一种铅酸电池组的制作方法

一种铅酸电池组
(一)技术领域
1.本发明涉及铅酸蓄电池领域。
(二)

背景技术：

2.目前电动自行车上使用的铅酸蓄电池组通常是将一组具有相同单只电池串联后进行使用，为了保证安装效率，比如48v20ah电池组是将4只12v20ah的电池串联，每只电池6个单格，60v20ah将5只12v20ah的电池串联，每只电池6个单格，为匹配现有电动自行车电机功率，保证铅酸蓄电池组的电压以及得到电池相应的容量，都是通过不断提高电池单格的酸液密度，目前铅酸蓄电池上的酸液密度通常为1.38甚至更高，然而较高的酸液密度，将对电池的寿命产生不利影响，低酸比可以明显提高电池寿命，然而降低酸比又会带来电池电压和容量的下降。
(三)

技术实现要素：

3.本发明公开了一种铅酸电池组，包括第一供电模块和第二供电模块，第一供电模块和第二供电模块串联连接，所述电池组的电压为u,所述第一供电模块包括单体电池，所述第一供电模块的单体电池的电池单格个数m，所述第一供电模块的电池单格总数w，所述第二供电模块的单体电池的电池单格个数n，所述第二供电模块的电池单格总数p，其特征在于，所述第二供电模块的单体电池的电池单格个数n与所述第一供电模块的单体电池的电池单格个数m不相等，且u/(w+p)-0.845《1.38。
4.进一步地，第一供电模块的单体电池的个数x，每个单体电池具有相同的电池单格个数m，且u/(mx+p)-0.845《1.38。
5.进一步地，第二供电模块的单体电池的个数y，每个单体电池具有相同的电池单格个数n，且u/(mx+ny)-0.845《1.38。
6.进一步地，所述第二供电模块包括调配单格，所述调配单格总数为q，p＝km+q，k取大于等于0的整数。
7.进一步地，第一供电模块的电压高于第二供电模块的电压。
8.进一步地，u/(w+p)-0.845《1.33。
9.本发明还保护了一种调配供电模块，所述调配供电模块的电池单格总数为p，所述调配供电模块的单体电池的电池单格个数n，单格内的酸液密度为ρ，其特征在于，所述调配供电模块用于和电池单格总数w且单格内的酸液密度为ρ的基础供电模块串联使用，所述调配供电模块和所述基础供电模块的电压之和为u，所述基础供电模块的单体电池的电池单格个数m，所述基础供电模块的单体电池的电池单格个数m与所述调配供电模块的单体电池的电池单格个数n不相等，且满足u/(w+p)-0.845《1.38。
10.进一步地，所述基础供电模块的的单体电池的个数x，每个单体电池具有相同的电池单格个数m，且u/(mx+p)-0.845《1.38。
11.进一步地，所述调配供电模块的单体电池的个数y，每个单体电池具有相同的电池
单格个数n，且u/(mx+ny)-0.845《1.38。
12.进一步地，所述调配供电模块包括调配单格，所述调配单格总数为q，p＝km+q，k取大于等于0的整数。
13.本发明的铅酸电池组和调配供电模块，可以提高电池寿命。
(四)附图说明
14.图1显示本发明铅酸电池组的第一种实施方式；
15.图2显示本发明铅酸电池组的第二种实施方式；
16.图3显示本发明铅酸电池组的第三种实施方式；
17.图4显示本发明铅酸电池组的第四种实施方式；
18.图5显示本发明铅酸电池组的第五种实施方式。
(五)具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
