阅读说明：本技术 一种用于共享单车的三元锂电池组 (Ternary lithium battery pack for sharing bicycle ) 是由 张继强 都伟云 项卫胜 骆峻 施寅 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于共享单车的三元锂电池组,其特征是,包括外壳、设置在外壳上的充放电接口和设置在外壳内部的电池包,所述电池包包括内胆、设置在内胆内侧的电芯模组和设置在电芯模组一侧面上的主控板,所述主控板输入端与电芯模组输出端连接,所述主控板的输出端与充放电接口连接。锂电池组采用外壳与内胆里外双层的防护结构提高锂电池组的防护能力。支架支撑电芯单体交错紧密排列,提高锂电池空间利用率的同时,保持良好的散热,同时支架骨架处呈三角支撑,起到更好的抗震支撑效果。主控板采用集成式,通过485通讯对锂电池进行管理,实现对锂电池的智能充放电控制,提高电池使用寿命,使电池多次充放电后能保持稳定的电池容量。(The invention discloses a ternary lithium battery pack for sharing a bicycle, which is characterized by comprising a shell, a charge-discharge interface arranged on the shell and a battery pack arranged inside the shell, wherein the battery pack comprises an inner container, a battery cell module arranged on the inner side of the inner container and a main control board arranged on one side surface of the battery cell module, the input end of the main control board is connected with the output end of the battery cell module, and the output end of the main control board is connected with the charge-discharge interface. The lithium battery pack adopts a double-layer protection structure with an outer shell and an inner container, so that the protection capability of the lithium battery pack is improved. The support supports crisscross inseparable range of electric core monomer, when improving lithium cell space utilization, keeps good heat dissipation, and support skeleton department is the triangular supports simultaneously, plays better antidetonation support effect. The main control board adopts an integrated form, manages the lithium battery through 485 communication, realizes intelligent charging and discharging control of the lithium battery, prolongs the service life of the battery, and enables the battery to keep stable battery capacity after the battery is charged and discharged for many times.)

一种用于共享单车的三元锂电池组

技术领域

本发明涉及电池组技术领域，尤其涉及一种用于共享单车的三元锂电池组。

背景技术

共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式，共享单车是一种新型共享经济，截至2017年9月7日，共享单车企业竞争重地的一线城市北上广深、以及武汉、杭州、福州、郑州、南京等二线城市共12城，目前共享单车，通过扫码解锁进行租赁，因此共享单车电池的供电稳定度技术电池容量稳定性和实用寿命显得尤为重要，但是，由于共享单车的使用频率高、租赁人员杂乱、使用环境迥异，存在极易对共享单车携带的电池造成损坏而影响共享单车电池的容量稳定性和使用寿命的问题。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种结构稳定使用可靠的36V电池包”，其公告号CN104466055，包括左支架、右支架、连接器固定架、金属触片、电池、保护线路板、支架螺丝柱和连接镍片，左支架和右支架之间通过一对支架螺丝柱相连，电池安装在对应的两个电池安装孔之间，保护线路板卡装在L型限位柱内，保护线路板上固定安装有连接器固定架，左支架外侧有2个点镍片安装槽和4个斜镍片安装槽。但是上述方案电池包结构密封性差，容易在共享单车的外界使用环境的影响下，降低使用寿命影响电池容量的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的共享单车锂电池的防护性低，在室外使用环境中容易影响电池容量的稳定性和使用寿命的问题，提供一种防护性高、使用寿命长、电池容量稳定的用于共享单车的三元锂电池组。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于共享单车的三元锂电池组，其特征是，包括外壳、设置在外壳上的充放电接口和设置在外壳内部的电池包，所述电池包包括内胆、设置在内胆内侧的电芯模组和设置在电芯模组一侧面上的主控板，所述主控板输入端与电芯模组输出端连接，所述主控板的输出端与充放电接口连接。内胆上设有接线口，所述主控板的输出端引出线和通讯模块引出线通过接线口穿过内胆与充放电接口内侧PIN脚分别连接，锂电池组通过主控板实现对锂电池组系统的智能充放电管理，且锂电池组采用外壳与内胆里外双层的防护结构提高锂电池组的防护能力。

