專利名稱：鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋰離子電池的充放電裝置，尤其涉及鋰離子電池充放電轉(zhuǎn) 換插接連接裝置。背景技術(shù)：
動力鋰離子電池因其良好的結(jié)構(gòu)和較高的環(huán)保性而得到廣泛應(yīng)用。 一般單 只電池的電壓較低，不能滿足各類電子產(chǎn)品的電壓需要，所以一般都是采用多 只電池串聯(lián)連接進行供電，以提高供電電壓。對電池組進行充電也都是采用串聯(lián)充電。在鋰離子電池組的使用過程中， 因鋰離子電池具有自放電的特性，且電池組中各只單獨電池的自放電量都不一 樣。而在電池的串聯(lián)充電中，電流值一致，即給每支電池的充電量一致，在電 池組的反復(fù)使用中，至使自放電較大的單節(jié)電池電壓不斷降低。從而至使整組 電池的儲電能力下降，大大影響電池組的使用能力和壽命，這成為電池組使用 中的致命弱點。如圓柱型32600動力鋰電池，它的安全充放電電壓值范圍在2.7V 4.2V， 也就是說它的充電飽和電壓最大值4.2V，在放電過程中，當電壓降至2.7V時， 表示電池電量已放凈。如果將3支32600電池串聯(lián)成一個電池組給某產(chǎn)品充當 電源，假定電池一、電池二、電池三的初始電壓同為4.2V，因電池自放電不同， 在靜置一星期后，電池一電壓降為4.1V，電池二和電池三電壓降為4.15V;對 這組電池進行充電，因這組電池是串聯(lián)連接，充電電流相同，在電池二和電池 三電壓達到4,2V時，電池一電壓只能達到4.15V;再一次將這組電池靜置一星 期，因電池一自放電大，電池一電壓降為4.00V，電池二和電池三電壓降為4.1V, 在又一次對這組電池充電時，電池二和電池三充至4.2V，但電池一卻在相同的 電流下只能充至4.1V;經(jīng)過若干個周期后，電池一的電壓明顯低于其它兩個電 池，也就是說，電池一的儲電能力在不斷的下降，至使整組電池表現(xiàn)出儲能值 下降。為解決電池組中因單個電池自放電不同而引起的整體儲能值下降問題，也 有人設(shè)計了一種電壓均衡板，在不改變原電池組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在每節(jié)電 池的兩端并聯(lián)一塊匹配的均衡板。用以在充電過程中，當自放電小的電池充滿 電時起到分流作用，以保證電池自放電大的電池繼續(xù)充電。這種方式有效的解 決了電池組中因單個電池自放電不同而引起的整體儲能值下降問題。但是這種 均衡板的制作及匹配很麻煩，要求與電池容量相匹配，不同容量的電池要求配 不同型號的均衡板。在充電過程中，自放電小的電池兩端并聯(lián)的均衡板會因該 電池先于自放電大的電池充飽和而不斷發(fā)熱，且發(fā)熱嚴重，不利于電池組的安 全。同時，該均衡板的制作成本高，穩(wěn)定性較差。所以，如何提供一種既能夠有效解決電池組中因單個電池自放電不同而引 起的整體儲能值下降問題，又實現(xiàn)方便，成本低，不會發(fā)熱，安全性能高，穩(wěn) 定性好的鋰離子電池充放電連接轉(zhuǎn)換裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重要課 題。為此，本申請人經(jīng)過研究，設(shè)計出了一種并充串放的電路，并于2006年8 月2日提出了專利申請?zhí)枮?00620106321. 0的專利申請，該專利申請?zhí)岢隽瞬?用2個、3個、四個或更多個電池時的并充串放電路，有效解決了電池組中因單 個電池自放電不同而引起的整體儲能值下降問題，不會發(fā)熱、安全性能高、穩(wěn) 定性好。該專利申請中公開了具體的實現(xiàn)電路，并通過開關(guān)來調(diào)節(jié)電池組并充串放， 但是開關(guān)的操作還不夠方便，尤其是數(shù)量越多越難操作，且電氣元件的模塊化 程度不高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種鋰離子電池充放 電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，使川方便，模塊化程度高。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接 裝置，包括含有若干電池的電池組，還包括插座、充電插接頭和放電插接頭， 所述插座、充電插接頭和放電插接頭上分別設(shè)置有電池兩倍數(shù)量的電池端插接 柱、充電頭插接柱和放電頭插接柱，每個電池端插接柱與一個電池的正極或負 極連接，充電插接頭和放電插接頭可分別插接到插座上，充電頭插接柱中所有 電池的正極連接在一起，所有電池的負極連接在一起，放電頭插接柱與電池端 插接柱上對應(yīng)的前一電池的負極與后一電池的正極之間釆用導(dǎo)電的并聯(lián)插接片 連接。