专利名称：二次电池组智能连接的方法及其智能连接件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池的保护方法和装置，尤其是涉及一种二次电池组的保护的方法及其内置有保护电路的智能连接件装置。
背景技术：
在通常情况下，单体电池不能高电压大电流供电，因此就需要将多个单体电池串连起来使用，如使用二次电池作为电动汽车的动力源就是将多个单体二次电池串连成组供电。为了便于连接，有人申请了一种“用于电池组端柱间电气连接的连接装置”(专利号94193744.5)，该装置包括一条其两端各有一导电环的连接电缆，该导电环的孔中装有带凹槽头的连接螺钉，用于将所述电缆连至电池组的一个电气端柱；一层由塑料制成的属于涂覆所述连接装置用的绝缘元件的绝缘涂层，所述绝缘涂层具有截锥体的外形，其中直径较小的部分与电池组的盖密封及直径较大的部分放置在盖的表面上；一个用于将每层绝缘涂层密封的盖。还有一种“充电电池或电池组的连接结构”(专利号93119584.5)，一个可插入式电池组组件包括有一个正极和一个负极的多个平行六面体形的充电电池。一个电池的正极被连到另一相邻电池的负极。绝缘物质加在电池的至少一个电极，使其偏离电极位置，以防止可插入式一次电池的充电。电池放在设有充电连接端且构造成与电池的偏移电极相匹配的壳体中，用这种方式，该电池不能与电极位于中央的插入式一次电池相匹配。由于个单体电池性能不尽相同，整组充放电时，势必造成各串连电池之间的不均衡性，部分单体电池过充、过放电电、温度异常升高，使这部分单体电池性能迅速下降、寿命大大缩短，甚至引起燃烧、爆炸等，带来安全隐患，同时导致使用设备的性能大幅下降，如使电动汽车的整车动力性能大幅度下降，续驶里程缩短。
为了对单体电池进行保护，已有技术的第一类方法和结构是在单体电池内部封装电子保护电路，这些保护电路能够在电池电压、电流、温度超过限定值驶，切断电池主电路，保护电池，避免电池过充、过放、过流，如“内置保护电路的锂二次电池”(专利号02225529.X)，包括电池壳、电芯以及电解质，在所述的正、负极端子与电池的正、负极输出端连接中设计内置于电池腔体的保护电路模块；第二类方法和结构是，在电池组中加装保护电路，由每一个单体电池引出两根导线连接至保护控制电路，当某一单体电池的电压超过限定值时，保护电路起作用，避免其过充、过放。以上这些方法存在较大的局限性，第一类当串连电池组中只要有一只电池的保护电路发生动作，则整组电池都将停止工作，无法充放电；第二类方法，没有互换性，连线复杂，充放电状态需要人手动选择。
国外有人申请了名为“二次电池的保护电路及保护元件”的发明专利(专利申请号00800878.7)，它提供防止因过充电状态持续引起电池破坏的二次电池的保护电路和应用于该电路的保护元件。利用主保护电路和副保护电路双重保护二次电池，使其避免过充电，所述主保护电路具有检测二次电池的过充电、过放电和过大放电电流，将第1FET或第2FET控制成切断状态的主控制手段，所述副保护电路具有当利用主控制手段的过充电阻止功能未能正常发挥时，将第3FET控制成切断状态的副控制手段。
又如名为“二次锂离子电池或电池组、其保护电路以及电子装置”的发明专利申请(01141615.7)，它公开了一种旨在提高二次锂离子电池或电池组的容量、平均工作电压和比能量的新方法，通过适当调整正、负极材料按照理论克容量计算的配比和适当提高充电限制电压，可大幅提高二次锂离子电池的比能量和平均工作电压而不影响电池循环性能。
发明内容
本发明主要是解决现有的二次电池组连接技术所存在的布线较为复杂，当某一电池出现故障后，难能自行地从二次电池组中撤出，进而损害其它电池的性能等技术问题，本发明提供了一种操作简便，可方便有效地实现自动控制的二次电池组智能连接的方法，同时还提供了一种设计合理，互换性好，连线整洁，使用方便的智能连接件。
本发明同时还提供了一种安全有效，性能稳定，寿命长的二次电池组用智能连接件。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种二次电池组智能连接的方法，它包括a.在智能连接件内设有电池保护电路；b.将若干个智能连接件设置在置于一起的二次电池组的各接线柱之间；c.当二次电池组中的某个单体电池工作不正常时，由设于智能连接件内的检测模块检测出，并将其检测信号传递给控制单元；d.由控制单元控制设于智能连接件内各连接端间的电子开关动作，将该单体电池从整个二次电池组中撤出，其余各电池仍构成一个完整的二次电池组。
作为优选，所述的智能连接件呈L型，交错设置在各电池接线柱间；且通过控制设于单体电池两接线柱间的两个电子开关的导通或断开，自动将工作不正常的电池与其它电池断开，并将该单体电池旁路，使其余电池构成一组新的完整的二次电池组。
