一种新型带电池管理系统的锂离子蓄电池的制作方法

本发明属于锂离子蓄电池技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型带电池管理系统的锂离子蓄电池。

背景技术：

现在汽车使用的蓄电池大多是铅酸蓄电池，放电倍率小，车辆短期不用，就可能产生亏电，亏电时需要送修理厂或者要寻找别的正常蓄电池临时替代，才能使汽车点火启动，而且铅酸蓄电池重量较重，增加车身自重，目前也有使用锂电池代替铅酸电池的专利技术，可以利用锂电池的特点，部分改善铅酸电池的性能，但不能解决轻量化的问题，也不具备智能电池管理的能力，亏电的现象只能缓解，得不到有效的解决。

基于上述，现有的汽车铅酸蓄电池能量密度低，不利于整车轻量化；铅酸蓄电池放电倍率低，瞬间放电能力差，不利于汽车启动时需要的大电流需求；没有智能化的电池管理系统，无法自适应汽车使用状态，短时间持续搁置就会造成亏电，甚至损坏蓄电池，现有的汽车铅酸蓄电池是高污染能源；不符合国家的绿色能源战略，而本发明是基于国家环保要求设计的绿色能源蓄电池，符合国家绿色能源战略的要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型带电池管理系统的锂离子蓄电池，以解决汽车铅酸蓄电池能量密度低，不利于整车轻量化；铅酸蓄电池放电倍率低，瞬间放电能力差，不利于汽车启动时需要的大电流需求；没有智能化的电池管理系统，无法自适应汽车使用状态，短时间持续搁置就会造成亏电，甚至损坏蓄电池的问题。

本发明带电池管理系统的锂离子蓄电池的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种新型带电池管理系统的锂离子蓄电池，包括锂离子蓄电池电芯模组；包括bms控制系统；所述bms控制系统包括有模拟前端芯片、充放电控制单元、mcu、电流检测单元，所述模拟前端芯片与锂离子蓄电池电芯模组相连，且模拟前端芯片与mcu相连，所述锂离子蓄电池电芯模组的负极连接电路上连接有电流检测单元，锂离子蓄电池电芯模组的正极连接电路上还连接有充放电控制单元，且充放电控制单元还与mcu相连。

进一步的，所述bms控制系统还可以包括有充放电过压、欠压保护功能，均衡充电功能。所述bms控制系统还可以包括有温度检测单元，温度检测单元分别与模拟前端芯片、mcu相连。

进一步的，所述锂离子蓄电池电芯模组的负极连接电路与正极连接电路之间并联有超级电容。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明中通过锂离子蓄电池电芯组合+超级电容+bms控制系统构成新型带电池管理系统bms的锂离子蓄电池系统，通过锂离子电池电芯的使用改进了电瓶的能量密度，同样能量密度下，锂离子蓄电池更轻，实现了轻量化，在蓄电池输出电路上并联超级电容，提高放电倍率，防止车辆启动时大电流对电池冲击，保证了锂离子蓄电池电芯的安全性，同时可以降低对蓄电池容量的需求。

本发明中bms控制系统自动检测车辆的使用情况，根据用户体验设定电瓶输出断开阈值参数，防止长时间放置而引起的亏电现象，譬如在车辆处于静态搁置状态，设定锂离子蓄电池持续输出电流<阈值电流，持续x时间(x为可设置的参数)没有启动车辆，则使蓄电池处于静态模式，切断蓄电池与车辆及超级电容的连接，这样锂离子蓄电池电瓶的空置时间决定于锂离子蓄电池电瓶本身的自放电电量消耗，没有了车辆静态电流+超级电容漏电流损耗，由于锂离子蓄电池自放电是普通铅酸电池自放电的1/30,即可解决普通蓄电池电瓶放置一段时间蓄电池电瓶无法使用启动车辆的缺陷，当经过长时间放置后，用户需要启动车辆时，锂离子蓄电池上的bms系统感知(比如bms系统中的震动传感器或车辆负载电流传感器)到用户的这种需求时，自动退出断开状态，闭合蓄电池与车辆及超级电容的连接，使蓄电池进入正常工作状态。

附图说明

图1是本发明的锂离子蓄电池系统构成框图。

图2是本发明中电瓶输出电路上并联超级电容的系统框图及汽车启动电流流向图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、锂离子蓄电池电芯模组；2、模拟前端芯片；3、充放电控制单元；4、mcu；5、电流检测单元；6、温度检测单元；7、bms控制系统；8、超级电容。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施实例：

如附图1至附图2所示：

本发明提供一种新型带电池管理系统的锂离子蓄电池，包括锂离子蓄电池电芯模组1；包括bms控制系统7；bms控制系统7包括有模拟前端芯片2、充放电控制单元3、mcu4、电流检测单元5，模拟前端芯片2与锂离子蓄电池电芯模组1相连，且模拟前端芯片2与mcu4相连，bms控制系统7的mcu4通过模拟前端芯片2实时采样每个锂离子蓄电池电芯的电量，通过均衡电路使得每个锂离子蓄电池电芯均衡充电，防止过充影响锂离子蓄电池电芯性能和寿命，锂离子蓄电池电芯模组1的负极连接电路上连接有电流检测单元5，锂离子蓄电池电芯模组1的正极连接电路上还连接有充放电控制单元3，且充放电控制单元3还与mcu4相连，当锂离子蓄电池电芯模组1电量达到阈值时，通过控制单元的放电开关切断放电回路；当外部电路短路时，通过充放电控制单元3的放电开关切断放电回路；当外部使用环境恢复正常时，通过锂离子蓄电池bms系统的传感器信息，bms重新恢复锂离子蓄电池正常工作。