作為優(yōu)選，所述電池組中包括第一電池和第二電池，所述插座上設(shè)置有第 一電池端插接柱、第二電池端插接柱、第三電池端插接柱、第四電池端插接柱， 所述充電插接頭上設(shè)置有第一充電頭插接柱、第二充電頭插接柱、第三充電頭 插接柱、第四充電頭插接柱，所述放電插接頭上設(shè)置有第一放電頭插接柱、第 二放電頭插接柱、第三放電頭插接柱、第四放電頭插接柱，第一電池端插接柱 與第一電池的正極連接，第二電池端插接柱與第一電池的負極連接，第三電池 端插接柱與第二電池的正極連接，第四電池端插接柱與第二電池的負極連接， 第一充電頭插接柱和第三充電頭插接柱之間采用第一并聯(lián)插接片連接，第二充 電頭插接柱和第四充電頭插接柱之間采用第二并聯(lián)插接片連接，第二放電頭插 接柱和第三放電頭插接柱之間采用第一串聯(lián)插接片連接。作為優(yōu)選，所述第一并聯(lián)插接片、第二并聯(lián)插接片和第一串聯(lián)插接片均為 銅片。作為優(yōu)選，所述電池組中包括第一電池、第二電池和第三電池，所述插座 上設(shè)置有第一電池端插接柱、第二電池端插接柱、第三電池端插接柱、第四電 池端插接柱、第五電池端插接柱、第六電池端插接柱，所述充電插接頭上設(shè)置 有第一充電頭插接柱、第二充電頭插接柱、第三充電頭插接柱、第四充電頭插 接柱、第五充電頭插接柱、第六充電頭插接柱，所述放電插接頭上設(shè)置有第一 放電頭插接柱、第二放電頭插接柱、第三放電頭插接柱、第四放電頭插接柱、第五放電頭插接柱、第六放電頭插接柱，第一電池端插接柱與第一電池的正極 連接，第二電池端插接柱與第一電池的負極連接，第三電池端插接柱與第二電 池的正極連接，第四電池端插接柱與第二電池的負極連接，第五電池端插接柱 與第三電池的正極連接，第六電池端插接柱與第三電池的負極連接，第一充電 頭插接柱、第三充電頭插接柱、第五充電頭插接柱之間采用第一并聯(lián)插接片連 接，第二充電頭插接柱、第四充電頭插接柱、第六充電頭插接柱之間采用第二 并聯(lián)插接片連接，第二放電頭插接柱和第三放電頭插接柱之間采用第一串聯(lián)插 接片連接，第四放電頭插接柱和第五放電頭插接柱之間采用第二串聯(lián)插接片連 接。作為優(yōu)選，所述第一并聯(lián)插接片、第二并聯(lián)插接片、第一串聯(lián)插接片和第 二串聯(lián)插接片均為銅片。作為優(yōu)選，所述插座、充電插接頭和放電插接頭整體均為圓形。 本實用新型的有益效果本實用新型將串聯(lián)及并聯(lián)的電路直接設(shè)置在充電 插接頭和放電插接頭內(nèi)，采用電插接頭和放電插接頭直接與插座插接實現(xiàn)電池 組的并充串放。自放電量存在差異的一組電池，在下次充電的過程中都可以使 儲能值達到最佳，完全解決了電池組中因單個電池自放電不同而引起的整體儲 能值下降的問題，提高了電池組的整體性能和使用壽命。且實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)更簡單， 使用操作更方便，模塊化程度高。本實用新型的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。
圖1是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中插座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中充電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中放電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中插座的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中充電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中放電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，包括含有若干電池的電池組l，還包括插座2、充電插接頭3和放電插接頭4，所述插座2、充電插接頭3和放電插 接頭4上分別設(shè)置有電池兩倍數(shù)量的電池端插接柱、充電頭插接柱和放電頭插 接柱，每個電池端插接柱與一個電池的正極或負極連接，充電插接頭3和放電 插接頭4可分別插接到插座2上，充電頭插接柱中所有電池的正極連接在一起， 所有電池的負極連接在一起，放電頭插接柱與電池端插接柱上對應(yīng)的前一電池 的負極與后一電池的正極之間采用導(dǎo)電的并聯(lián)插接片連接。