专利名称：内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及的是单体水平铅酸电池，尤其是一种内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池。
背景技术：
水平铅酸蓄电池是目前最先进的铅酸蓄电池，单体水平铅酸蓄电池的结构原理如图1所示板栅为柔性导体，它由通过固态挤压包覆成型的玻璃纤维复合铅丝编织而成，板栅的一端涂敷正极活性物为正极板1，另一端涂敷负极活性物为负极板2，正、负极板1、2间用隔膜3隔开形成双极板10，各双极板10水平交错堆放，上下用压力框架4固定，各双极板10通过铅丝内部串联，各双极板两端均通过铅丝11分别连接正电极汇流排7+和负电极汇流排7-，正电极汇流排7+和负电极汇流排7-分别设有正极端子5和负极端子6，大量铅丝并联传导电流，其电流分布均匀。目前，水平铅酸蓄电池已大量应用于电动汽车。
对于电动汽车(electric vehicles，下称EV)或混合动力汽车(hybridelectric vehicles，下称HEV)而言，电池是其主要或辅助动力源，是EV或HEV的关键组成部分。为了合理使用电池，充分利用电池中的能量，延长电池的使用寿命，EV或HEV必须装有电量表。其作用就象内燃机汽车都装有油量表一样，对电池进行荷电状态测算(下称SOC测算)，以判断电池是否充满电或放空电。与内燃机汽车油量表不同的是，在判断电池是否充满或放空时，没有象油量表那样清晰准确的判据。这是因为电池的容量随着温度、放电倍率、循环工作次数发生变化，过充和过放都会极大损害电池性能，所以电池的SOC测算远比油量表复杂和重要。从充分发挥电池能力和提高电池安全可靠工作性能两个角度来讲，SOC测算的正确度和实用可靠性是实现电池高效管理的关键环节。
目前，用于汽车的动力电池SOC测算，尤其是处于充放电工况时的实时动态测算，采用的是安时(Ah)计量法，亦称之谓库仑计量法。其原理是通过电流积分来累计电池的放电量，进而实现SOC测算。然而，要实现安时计量法的工程措施是在实时取样时刻K，必须采集到电池的负载电压参数Vk和电池的负载电流参数Ik；对于Vk取样比较简单，直接从电池正、负极并联取出Vk电压参数；而对于Ik取样，最简单的方法是在电池与负载连接回路中串联一个电流取样电阻，通过采集该取样电阻的电压降，依据欧姆定律就可换算出Ik电流参数。这种电流取样方式原理是正确的，所采集到的电流参数也实时反映了负载回路中的电流真值。但是，车用动力电池的工作电流通常很大，一般电机驱动的正常工作电流为几十安培～一百多安培。当车辆启动时，电机启动电流可高达200～300安培。因此，串联在负载主回路中的电流取样电阻也要承受高达200～300安培的大电流，由此带来以下缺陷一、电流取样电阻的制造和安装有难度由于电流取样电阻要承受300安培电流，加上车用动力电池的内阻都很小，一般为零点几个毫欧至几个毫欧，所以电流取样电阻的阻抗必须尽可能小。例如常见的直流电流表F1-2型0.5级分流电阻的规格为200A/75mv，相应阻抗为0.375毫欧，如此小阻抗的电流取样电阻，就不能用一般的锰铜丝绕制，要采用17×42×1.5的两块锰铜片铜焊在两个铜电极上，还要通过老化、计量、标定校正等加工工序，其中的标定校正目前还只能依靠锯缝等手工操作加以修正，且一旦校正过头，还无法修复。另外，目前车用动力电池都是以若干只单体电池通过适当的串并联组成相应模块，再由若干组模块构成整个车用动力电池组。现有的电流取样电阻是直接串入负载主回路中，对应的SOC测算也只能针对整个电池组。受现有电流取样电阻外形尺寸较大以及必须加固大电流接触端子的条件限制，采用上述直接串入方式要精确测算到每个模块组甚至测算到每个单体电池的SOC测算是不现实的。
二、测量范围和测量精度受到限制，当电池处于充放电工况，又要进行实时SOC测算，这时要注意负载回路中的尖锋脉冲电流和高频噪声信号的干扰，为正确取得电流参数，除了采用必要的有源滤波、数字滤波等软硬件抗干扰措施外，还希望电流取样电阻上的电流压降尽可能大一些。但由于该取样电阻的阻抗又特别小，处于零点几毫欧数量级。在小电流量程时，取样电阻上降压1毫伏，甚至只有零点几毫伏，其抗干扰能力很差，会影响测量范围和测算精度。
三、有可能降低电池工作可靠性由于电流取样电阻是串联在负载回路中，又要经受高达数百安培的大工作电流，其接线端子的接触电阻必须特别小，如要用M8以上的大尺寸紧固螺栓、螺母连接主回路电缆，运行中需进行抗振动维护，一旦电流取样电阻因振动或安装等原因形成接触不良，会导致打火或烧毁断路，即会中断负载回路使电机停止转动。由此可见，现有主回路电流取样模式存在着因电流取样电阻损坏造成SOC测算失败，引发电量表故障，进而导致电机停转的严重缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的不足，基于水平铅酸蓄电池所特有的结构特点，提供一种内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池。这种嵌有电流取样电阻的电池有利于电池充电流进或放电流出的负载电流以及全部或部分负载电流之电压降数据测取。
