b置的一種可拆卸的電池組裝置，使用方便、降低了成本、提高了產品的使用 壽命，保證了電池組的安全。本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是該可拆卸的電池組裝置，包括 外殼，外殼內設置有電池組和電池管理系統(tǒng)，電池組包括多個單元模塊，每個單元模塊包括 多個單體電池，所述的電池管理系統(tǒng)包括電壓檢測裝置、電流檢測裝置、溫度檢測裝置和均 衡裝置，其特征在于所述的單體電池兩極均設置有支架，支架上設置有卡口，單體電池兩 兩之間通過卡口活動連接，相鄰兩個單體電池一端的支架通過銅片和螺絲固定，所述的電 池管理系統(tǒng)中采用單片機進行檢測和控制。本實用新型所述的支架為ABS樹脂、聚丙烯材料或聚碳酸酯材料，支架四個側面 分別設置有卡口，相鄰支架之間通過卡口插裝活動連接。本實用新型所述的支架上設置有平行的散熱通孔。本實用新型所述的散熱通孔直徑為2mm — 15mm。本實用新型所述的電壓檢測裝置包括運算放大器，單體電池先并聯(lián)后與運算放大 器串聯(lián)，輸入待檢測的充電或放電電壓，由運算放大器放大后輸出至單片機，單片機將待測 電壓與過充保護電壓或過放保護電壓比較并作出判斷。本實用新型所述的電流檢測裝置為霍爾傳感器。本實用新型所述的溫度檢測裝置為電壓輸出型的半導體傳感器，該半導體傳感器 的工作溫度范圍是-40度到125度，工作電壓范圍是2. 7V到10V，信號輸出與溫度成正比， 信號大小為+6. 25Mv/度。[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點在外殼內設置有多個單體鋰離子電池 組成的14. 4V到180V電池組，電池組的每只單體電池的正、負極先并聯(lián)后串聯(lián)后，通過電 池管理系統(tǒng)對每個單體電池的電壓、溫度進行監(jiān)控，并對過流、過壓、短路等進行控制，當電 壓、電流、溫度發(fā)生異常時可安全保護。當電壓不均衡時可通過能量損失的方式均衡每只單 體電池的電壓，保證電池的使用壽命。電池組一般包括1-16個單元模塊，每個單元模塊是 由若干可拆卸的單體電池組成，單體電池之間通過銅片、螺絲連接固定，無需再進行焊接， 當其中任一單元電池出問題，可只更換該單元電池而不需要整個電池包進行更換，且操作 方便，給電池維護帶來很大方便，大大節(jié)約了成本。
圖1為本實用新型電路控制原理示意圖。圖2為本實用新型單體電池結構示意圖。圖3為本實用新型卡口結構示意圖。圖4為本實用新型單元模塊結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型所述的電池管理系統(tǒng)中采用高性能、低功耗的ATmegal6L單 片機作為檢測和控制核心，ATmegal6L是基于增強的AVRSC結構的低功耗8位CMOS微控制 器，內部帶有16K字節(jié)的內可編程Flash，512字節(jié)EEPROM，IK字節(jié)SRAM，32個I/O 口線，32 個通用工作寄存器，3個具有比較模式的定時器/計時器(T/C)，可編程串行USART，有起始 條件檢測器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級可編程增益(TQFB)封裝的ADC， 具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI串行端口，以及6個可通過軟件進行選擇 的省電模式，由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATmegal6L數據吞吐率高 達1MIPS/MHZ，從而可以緩解系統(tǒng)功耗和處理速度之間的矛盾。電源部分降壓、穩(wěn)壓得到3. 3V電壓，為單片機提供工作電壓，穩(wěn)壓電源是單片機 重要組成部分，它不僅為系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術指標和抗干擾 性能，ATmegal6L的工作電壓是2. 7V-5. 5V，為保證單片機穩(wěn)定的工作電壓為3. 3V，穩(wěn)壓部 分是由MC34063構成的AC/DC變換控制電路從電池組分出的25V經過電路降壓、穩(wěn)壓，輸出 3. 3V，供保護電路工作。充電均衡裝置采用模擬電路方案，即在每節(jié)單體電池的外部搭建過壓保護電路， 充電過程中當電壓超過預定值時，保護電壓自動閉合，使電池通過電阻回路放電，以保護電 池不會過度充電，當電池電壓減小到均衡充電動作電壓時，保護電路自動斷開。電壓、電流測量裝置待測的電壓通過集成運算放大器LM358，將輸出送入單片機 進行檢測，LM358內部包括2個獨立、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電 壓范圍很寬的單電源使用和雙電源工作模式，由于其低功耗電流，也適合于電池。用霍爾傳 感器UGN-3501M檢測直流電流，UGN-3501M是集成型霍爾傳感器，采用差動霍爾電壓輸出， 檢測靈敏度為1. 4V/0. 1T。運算放大器LM3585引腳接檢測的充電、放電電壓，經過放大后輸出至單片機進行 檢測，當檢測到待測電壓超過過充、過放保護電壓時，由單片機控制斷開充放電回路。