所述插座2、充電插 接頭3和放電插接頭4整體均為圓形，三者尺寸相當。本實施例中電池組1中包括第一電池11和第二電池12兩只電池。 圖1是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中插座的 結(jié)構(gòu)示意圖；所述插座2上設(shè)置有第一電池端插接柱21、第二電池端插接柱22、 第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24。第一電池端插接柱21與第一電 池11的正極連接，第二電池端插接柱22與第一電池11的負極連接，第三電池 端插接柱23與第二電池12的正極連接，第四電池端插接柱24與第二電池12 的負極連接。圖2是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中充電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；所述充電插接頭3上設(shè)置有第一充電頭插接柱31、第二充 電頭插接柱32、第三充電頭插接柱33、第四充電頭插接柱34。第一充電頭插接 柱33之間采用第一并聯(lián)插接片51連接，第二充電頭插 接柱32和第四充電頭插接柱34之間采用第二并聯(lián)插接片52連接。圖3是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例一中放電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；所述放電插接頭4上設(shè)置有第一放電頭插接柱41、第二放 電頭插接柱42、第三放電頭插接柱43、第四放電頭插接柱44。第二放電頭插接 柱42和第三放電頭插接柱43之間采用第一串聯(lián)插接片61連接。所述充電第一并聯(lián)插接片51、第二并聯(lián)插接片52和第一串聯(lián)插接片61均 為銅片。插座2未與并聯(lián)插接頭3和串聯(lián)插接頭4連接時，電池組1內(nèi)各單體電池 第一電池11和第二電池12處于開路狀態(tài)；并聯(lián)插接頭3與插座2連接時，電 池組1內(nèi)各單體電池第一電池11和第二電池12處于并聯(lián)狀態(tài)，可連接充電器 對電池組1進行并聯(lián)充電；串聯(lián)插接頭4與插座2連接時，電池組1內(nèi)各單體 電池第一電池11和第二電池12處于串聯(lián)狀態(tài)，此時可連接負載。并聯(lián)插接頭3與插座2插接連接時，第一充電頭插接柱31、第二充電頭插 接柱32、第三充電頭插接柱33和第四充電頭插接柱34分別與第一電池端插接 柱21、第二電池端插接柱22、第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24對 應(yīng)連接。串聯(lián)插接頭4與插座2連接時，第一放電頭插接柱41、第二放電頭插 接柱42、第三放電頭插接柱43和第四放電頭插接柱44分別與第一電池端插接 柱21、第二電池端插接柱22、第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24對 應(yīng)連接。實施例二-本實施例中電池組l中包第一電池ll、第二電池12和第三電池13三只電池。圖4是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中插座的 結(jié)構(gòu)示意圖；所述插座2上設(shè)置有第一電池端插接柱21、第二電池端插接柱22、 第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24、第五電池端插接柱25、第六電池 端插接柱26。第一電池端插接柱21與第一電池11的正極連接，第二電池端插 接柱22與第一電池11的負極連接，第三電池端插接柱23與第二電池12的正 極連接，第四電池端插接柱24與第二電池12的負極連接，第五電池端插接柱 25與第三電池13的正極連接，第六電池端插接柱26與第三電池13的負極連接。圖5是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中充電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；所述充電插接頭3上設(shè)置有第一充電頭插接柱31、第二充 電頭插接柱32、第三充電頭插接柱33、第四充電頭插接柱34、第五充電頭插接 柱35、第六充電頭插接柱36。