20.本发明的一种铅酸电池组1000，包括第一供电模块100和第二供电模块200，第一供电模块100和第二供电模块200串联连接(图中未显示)，铅酸电池组1000的电压为u,第一供电模块100包括单体电池10，单体电池10具有电池单格1，第一供电模块100的单体电池10的电池单格个数m，第一供电模块的电池单格总数w，图示所示，m为6，第二供电模块200包括调配单格2，图1中一个调配单格为一个单体电池20，图1所示第二供电模块200的单格总数p等于调配单格的总数q，第二供电模块的单体电池的电池单格个数n，电池组1000的电池单格内的硫酸密度为ρ，第一供电模块100的单体电池的个数x，此时第一供电模块的电池单格总数mx，第一供电模块100的单体电池之间串联连接,第二供电模块200的调配单格总数q大于等于1且小于m，第二供电模块200的调配单格之间串联连接，铅酸电池组1000的电压为u、m、x、q满足下面的关系：u/(mx+q)-0.845《1.38。第二供电模块的调配单格总数q为(1.38-ρ)mx/(ρ+0.845)的值进一法取整。图1中一个调配单格构成一个单体电池，根据需要也可以任意的多个调配单格组合形成一个单体电池，比如2个调配单格组合形成一个单体电池，也可以是更多个调配单格组合形成多个单体电池。另外，本发明的铅酸蓄电池组，第二供电模块的任意数量的调配单格也可以与第一供电模块的至少部分单体电池一体成型，从而第二供电模块的单体电池形成了包括m+1或m+2个或更多个不同单格数量的单体电池，此时第二供电模块的单格总数p＝km+q，k为q个调配单格与第一供电模块的单体电池一体成型的单体电池的数量，k取大于等于0的整数，第二供电模块的单体电池的电池单格个数n与第一供电模块的单体电池的电池单格个数m不相等。如图1所示的本发明的第一种实施方式，调配单格与第一供电模块的单体电池一体成型的单体电池的数量k为0，如图2所示，此时调配单格q为1个，调配单格与第一供电模块的单体电池一体成型的单体电池的数量k为1，u/(w+p)-0.845《1.38，同样，u、m、x、q、k满足下面的关系：u/【m(x+k)+q】-0.845《1.38，q的值为(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)的值取整，最好进一法取整。如图3所示，此时调配单格q为2个，调配单格与第一供电模块的单体电池一体成型的单体电池的数量k为2，同样，u、m、x、q、k满足下面的关系：u/【m(x+k)+q】-0.845《1.38，q的值为(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)的值取整，最好进
一法取整。如图4所示，此时调配单格q为2个，2个调配单格与第一供电模块的单体电池一体成型的单体电池的数量k为1，同样，u、m、x、q、k满足下面的关系：u/【m(x+k)+q】-0.845《1.38，q的值为(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)的值取整，最好进一法取整，在相同的条件下，如电池组电压、酸比，图4中第一供电模块的单体电池的数量将比图3中第一供电模块的单体电池的数量多1个。第二供电模块的单体电池的个数大于等于1且小于m。通过调配单格，在保证铅酸蓄电池组的电压，满足电动车电机的功率的情况下，可以降低酸比，电池组的使用寿命将显著提高，也不会影响用户骑行体验，电池组调配单格的不同安装方式可以符合不同的安装环境、适应不同的应用场景。本发明的第一供电模块100的电池单格1和第二供电模块200的电池单格2最好完全相同，比如单格电压、单格容量、单格体积、单格尺寸等完全相同。本实施例设定的调配单格的数量，为本发明最优的设定调配单格的数量的方式，当然调配单格的数量也可以根据需要的匹配电机功率的电池组的电压来进行增加或减少。本发明的第一供电模块的电压最好高于第二供电模块的电压，这样利于第一供电模块和第二供电模块的标准化批量化生产、提高生产效率、装配效率。本发明当第二供电模块单格总数p高于第一供电模块的单体电池的电池单格个数m时，调配单格为第二供电模块除去km(k为大于等于0的整数)个电池单格后余下的电池单格，当第二供电模块单格总数p低于第一供电模块的单体电池的电池单格个数m时，此时调配单格为第二供电模块的所有电池单格。此外第二供电模块的单体电池的个数y，若第二供电模块的每个单体电池的电池单格数量相等，p＝ny，第一供电模块的单体电池的个数x，若第一供电模块的每个单体电池具有相同的电池单格数量m，则w＝mx。