電流檢測通過霍爾傳感器完成。溫度檢測裝置溫度檢測和控制模塊選用電壓輸出型的半導體傳感器LM60，該傳 感器是一種已校正的集成化溫度傳感器，他的工作溫度范圍是-40度到125度，工作電壓范 圍是2. 7V到10V，信號輸出與溫度成正比，信號大小可達+6. 25Mv/度。由穩(wěn)壓部分輸出的3. 3V電源為半導體傳感器電路供電，經過溫度傳感器將探測 點的溫度變化轉化為電壓值通過ADC0，ADC1輸出，再將ADC0、ADC1送入單片機進行檢測，當 電壓值達到溫度要求時，單片機控制開關管斷。管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)如圖1所示電池組的每只單體電池的正、負極串、并聯(lián)后引 出電壓線接到電壓采樣中，當電池組中電壓、電流、溫度發(fā)生異常時，可同通過電壓采樣、電 流采樣、溫度測量將信號送入單片機中，再通過大功率開關實現(xiàn)控制，起到保護作用。參見圖2-4，本實用新型包括外殼(圖上未見)，外殼內設置有電池組(圖上未見)和 電池管理系統(tǒng)，電池組根據使用要求設置有多個單元模塊1，一般為1-16個，每個單元模塊 1包括多個單體電池2，所述的單體電池2兩極均設置有支架3，支架3上四個側面分別設 置有卡口 7，卡口 7有兩種形式，一種是凸起的卡條71，另一種是凹陷的卡槽72，卡條71和 卡槽72匹配。相鄰的單體電池2兩兩之間通過支架3上的卡口 7插裝活動連接，支架為 ABS樹脂、聚丙烯材料或聚碳酸酯材料，支架上設置有平行的散熱通孔4，散熱通孔4直徑為 2mm - 15mm相鄰兩個單體電池2 —端的卡口 3通過銅片5和螺絲6固定。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例說明。本實用 新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采 用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍， 均應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種可拆卸的電池組裝置，包括外殼，外殼內設置有電池組和電池管理系統(tǒng)，電池組 包括多個單元模塊，每個單元模塊包括多個單體電池，所述的電池管理系統(tǒng)包括電壓檢測 裝置、電流檢測裝置、溫度檢測裝置和均衡裝置，其特征在于所述的單體電池兩極均設置 有支架，支架上設置有卡口，單體電池兩兩之間通過卡口活動連接，相鄰兩個單體電池一端 的支架通過銅片和螺絲固定，所述的電池管理系統(tǒng)中采用單片機進行檢測和控制。
2.根據權利要求1所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的支架為ABS樹脂、 聚丙烯材料或聚碳酸酯材料，支架四個側面分別設置有卡口，相鄰支架之間通過卡口插裝 活動連接。
3.根據權利要求1或2所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的支架上設置 有平行的散熱通孔。
4.根據權利要求3所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的散熱通孔直徑為 2mm — 15mm0
5.根據權利要求1所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的電壓檢測裝置包 括運算放大器，單體電池先并聯(lián)后與運算放大器串聯(lián)，輸入待檢測的充電或放電電壓，由運 算放大器放大后輸出至單片機，單片機將待測電壓與過充保護電壓或過放保護電壓進行比 較并作出判斷。
6.根據權利要求1所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的電流檢測裝置為霍爾傳感器。
7.根據權利要求1所述的可拆卸的電池組裝置，其特征在于所述的溫度檢測裝置為 電壓輸出型的半導體傳感器，該半導體傳感器的工作溫度范圍是-40度到125度，工作電壓 范圍是2. 7V到10V，信號輸出與溫度成正比，信號大小為+6. 25Mv/度。
專利摘要本實用新型公開了一種可拆卸的電池組裝置，適用于電動自行車、電動滑板車、電動汽車、電動摩托車等。包括外殼，外殼內設置有電池組和電池管理系統(tǒng)，電池組包括多個單元模塊，每個單元模塊包括多個單體電池，所述的電池管理系統(tǒng)包括電壓檢測裝置、電流檢測裝置、溫度檢測裝置和均衡裝置，其特征在于所述的單體電池兩極均設置有支架，支架上設置有卡口，單體電池兩兩之間通過卡口活動連接，相鄰兩個單體電池一端的支架通過銅片和螺絲固定，所述的電池管理系統(tǒng)中采用單片機進行檢測和控制。本實用新型使用方便、降低了成本、提高了產品的使用壽命，保證了電池組的安全。
文檔編號H01M10/48GK201829585SQ20102054830
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者吳亞軍, 杜小紅, 蔣永慶, 許健, 黃云娣, 黃崇明 申請人:杭州海孚新能源科技有限公司