一种专用于二次电池组的智能连接件，其结构包括连接体和设于其上的定位孔，并在所述的连接体呈L形，其内设有电池保护电路，在连接体的端部和拐角处附近设有定位孔，并在所述定位孔处外露有导电体。其中设于连接体内的电池保护电路可使电池组的连线简单，起到保护电池的作用，使得电池组的性能稳定，寿命长，安全有效。
作为优选，所述的电池保护电路包括控制单元(D)和与控制单元(D)相连的稳压电源模块(A)，电压检测模块(B)，温度检测模块(C)以及至少有两个电子开关(K1，K2)。其中电压检测模块和温度检测模块分别将电池的电压变化信号和温度变化信号传递给控制单元，控制单元通过两个电子开关的动作达到保护单体电池的目的，将不正常工作的单体电池保护起来以防止其影响电池的性能和工作。
作为优选，所述的电池保护电路的稳压电源模块(A)与电池单体并联，电压检测模块并联于稳压电源模块两端并与控制单元(D)相连，其中一电子开关(K1)与电池单体串连并接控制单元(D)，另一电子开关(K2)与电池单体并联并接控制单元(D)，所述的温度检测模块与控制单元(D)相连。
作为优选，所述的控制单元连接有通讯控制单元(E)，通讯控制单元通讯线与设于连接体端部的通讯接头相连。其中将控制单元通过通讯控制单元引线至连接体的表面，并在连接体表面设通讯接头，可接驳外部显示装置，使本装置显示检测到的内容。通过通讯控制单元模块也可实现本发明功能的扩展，使实时对电池组进行自动化管理成为可能。即，通过控制单元内所设定的参数、程序途径等对该通迅线进行对话或适时修改，使之更加适应于实际电池组的实情。
作为优选，所述的定位孔处的导电体上设有张紧结构，所述的张紧结构与电池保护电路相连接。其中张紧结构可由弹性较强的钢丝制成，能起到良好的导电和电池正负电极接线柱自锁紧功能。一般地，所述的张紧结构可为设于定位孔内的若干个金属簧片。
作为优选，所述的连接体的两头部和拐角部设有供相邻的二次电池组用智能连接体配合的台阶；其中，所述的连接体配合的拐角处的台阶呈弧状，其两端部的台阶的厚度为连接体厚度的1/2左右。
作为优选，所述的连接体的两头部和拐角部设有供相邻的二次电池组用智能连接体配合的台阶；其中，所述的连接体配合的拐角处的台阶呈弧状，其两端部的台阶的厚度为连接体厚度的1/2左右。这样，即能方便地实现各电池间的快速连接，且连接件与搭接处的厚度基本保持一致。
因此，本发明的方法简单易行，采用连接方便的智能连接件，既解决了二次电池组的布线复杂，易接错等问题，又解决了二次电池组中某一电池出现问题难能安全地撤出等问题。其中设于连接体内的电池保护电路可使电池组的连线简单，起到保护电池的作用，使得电池组的性能稳定，寿命长，安全有效。
同时，本发明还提供了一种专用的智能连接件的专用装置，它具有设计合理、结构简单、互换性好，连线简单，充放电状态无需人手动选择，电池中单体电池的不正常不会导致整组电池的工作失常，电池组性能稳定，寿命长，安全有效等特点。
其中电压检测模块和温度检测模块分别将电池的电压变化信号和温度变化信号传递给控制单元，控制单元通过两个电子开关的动作达到保护单体电池的目的，将不正常工作的单体电池保护起来以防止其影响电池的性能和工作。其中将控制单元通过通讯控制单元引线至连接体的表面，并在连接体表面设通讯接头，可接驳外部显示装置，使本装置显示检测到的内容。通过通讯控制单元模块也可实现本实用新型功能的扩展，使实时对电池组进行自动化管理成为可能。其中张紧装置可由弹性较强的钢丝制成，能起到良好的导电和电池正负电极接线柱自锁紧功能。其中台阶的设计可使得连接件与连接件之间实现更加紧密的配合。其中弧形台阶的设计可使得连接与电池极柱实现更为紧密的配合。
附图1是本实用新型的一种结构示意图；附图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1它包括连接体1，在L型连接体1的两端部和弯角处设有三个安装定位孔2，安装定位孔2内设有张紧结构31，张紧结构31连接导电体3；在连接体1的两头部和弯角部设有供相邻的二次电池组用智能连接件配合的台阶4，在安装定位孔周围设有环状台阶5(参见附图1)；连接体内设有电池保护电路，其由控制单元D和与控制单元D相连的稳压电源模块A，电压检测模块B，温度检测模块C以及两个电子开关K1，K2，控制单元连接有通讯控制单元E，通讯控制单元通讯线与设于连接体表面的通讯接头6相连，其中，电池保护电路的稳压电源模块A与电池单体并联，电压检测模块并联于稳压电源模块两端并与控制单元D相连，其中一电子开关K1与电池单体串连并接控制单元D，另一电子开关K2与电池单体并联并接控制单元D，所述的温度检测模块与控制单元D(参见附图2)。
上述诸结构整体设置在L型智能连接件的内部。一般地，该连接件的长臂的长度加上连接件的宽度略短于电池的长度，而连接件的短臂的长度加上连接件的宽度略短于两只电池的宽度。使用时，可将本发明的智能连接件交叉布置在各二次电池间，其安装定位孔2直接插入电池的接线柱上，即完成整个二次电池组的安装工作。