21.本发明的电池组中的供电模块，可以根据电池的使用寿命进行组合匹配，比如当根据电动车电机功率的需求，确定电池组的电压，根据电池的使用寿命确定电池的酸比，设定第一供电模块的个数和单格数，计算电压降，计算第二供电模块调配单格的电压，并计算需要的第二供电模块的调配单格的个数。第二供电模块的调配单格可以是一个单格形成一个单体电池，也可以是多个调配单格形成一个单体电池，或者是第二供电模块的所有调配单格与第一供电模块的某一单体电池组合形成一个单体电池，也就是根据需要第二供电模块的任意数量的调配单格可以与第一供电模块的相应的单体电池组合形成单体电池，通过第二供电模块的调配单格的数量或安装方式可以适应不同的安装环境或应用场景。
22.以目前标称48v20ah铅酸蓄电池组匹配电动车电机功率400w为例：48v20ah铅酸蓄电池组由4个12v20ah单体电池串联而成，每个单体电池6个单格，共24个单格，单格内硫酸密度即酸比为1.38g/cm2,为能提高48v20ah铅酸蓄电池组的使用寿命，可以参照图1，本发明的铅酸蓄电池组，将原先四个12v20ah单体电池内的酸比降低为1.33g/cm2,即本发明的铅酸蓄电池组，第一供电模块具有4个单体电池，每个单体电池具有6个单格，再将第二供电模块与第一供电模块串联，第二供电模块的电池单格总数为p＝km+q，k取0,计算调配单格q＝(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)，即q＝(1.38-1.33)6(4+0)/(1.33+0.845)，q＝(1.38-1.33)6*4/(1.33+0.845)＝0.551，进一法取整1，第二供电模块的电池单格总数为p为1，此时可以确定在电池组一定的电压下、确定的酸比下，需要调配的调配单格数量，此时调配单格可以独立形成一个单体电池，即第二供电模块的单体电池个数为1，另外，本发明的铅酸蓄电池组，也可以调整第一供电模块的数量和第二供电模块单格，可参照图2所示，如第一供电模块具有3个单体电池，每个单体电池具有6个单格，第二供电模块1个单体电池，1单体电池具
有7个单格。由于酸比的降低，使用寿命将显著提高，另外，本发明的铅酸蓄电池组的第一供电模块的电压(1.33+0.845)*24＝52.2v，第二供电模块的电压1.33+0.845＝2.175v，此时铅酸蓄电池组的电压为(1.33+0.845)*25＝54.375v,稍高于酸比为1.38时铅酸蓄电池组的电压值(1.38+0.845)*24＝53.4v，同样可以匹配电动车电机400w的功率，同时不会影响用户骑行体验。同时铅酸蓄电池组不同的单个数量和单格可以适应不同的安装环境或应用场景。
23.以目前标称60v20ah铅酸蓄电池组匹配电动车电机功率500w为例：60v20ah铅酸蓄电池组由5个12v20ah单体电池串联而成，每个单体电池6个单格，共30个单格，单格内硫酸密度即酸比为1.38g/cm2,为能提高60v20ah铅酸蓄电池组的使用寿命，本发明的铅酸蓄电池组，将原先5个12v20ah单体电池内的酸比降低为1.30g/cm2,即本发明的铅酸蓄电池组的第一供电模块，第一供电模块具有5个单体电池，每个单体电池具有6个单格，再将第二供电模块与第一供电模块串联，第二供电模块的电池单格总数为p＝km+q，k取1,计算调配单格q＝(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)，即q＝(1.38-1.30)6(4+1)/(1.30+0