作为优选，所述主控板包括信息采集模块、保护控制模块、输出端和通讯模块，信息采集模块：对电芯模块的电压、电流和温度进行实时采集，并将采集到的实时数据反馈给保护控制模块；

保护控制模块：对实时数据进行分析，当实时数据超过预设阈值时进行控制操作；同时根据实时数据估算电池剩余电量和电池健康状态；

通讯模块：包括电源隔离模块、放电信号模块和485通讯模块。

信息采集模块包括电流检测单元、电芯电压采集单元、电芯温度采集单元，所述信息采集模块一端与电池组的正负极连接，信息采集模块另一端与保护控制模块连接，保护控制模块包括前端控制芯片，单片机，和连接在充放电接口负极和电芯组负极之间的充电MOS和放电MOS，所述前端控制芯片和单片机之间采用I2c信号进行数据交互，所述前端控制芯片通过MOS驱动控制充电MOS和/或放电MOS动作，所述放电信号模块与单片机连接，所述485通讯模块通过电源隔离模块与单片机连接，还包括LDO模块，LDO模块输入端与电芯组输出端连接，LDO的输出端与单片机连接，实现对锂电池组系统的智能充放电管理。

作为优选，所述电芯模块包括电芯组，支架和串并联镍片；所述支架在电芯组两极端面呈镜像对称设置，所述支架上设有若干电芯卡槽，所述电芯卡槽沿支架厚度方向贯穿，所述串并联镍片设置在支架外侧通过电池卡槽与电芯两极点焊连接。使电池包能够提供所需的电压输出，支架对电芯模块起到支撑作用，使电芯与电芯之间保持一定的间距整齐排列，保持单体电芯与电芯之间的隔离状态，并且还起到均匀散热的作用。

作为优选，所述串并联镍片通过点焊将多个电芯并联成电芯并，相邻电芯并通过在串并连镍片串联组成电芯组。串并联镍片包括若干个镍片单体，每个镍片单体一端设有卡扣，所述卡扣的卡边与镍片单体垂直，所述镍片单体安装时，卡扣与支架一端面贴合，保正镍片与电芯的端面平行，保证单体电芯与电芯之间可靠的串联和/或并联。

作为优选，所述电芯模组的两相对端面的支架上设有若干定位卡槽，所述内胆内部设有若干定位支柱，所述电芯模组与内胆之间通过定位支柱与卡槽配合安装。多点位的卡槽与定位支柱紧配安装，提高电芯模组在内胆内放置位定位的精确度，电池包安装的稳定性高，在一定程度上锂电池的抗震效果。

作为优选，所述主控板两侧设有榫槽，所述支架一端面上设有榫头，所述主控板和之间通过榫槽和榫头榫卯固定。榫槽沿主控板厚度方向贯穿，安装时支架端面置于主控板下方，主控板的榫槽对于支架端面上的榫头相对，将主控板沿垂直方向下压，使榫头置于榫槽内，然后将主控板横向推动，榫头将榫槽卡住，即可固定主控板，安装方便，无需螺丝固定。

作为优选，所述电芯组中的若干电芯之间互相交错密排。支架上的电芯卡槽平行分布且紧密排列布置，相邻两排中相邻的电芯卡槽交错排列，使的同样面积的支架上除了各电芯卡槽外的剩余面积虽少，更大的利用锂电池的空间，同时又保证单体电芯与电芯之间互相隔离，保持良好的散热，且支架的骨架处呈三角支撑，起到更好的抗震支撑效果。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）锂电池组采用外壳与内胆里外双层的防护结构提高锂电池组的防护能力。（2）支架支撑电芯单体交错紧密排列，提高锂电池空间利用率的同时，保持良好的散热，同时支架骨架处呈三角支撑，起到更好的抗震支撑效果。（3）主控板采用集成式，通过485通讯对锂电池进行管理，实现对锂电池的智能充放电控制，提高电池使用寿命，使电池多次充放电后能保持稳定的电池容量。