其中，bms控制系统7还包括有温度检测单元6，温度检测单元6分别与模拟前端芯片2、mcu4相连，对锂离子蓄电池电芯模组1充电的均衡性控制，锂离子蓄电池电芯模组1的过温会影响到电池的使用寿命和电池的安全性，bms控制系统7中温度检测单元6会检测锂离子蓄电池电芯模组1的实时温度，并反馈到bms控制系统7中的处理器，当超过警戒温度时通过相应的控制策略，通过充放电控制单元，做切断电路处理。

其中，锂离子蓄电池电芯模组1的负极连接电路与正极连接电路之间并联有超级电容8，在蓄电池输出电路上并联超级电容8，提高放电倍率，满足车辆启动时大电流需求，防止大电流对蓄电池冲击，保证了蓄电池的安全性，同时可以降低对蓄电池电量的需求。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中：

1、通过电池管理系统(即bms控制系统7)对锂离子蓄电池电芯模组1的充放电、电池包的输出、对锂离子蓄电池内的各种工作状况进行检测控制(过流、过温、过压、休眠、唤醒等)；

2、蓄电池充放电过程的安全性控制，bms控制系统7的mcu4通过模拟前端芯片2实时采样每个锂离子蓄电池电芯的电量，通过均衡电路使得每个锂离子蓄电池电芯均衡充电，防止过充影响锂离子蓄电池电芯性能和寿命；

3、bms控制系统7还对锂离子蓄电池电芯模组1充电的均衡性控制，锂离子蓄电池电芯模组1的过温会影响到电池的使用寿命和电池的安全性，bms控制系统7中温度检测单元6会检测锂离子蓄电池电芯模组1的实时温度，并反馈到bms控制系统7中的处理器，当超过警戒温度时通过相应的控制策略，通过充放电控制单元，做切断电路处理；

4、在蓄电池输出电路上并联超级电容，提高放电倍率，满足车辆启动时大电流需求，防止大电流对蓄电池冲击，保证了锂离子蓄电池电芯模组1的安全性，同时可以降低对锂离子蓄电池电瓶容量的需求，如图2所示，汽车启动产生的冲击电流iout被分解为i1+i2，根据需要选择超级电容c的容量和内阻可以使i2＝k*i1,使得成本、性能、寿命最优化，这样的结构可以将蓄电池的性价比提高4倍以上；

5、锂离子蓄电池电芯模组1保护及退出保护控制，当锂离子蓄电池电芯模组1电量低于阈值时，通过控制单元的放电开关切断放电回路；当外部电路短路时，通过充放电控制单元3的放电开关切断放电回路；当外部使用环境恢复正常时，通过锂离子蓄电池bms系统的传感器信息，bms重新恢复锂离子蓄电池正常工作；

6、bms控制系统7自动检测车辆的使用情况，根据用户体验设定电瓶输出断开阈值参数，防止长时间放置而引起的亏电现象，比如譬如在车辆处于静态搁置状态，设定锂离子蓄电池持续输出电流<阈值电流，持续x时间(x为可设置的参数)没有启动车辆，则使蓄电池处于静态模式，切断蓄电池与车辆及超级电容8的连接，这样锂离子蓄电池的空置时间完全决定于锂离子蓄电池电瓶本身的自放电电量消耗，没有了车辆静态电流空置+超级电容8漏电流损耗，由于锂离子蓄电池自放电是普通铅酸电池自放电的1/30，即可解决普通蓄电池放置一段时间，蓄电池无法使车辆启动的缺陷，当经过长时间放置后，用户需要启动车辆时，锂离子蓄电池上的bms系统感知(比如震动传感器或车辆负载电流传感器)到用户的这种需求时，自动退出断开状态，闭合蓄电池与车辆及超级电容的连接，使蓄电池进入正常工作状态；

7、锂离子蓄电池电芯模组1的使用改进了蓄电池的能量密度，同样能量密度下，锂离子蓄电池更轻，实现了轻量化，超级电容8的并入极大的改善了放电倍率，满足了车辆启动瞬间对大电流需求，改善了车辆启动条件，而电池管理系统(bms)加入，则改变了传统铅酸电瓶只能被动的充电和放电简单功能，从而可以智能判断车辆或外部使用状态，根据具体外部状态动态控制蓄电池工作状态，从而解决蓄电池使用过程中的安全性、功能的有效性、使锂离子蓄电池电瓶的寿命、效率达到最优化，也有效地解决了传统铅酸蓄电池亏电、能量密度低、放电倍率低、使用寿命短等各种缺陷；铅酸蓄电池含有铅和硫酸都是高污染的物质，不符合国家绿色能源的战略要求；同等电量下，铅酸蓄电池要比锂离子蓄电池重量高出一倍以上，不利于整车轻量化的要求。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。