.845)＝1.1，进一法取整2，第二供电模块的电池单格总数为p＝8，此时可以确定在电池组一定的电压下、确定的酸比下，需要调配的调配单格数量，此时调配单格可以独立形成一个单体电池，即第二供电模块的单体电池个数为1单格为2，或者是单体电池个数为2单格为1，另外，本发明的铅酸蓄电池组，也可以调整第一供电模块的数量和第二供电模块单格，如第一供电模块具有4个单体电池，每个单体电池具有6个单格，第二供电模块1个单体电池，1单体电池具有8个单格，即图5所示；或者是第一供电模块具有3个单体电池，每个单体电池具有6个单格，第二供电模块2个单体电池，1单体电池具有7个单格，此时p＝km+q＝2*6+2＝14。此时本发明的铅酸蓄电池组由于酸比的降低，使用寿命将显著提高，另外，本发明的铅酸蓄电池组的第一供电模块的电压(1.30+0.845)*24＝51.48v，第二供电模块的电压(1.30+0.845)*8＝17.16v，或者是第一供电模块的电压(1.30+0.845)*18＝38.61v，第二供电模块的电压(1.30+0.845)*14＝30.03v，本发明的铅酸蓄电池组的电压为(1.30+0.845)*32＝68.64v,稍高于酸比为1.38时的铅酸蓄电池组电压值(1.38+0.845)*30＝66.75v，完全可以匹配电动车电机500w的功率以及电机控制器。同时不会影响用户骑行体验。同时铅酸蓄电池组不同的单个数量和单格可以适应不同的安装环境或应用场景。
24.本发明的铅酸蓄电池组的酸液的密度最好低于1.33g/cm2，这样可以更好的提高电池的寿命，更好的提高活性物质的利用率。本发明的第一供电模块的单体电池的电池单格数量不相等时，比如成倍数关系，如其中部分单体电池的电池单格数为6，另一部分单体电池的电池单格数为12，则m取最大公约数6。
25.本发明的一种铅酸电池组的第一供电模块的单体电池的电池单格数量不相等时，且无法获得最大公约数时，比如，电池组的第一供电模块包括三个单体电池，每个单体电池的电池单格数量分别是5、8、9，此时第一供电模块的单体电池的电池单格个数m为5或8或9，第一供电模块的电池单格总数w为22，电池组的第二供电模块的单体电池的电池单格数量是3，此时电池组的第二供电模块的单体电池的电池单格个数n为3，第二供电模块的单体电池的电池单格个数n与第一供电模块的单体电池的电池单格个数m不相等，此时第二供电模块的电池单格总数p为3，此时u/(w+p)-0.845《1.38，最好小于1.33.当厂家需要对铅酸电池组的第一供电模块和第二供电模块进行配置时，只要知道匹配电动车所需的电池组的电
压，以及相应的满足电池寿命的酸液的密度，就可以获得所需的电池单格总数，比如计算得到电池组需要25个单格，那么电池组的第一供电模块包括三个单体电池，每个单体电池的电池单格数量分别是5、8、9，电池组的第二供电模块包括一个单体电池，电池单格数量是3；或者是电池组的第一供电模块包括三个单体电池，每个单体电池的电池单格数量分别是5、2、9，电池组的第二供电模块包括一个单体电池，电池单格数量是9，此时第二供电模块的单体电池的电池单格个数n为9与所述第一供电模块的单体电池的电池单格个数m为5或2不相等。本发明的第二供电模块的单体电池的电池单格个数n与第一供电模块的单体电池的电池单格个数m不相等，表示只要第二供电模块的其中任何一个单体电池的电池单格个数与第一供电模块的其中任何一个单体电池的电池单格个数m不相等即可。这样可以根据不同的安装环境来配置电池组的单体电池的电池单格个数。同上述一样，第一供电模块的电压最好高于第二供电模块的电压。
26.本发明还公开了一种电池包，电池包内安装有本发明的铅酸电池组。本发明还公开了一种电动车，电动车安装有本发明的一种铅酸电池组或电池包。