第一充電頭插接柱31、第三充電頭插接柱33、 第五充電頭插接柱35之間采用第一并聯(lián)插接片51連接，第二充電頭插接柱32、 第四充電頭插接柱34、第六充電頭插接柱36之間采用第二并聯(lián)插接片52連接。圖6是本實用新型鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置實施例二中放電插 接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。所述放電插接頭4上設(shè)置有第一放電頭插接柱41、第二放 電頭插接柱42、第三放電頭插接柱43、第四放電頭插接柱44、第五放電頭插接 柱45、第六放電頭插接柱46。第二放電頭插接柱42和第三放電頭插接柱43之 間采用第一串聯(lián)插接片61連接，第四放電頭插接柱44和第五放電頭插接柱45 之間采用第二串聯(lián)插接片62連接。所述第一并聯(lián)插接片51、第二并聯(lián)插接片52、第一串聯(lián)插接片61和第二 串聯(lián)插接片62均為銅片。插座2未與并聯(lián)插接頭3和串聯(lián)插接頭4連接時，電池組1內(nèi)各單體電池 第一電池ll、第二電池12和第三電池13處于開路狀態(tài)；并聯(lián)插接頭3與插座 2連接時，電池組1內(nèi)各單體電池第一電池11、第二電池12和第三電池13處 于并聯(lián)狀態(tài)，可連接充電器對電池組1進行并聯(lián)充電；串聯(lián)插接頭4與插座2 連接時，電池組1內(nèi)各單體電池第一電池11、第二電池12和第三電池13處于 串聯(lián)狀態(tài)，此時可連接負載。并聯(lián)插接頭3與插座2插接連接時，第一充電頭插接柱31、第二充電頭插 接柱32、第三充電頭插接柱33、第四充電頭插接柱34、第五充電頭插接柱35
和第六充電頭插接柱36分別與第一電池端插接柱21、第二電池端插接柱22、 第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24、第五電池端插接柱25、第六電池 端插接柱26對應(yīng)連接。串聯(lián)插接頭4與插座2插接連接時，第一放電頭插接柱 41、第二放電頭插接柱42、第三放電頭插接柱43、第四放電頭插接柱44、第五 放電頭插接柱45、第六放電頭插接柱46分別與第一電池端插接柱21、第二電 池端插接柱22、第三電池端插接柱23、第四電池端插接柱24、第五電池端插接 柱25、第六電池端插接柱26對應(yīng)連接。
另外，在對電池并聯(lián)充電時，電池兩端的電壓最大充至電源電壓，設(shè)置充 電電源為衡壓，采用本裝置對電池充電，不會出現(xiàn)過充電問題，它已起到了鋰 電池中保護板的保護作用，故采用本實用新型方案后不再需要另裝均衡板和保 護板。結(jié)構(gòu)簡單，安全性能高。不另加裝過放電保護時，在磷酸鐵鋰電池組中 使用效果較好。
上述實施例公開了采用兩只及三只電池的情況，采用四只或更多只電池的 情況與上述類似，可以類推。
上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何在本 實用新型基礎(chǔ)上簡單變換后的結(jié)構(gòu)均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1. 鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，包括含有若千電池的電池組(1)，其 特征在于還包括插座(2)、充電插接頭(3)和放電插接頭(4)，所述插座(2)、充電插接頭(3)和放電插接頭(4)上分別設(shè)置有電池兩倍數(shù)量的電池端插接柱、充電頭插接柱和放電頭插接柱，每個電池端插接柱與一個電池的正極或負極連接，充電插接頭(3)和放電插接頭(4)可分別插接到插座 (2)上，充電頭插接柱中所有電池的正極連接在一起，所有電池的負極連接 在一起，放電頭插接柱與電池端插接柱上對應(yīng)的前一電池的負極與后一電池 的正極之間采用導(dǎo)電的并聯(lián)插接片連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，其特征在于所 述電池組(1)中包括第一電池(11)和第二電池(12)，所述插座(2)上設(shè) 置有第一電池端插接柱(21)、第二電池端插接柱(22)、第三電池端插接柱(23)、第四電池端插接柱(24)，所述充電插接頭(3)上設(shè)置有第一充電頭 