附图说明

图1是本发明一实施例共享单车三元锂电池结构示意图。

图2是本发明一实施例共享单车三元锂电池剖视图。

图3是本发明一实施例共享单车三元锂电池的电芯模块爆炸图。

图4是本发明一实施例共享单车三元锂电池的电芯模组与内胆结构示意图。

图5是本发明一实施例共享单车三元锂电池的主控板结构框图。

图中：1、外壳 2、充放电接口 3、内胆 31、电芯模组 32、主控板 4、电芯 41、支架42、串并联镍片 43、电芯卡槽 5、定位卡槽 51、定位支柱 6、榫槽 61、榫头。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例：

如图1~5所示的一种用于共享单车的三元锂电池组，由外壳1和设置在外壳1内部的电池包组成，外壳1上的充放电接口2，电池包由内胆33和设置在内胆33内的电芯4模组31组成，两相对端面的支架41上设有若干定位卡槽5，所述内胆33内部设有若干定位支柱，所述电芯4模组31与内胆33之间通过定位支柱与卡槽配合安装。多点位的卡槽与定位支柱紧配安装，提高电芯4模组31在内胆33内放置位定位的精确度，电池包安装的稳定性高，在一定程度上锂电池的抗震效果。

电芯4模组31由电芯4组，主控板32、支架41和串并联镍片42组成，支架41在电芯4组两极端面呈镜像对称设置，所述支架41上60个电芯卡槽43，所述电芯卡槽43沿支架41厚度方向贯穿，支架41上的电芯卡槽43平行分布且紧密排列布置，相邻两排中相邻的电芯卡槽43交错排列，使的同样面积的支架41上除了各电芯卡槽43外的剩余面积虽少，更大的利用锂电池的空间，同时又保证单体电芯4与电芯4之间互相隔离，保持良好的散热，且支架41的骨架处呈三角支撑，起到更好的抗震支撑效果。

串并联镍片42设置在支架41外侧通过电池卡槽与电芯4两极点焊连接，串并联镍片42有11个镍片单体，串并联镍片42通过点焊将多个电芯4并联成电芯4并，相邻电芯4并通过在串并连镍片串联组成6并10串的电芯4组。每个镍片单体一端设有卡扣，所述卡扣的卡边与镍片单体垂直，所述镍片单体安装时，卡扣与支架41一端面贴合，保正镍片与电芯4的端面平行，保证单体电芯4与电芯4之间可靠的串联和/或并联。

电芯4模组31一侧面上设置有主控板32，主控板32呈长方形，主控板32两侧设有榫槽6，榫槽6沿主控板32厚度方向贯穿，所述支架41一端面上设有榫头61，所述主控板32和之间通过榫槽6和榫头61榫卯固定。安装时支架41端面置于主控板32下方，主控板32的榫槽6对于支架41端面上的榫头61相对，将主控板32沿垂直方向下压，使榫头61置于榫槽6内，然后将主控板32横向推动，榫头61将榫槽6卡住，即可固定主控板32，安装方便，无需螺丝固定。

主控板32包括信息采集模块、保护控制模块、输出端和通讯模块；

信息采集模块包括电流检测单元、电芯4电压采集单元、电芯4温度采集单元，所述信息采集模块一端与电池组的正负极连接，信息采集模块另一端与保护控制模块连接；保护控制模块包括前端控制芯片，LDO模块，单片机和连接在充放电接口2负极和电芯4组负极之间的充电MOS和放电MOS，所述前端控制芯片和单片机之间采用I2c信号进行数据交互，所述前端控制芯片通过MOS驱动控制充电MOS和/或放电MOS动作，所述放电信号模块与单片机连接；通讯模块采用485通讯，通讯模块通过电源隔离模块与单片机连接，LDO模块输入端与电芯4组输出端连接，LDO的输出端与单片机连接，实现对锂电池组系统的智能充放电管理。输出端包括KEY放电MOS开关端、正负极接口、RS485信号输出端，输出端与充放电接口2连接，内胆33上设有接线口，所述主控板32的输出端引出线和通讯模块引出线通过接线口穿过内胆33与充放电接口2内侧PIN脚分别连接，实现对锂电池组系统的智能充放电管理，提高电池使用寿命，使电池多次充放电后能保持稳定的电池容量。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电芯、串并联镍片、榫槽、榫头等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。