[发明专利]电动车用2V单体铅酸动力电池电源系统

说明书

技术领域

本发明属于电动车动力电源技术领域，特别涉及电动车用铅酸电池电源系统。

背景技术

现有电动车用铅酸电池电源系统由若干节12V或16V单只电池串联成电池组，及相连的充电器构成。如图1虚线框所示。其工作原理为：电池组经过充电器充满电后，通过控制器控制驱动电机，电机带动车辆行驶。电池组电量用完后，再进行充电，周而复始循环使用。

上述12V或16V单只电池是由6个或8个2V基本单元格串联组成。

2V基本单元格是由若干个根据容量和放电功率需要而设计的正、负极板群组成，如图2所示。极板群由正极板1-1、负极板1-2一正一负交替放置，中间用绝缘玻璃纤维隔膜1-5分开，再将极板群的正极极耳和正极极耳并联焊接在一起，形成2V基本单元格的正极1-3，负极极耳和负极极耳并联焊接在一起，形成2V基本单元格的负极1-4。再将6个或8个这些2V基本单元格按照一定的顺序安放到一个塑料盒体内，串联连接焊好，构成12V或16V单只电池。

上述12V或16V单只电池的优点是：12V、16V单只电池已经形成标准尺寸，6个或8个2V基本单元格之间的串联是在一个塑料盒体内焊接完成，没有任何外部连线，如果内部焊接截面足够大，连接电阻几乎为零，整只电池外部只有正负极柱。根据需要，将这些12V或16V单只电池再次串联，构成电池组。便于安装使用。其缺点是电池循环寿命短，其原因主要有：

首先，极板制造的不一致性，使得由2V基本单元格再组装成12V或16V的电池，内部差异很大，在此基础上进行3次充电，两次放电，根据三充两放的结果配成电池组就带有先天的不一致性。这是目前电池制造工艺带来的不可克服的缺陷。

其次，目前的铅酸电池充电器没有温度补偿功能，由于夏天过充、冬天欠充，也是导致电池寿命短的原因。

针对电池的这种不一致性，锂电池作为电动车动力电源系统已增加了BMS（电池管理系统），如图3所示，该电源系统包括多个3.6V单体锂电池、BMS（电池管理系统）、充电器。这种系统的连接关系为：

若干个3.6V单体锂电池用连接件34串联起来，形成一个所需电压的电池组。从每一个3.6V单体锂电池的正极分别引出一根导线31、32、33…，从最后一个3.6V单体锂电池的负极引出导线35，作为共用零线，分别与BMS相应的电路板端口连接。读取并存储每节单体电池的充放电数据。

充电器正负极分别连接在BMS（电池管理系统）和电池组两端。

这种系统的工作原理为：充电器在给电池组充电时，由于电池的不一致性，每个单只电池的电压升高情况不同。为此，BMS在发现这种情况下，开通电压升高过快的电池充电旁路电子负载，分流该电池上的充电电流以减小电压升高，对电池充电过程中进行必要的干预管理。BMS内部有电流、电压监控电路，分流电路和欠压提示电路。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有铅酸动力电池制造工艺缺陷及温度变化所造成的循环使用寿命缩短的缺点，提出一种电动车用2V单体铅酸动力电池电源系统，借鉴了锂电池电动车动力电源系统的BMS技术，有效解决由于不一致性而缩短铅酸动力电池的循环使用寿命及温度补偿等问题，在此基础上再不定期利用电动车电源系统的维护设备对系统进行维护保养，可尽可能地延长电池寿命，达到市场要求的产品化目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电动车用2V单体铅酸动力电池电源系统，其特征在于，该系统包括：若干个2V单体铅酸电池、电池的连接件、电池管理系统、车载充电器和电动车电源系统维护设备；其连接关系为：若干个2V单体铅酸电池用连接件串联起来，形成一个所需电压的电池组；每个电池分别与BMS端口连接；车载充电器正负极并联在电池组两端；电动车电源系统维护设备分别与电池组、车载充电器和BMS连接。

所述2V单体铅酸动力电池可包括盒体、安装在盒体内由正极板、负极板一正一负交替放置组成的极板群，置于各正极板、负极板之间的绝缘隔膜，将极板群的各正极板的正极极耳并联焊接在一起形成2V单体电池的正极，以及将极板群的各负极板的负极极耳并联焊接在一起形成2V单体铅酸动力电池的负极；该正、负极柱伸出盒体外。

所述连接件可包括多组，每组连接件包括两个连接螺栓、一个连接铜排体；其中连接铜排体主要包括弧形连接铜排、连接头和连接弯角；连接头为带有与电池极柱内相匹配的圆锥体，并开有与连接螺栓相匹配的内孔；两个连接头的上端外圆分别与连接弯角的内孔过盈配合连接，两个连接弯角与连接铜排对称焊接。