在二次电池组的充、放电的运行过程中，电压检测模块和温度检测模块分别将电池的电压变化信号和温度变化信号及时地传递给控制单元，控制单元按预先设定的程序，通过控制两个电子开关的断开或接通等动作，自动将工作不正常的电池与其它电池断开，以防止其影响其它电池的性能和正常的运行，并将该单体电池旁路，使其余电池构成一组新的完整的二次电池组，达到包括保护单体电池在内的前述发明的目的。
权利要求
1.一种二次电池组智能连接的方法，其特征在于a.在智能连接件内设有电池保护电路；b.将若干个智能连接件设置在置于一起的二次电池组的各接线柱之间；c.当二次电池组中的某个单体电池工作不正常时，由设于智能连接件内的检测模块检测出，并将其检测信号传递给控制单元；d.由控制单元控制设于智能连接件内各连接端间的电子开关动作，将该单体电池从整个二次电池组中撤出，其余各电池仍构成一个完整的二次电池组。
2.根据权利要求1所述的二次电池组智能连接的方法，其特征在于所述的智能连接件呈L型，交错设置在各电池接线柱间；且通过控制设于单体电池两接线柱间的两个电子开关的导通或断开，自动将工作不正常的电池与其它电池断开，并将该单体电池旁路，使其余电池构成一组新的完整的二次电池组。
3.一种二次电池组用智能连接件，包括连接体和设于其上的定位孔，其特征在于所述的连接体(1)呈L形，其内设有电池保护电路，在连接体(1)的端部和拐角处附近设有定位孔(2)，并在所述定位孔处外露有导电体。
4.根据权利要求3所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的电池保护电路包括控制单元(D)和与控制单元(D)相连的稳压电源模块(A)，电压检测模块(B)，温度检测模块(C)以及至少有两个电子开关(K1，K2)。
5.根据权利要求4所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的电池保护电路的稳压电源模块(A)与电池单体并联，电压检测模块并联于稳压电源模块两端并与控制单元(D)相连，其中一电子开关(K1)与电池单体串连并接控制单元(D)，另一电子开关(K2)与电池单体并联并接控制单元(D)，所述的温度检测模块与控制单元(D)相连。
6.根据权利要求3或4或5所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的控制单元连接有通讯控制单元(E)，通讯控制单元通讯线与设于连接体端部的通讯接头(6)相连。
7.根据权利要求3或4或5所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的定位孔处的导电体(3)上设有张紧结构(31)，所述的张紧结构(31)与电池保护电路相连接。
8.根据权利要求7所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的张紧结构(31)为设于定位孔内的若干个金属簧片。
9.根据权利要求3或4或5或8所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的连接体的两头部和拐角部设有供相邻的二次电池组用智能连接体配合的台阶(4)；其中，所述的连接体配合的拐角处的台阶(4)呈弧状，其两端部的台阶的厚度为连接体厚度的1/2左右。
10.根据权利要求6所述的二次电池组用智能连接件，其特征在于所述的连接体的两头部和拐角部设有供相邻的二次电池组用智能连接体配合的台阶(4)；其中，所述的连接体配合的拐角处的台阶(4)呈弧状，其两端部的台阶的厚度为连接体厚度的1/2左右。
全文摘要
本发明涉及一种二次电池组的保护的方法及其内置有保护电路的智能连接件装置。该方法包括在智能连接件内设有电池保护电路，当某个单体电池工作不正常时，由设于智能连接件内的检测模块检测出，并由控制单元控制其内的电子开关动作，将该单体电池从整个二次电池组中撤出，其余各电池仍构成一个完整的二次电池组。所述的智能连接体(1)呈L形，其内设有电池保护电路，在连接体(1)的端部和拐角处附近设有定位孔(2)，并在所述定位孔处外露有导电体。因此，本发明的方法简单易行；所述的智能连接件的结构设计合理、互换性好，连线简单，电池组性能稳定，寿命长，安全有效等特点。
文档编号H01R11/28GK1641906SQ200410016058
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月18日 优先权日2004年1月18日
发明者张禾, 杨计影, 曹阳, 汤传维, 陈军, 陈伟滨, 辛克伟, 朱保恩, 蒋飏 申请人:万向钱潮股份有限公司