27.本发明还公开一种调配供电模块，调配供电模块包括调配单格，调配单格总数为q，单格内的酸液密度为ρ，ρ《1.38g/cm2，最好小于1.33g/cm2，调配供电模块用于和单体电池的电池单格个数为m且单格内的酸液密度为ρ的基础供电模块串联使用，且q满足大于等于1且小于m。调配供电模块的电池单格总数为p，p＝km+q，k取大于等于0的整数，基础供电模块的单体电池个数为x，q的值最好为(1.38-ρ)m(x+k)/(ρ+0.845)的值取整，最好进一位取整。单格内的酸液密度为ρ＝u/【m(x+k)+q】-0.845，基础供电模块的电池单格总数w，调配供电模块和所述基础供电模块的电压之和为u，u/(w+p)-0.845《1.38。本发明的调配供电模块和基础供电模块最好为铅酸供电模块，本发明的调配供电模块可以与基础供电模块串联使用，从而可以满足电动车，尤其是电动自行车电机的需要、电池寿命的需要、不同的安装环境的需要、不同应用场景的需要，也可以在不改变现有基础供电模块的结构的情况下实现上述目的。此外调配供电模块的电压最好小于基础供电模块的电压，这样利于调配供电模块和基础供电模块的标准化批量化生产、提高生产效率、装配效率。本发明与基础供电模块的单体电池的电池单格个数m为6的串联使用的调配供电模块，可以是1个调配单格，调配供电模块的单格总数为1个，此时k＝0,调配供电模块的单格总数为7个即1x7的形式，此时k＝1，调配供电模块的单体电池的电池单格个数n为7；也可以是2个调配单格，此时调配供电模块的单格总数为2个，可以是一个单体电池包括两个单格，也可以是两个单体电池，每个单体电池具有一个单格，此时k＝0，此时调配供电模块的单体电池的电池单格个数n为1或2，调配供电模块的单格总数为8个即1x8的形式的一个单体电池，此时调配供电模块的单体电池的电池单格个数n为8，也可以是一个1x7的单体电池和一个单格单体电池，此时调配供电模块的单体电池的电池单格个数n为7和1，此时k＝1,或者是调配供电模块的单格总数为14个即两个1x7的形式的单体电池，调配供电模块的单体电池的电池单格个数n为7，此时k＝2,这样的调配供电模块，可以应用于现有的基础供电模块的单格数为6个的结构，从而可以实现本发明的目的。本发明的调配供电模块最好为调配动力供电模块。此外调配供电模块的酸液的密度最好低于1.33g/cm2，这样可以更好的提高电池的寿命，更好的提高活性物质的利用率。
28.本发明的调配供电模块，还可以是，调配供电模块的电池单格总数为p，调配供电
模块的单体电池的电池单格个数n，单格内的酸液密度为ρ，调配供电模块用于和电池单格总数w且单格内的酸液密度为ρ的基础供电模块串联使用，调配供电模块和基础供电模块的电压为u，基础供电模块的单体电池的电池单格个数m，基础供电模块的单体电池的电池单格个数m与所述调配供电模块的单体电池的电池单格个数n不相等，且满足u/(w+p)-0.845《1.38。基础供电模块的单体电池的个数x，如果每个单体电池具有相同的电池单格个数m，则u/(mx+p)-0.845《1.38；调配供电模块的单体电池的个数y，若每个单体电池具有相同的电池单格个数n，则u/(mx+ny)-0.845《1.38。
29.本发明还公开一种电池包，电池包内安装有本发明的调配供电模块。
30.本发明还公开一种电动车，安装有本发明的调配供电模块和安装有本发明的电池包。
31.本发明的铅酸电池组、调配供电模块的设计，还便于运输，也可以根据电机功率配置不同电池组合，甚至同一功率下可以选择配置不同的电压，从而满足不同的骑行需要，也可以满足不同安装环境的需要。此外本发明的铅酸蓄电池组，相同条件下可以行使距离更远、动力更足，同时也不影响电池的安装效率。本发明的调配供电模块、铅酸电池组最好为动力电池，尤其是用于在电动自行车上的动力电池。
32.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。