插接柱(31)、第二充電頭插接柱(32)、第三充電頭插接柱(33)、第四充電 頭插接柱(34)，所述放電插接頭(4)上設(shè)置有第一放電頭插接柱(41)、第 二放電頭插接柱(42)、第三放電頭插接柱(43)、第四放電頭插接柱(44)， 第一電池端插接柱(21)與第一電池(11)的正極連接，第二電池端插接柱 (22)與第一電池(11)的負極連接，第三電池端插接柱(23)與第二電池 (12)的正極連接，第四電池端插接柱(24)與第二電池(12)的負極連接， 第一充電頭插接柱(31)和第三充電頭插接柱(33)之間采用第一并聯(lián)插接 片(51)連接，第二充電頭插接柱(32)和第四充電頭插接柱(34)之間采 用第二并聯(lián)插接片(52)連接，第二放電頭插接柱(42)和第三放電頭插接 柱(43)之間采用第一串聯(lián)插接片(61)連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，其特征在于所 述第一并聯(lián)插接片(51)、第二并聯(lián)插接片(52)和第一串聯(lián)插接片(61)均 為銅片。
4. 如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，其特征在于所 述電池組(1)中包括第一電池(11)、第二電池(12)和第三電池(13)，所 述插座(2)上設(shè)置有第一電池端插接柱(21)、第二電池端插接柱(22)、第 三電池端插接柱(23)、第四電池端插接柱(24)、第五電池端插接柱(25)、 第六電池端插接柱(26)，所述充電插接頭(3)上設(shè)置有第一充電頭插接柱 (31)、第二充電頭插接柱(32)、第三充電頭插接柱(33)、第四充電頭插接 柱(34)、第五充電頭插接柱(35)、第六充電頭插接柱(36)，所述放電插接 頭(4)上設(shè)置有第一放電頭插接柱(41)、第二放電頭插接柱(42)、第三放 電頭插接柱(43)、第四放電頭插接柱(44)、第五放電頭插接柱(45)、第六 放電頭插接柱(46)，第一電池端插接柱(21)與第一電池(11)的正極連接， 第二電池端插接柱(22)與第一電池(11)的負極連接，第三電池端插接柱(23)與第二電池(12)的正極連接，第四電池端插接柱(24)與第二電池(12)的負極連接，第五電池端插接柱(25)與第三電池(13)的正極連接， 第六電池端插接柱(26)與第三電池(13)的負極連接，第一充電頭插接柱(31)、第三充電頭插接柱(33)、第五充電頭插接柱(35)之間采用第一并 聯(lián)插接片(51)連接，第二充電頭插接柱(32)、第四充電頭插接柱(34)、 第六充電頭插接柱(36)之間采用第二并聯(lián)插接片(52)連接，第二放電頭 插接柱(42)和第三放電頭插接柱(43)之間采用第一串聯(lián)插接片(61)連 接，第四放電頭插接柱(44)和第五放電頭插接柱(45)之間采用第二串聯(lián) 插接片(62)連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，其特征在于所 述第一并聯(lián)插接片(51)、第二并聯(lián)插接片(52)、第一串聯(lián)插接片(61)和 第二串聯(lián)插接片(62)均為銅片。
6. 如權(quán)利要求1-5中任何一項所述的鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，其 特征在于所述插座(2)、充電插接頭(3)和放電插接頭(4)整體均為圓 形。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰離子電池充放電轉(zhuǎn)換插接連接裝置，包括含有若干電池的電池組，還包括插座、充電插接頭和放電插接頭，所述插座、充電插接頭和放電插接頭上分別設(shè)置有電池兩倍數(shù)量的電池端插接柱、充電頭插接柱和放電頭插接柱，每個電池端插接柱與一個電池的正極或負極連接，充電插接頭和放電插接頭可分別插接到插座上，充電頭插接柱中所有電池的正極連接在一起，所有電池的負極連接在一起，放電頭插接柱與電池端插接柱上對應(yīng)的前一電池的負極與后一電池的正極之間采用導(dǎo)電的并聯(lián)插接片連接。本實用新型提高了電池組的整體性能和使用壽命，且結(jié)構(gòu)更簡單，使用操作更方便，模塊化程度高。
文檔編號H01M10/42GK201038269SQ20072010606
公開日2008年3月19日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者杰 譚 申請人:徐敖奎