本发明内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于单体水平铅酸蓄电池内部之电极输出部位至少嵌入一个电流取样电阻；所述电流取样电阻与电极连接端设有外露于电池的测量引出线。
所述嵌入电流取样电阻串联在电极汇流排与电池正极或负极输出端子之间。它可实现电池负载电流集中取样。
所述嵌入电流取样电阻串联在双极板铅丝与正电极汇流排或负电极汇流排之间。它可实现电池负载电流的分布取样。
本发明内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池设计科学，结构合理、巧妙、简单紧凑。通过嵌置在电池内的电流取样电阻，可测得其单体水平铅酸蓄电池充电流进或放电流出的负载电流以及全部或部分负载电流在取样电阻上的电压降数据。测得的数据再按常规校正值计算即可得到负载电流值。其具有以下优点和效果1、单体电池内部嵌入取样电阻，使得单体电池可以实现电池荷电状态测算。在此基础上，可推广和开发出低成本、高精度的动力电池电量表、电池智能管理芯片等高附加值产品；2、内嵌取样电阻采用铸焊工艺连接较现有外褂式取样电阻的螺栓、螺母机械固定连接可靠性高；3、内嵌取样电阻的软件自校准比现有的外褂式取样电阻制造和校正标定计量成本低，可重复多次校准。现有的取样电阻产品只能一次性校准；本发明内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池的具体结构由以下附图和实施例详细给出。
图1是单体水平铅酸蓄电池结构原理示意图；图2是内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池结构原理示意图；图3是内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池的另一结构原理示意图；图4是图2所示内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池SOC测算原理图；图5是图3所示内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池SOC测算原理图。
具体实施例方式
实施例1一种可实现电池负载电流集中取样的内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池。本实施例涉及的单体水平铅酸蓄电池结构为中国专利ZL02243794.0公开的《铅酸蓄电池的端子结构》，从图1和图2可见，铅酸蓄电池由通过固态挤压包覆成型的玻璃纤维复合铅丝编织而成的柔性导体板栅，板栅的一端涂敷正极活性物为正极板1，另一端涂敷负极活性物为负极板2，正、负极板1、2间用隔膜3隔开形成准双极板10，各双极板10水平交错堆放，各双极板10两端的铅丝11内部串联，上下用压力框架4固定。双电极10两端均通过铅丝11-1、11-2、11-3…11-n分别与正极端子5和负极端子6的正电极汇流排7+和负电极汇流排7-连接；所述正极端子5为纯导电功能的支架8+，负极端子6为嵌有取样电阻的导电支架8-，导电支架8-由具电流取样电阻Rs功能的L型底座81和纯导电功能的圆桶型弯钩82通过铸焊连接组成；所述L型底座81由高稳定低温度系数的锰铜合金材料制成；导电支架8-具双重功能，既可满足其导电功能，又能满足测量负载电流的功能。导电支架8-的底座81与负电极汇流排7-铸焊连接。所述负电极汇流排7-设有外露于电池壳体的测量引出线9。
本内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池SOC测算原理如图4，水平铅酸蓄电池的正电极汇流排7+连接纯导电支架和负电极汇流排7-连接导电支架8通过导线连接负载Rz，连接导线上串有电流表A，通过电流表A可获得水平电池与负载Rz的回路电流Io；负电极汇流排7-的测量引出线9与负电极汇流排7-相连输入端导电支架8之圆桶型弯钩82连接导线上并有电压表V，通过电压表V可获得取样电阻Rs两端负载电流流过的电压降VRS，用式I1＝V1/RS1，I1∝I0/n，加上校正值修正就可推导出负载电流参数值。
实施例2从图3可以清楚地看到，这是一种可实现电池负载电流分布取样的内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池。铅酸蓄电池的基本结构与实施例1相同，区别是电流取样电阻RS1、RS2、RS3…RSn串联在双电极板10各铅丝11-1、11-2、11-3…11-n与负电极汇流排7-之间(见图3)。所述串联有电流取样电阻RS1、RS2、RS3…RSn的双极板10的铅丝11-1、11-2、11-3…11-n可以是同一双极板10层的铅丝11，或不同双极板10层、不同位置的铅丝11；可以单独一根铅丝11对应一个电流取样电阻RS，也可以若干铅丝11先行并联后，再串入一个或几个电流取样电阻RS。所有电流取样电阻RS的另一端再连接到负电极汇流排7-上。所有电流取样电阻RS与电极铅丝11连接线上均设有外露于电池的测量引出线9。
本内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池SOC测算原理如图5，水平铅酸蓄电池的正电极汇流排7+正极端子5和负电极汇流排7-负极端子6通过导线连接负载Rz，连接导线上串有电流表A，通过电流表A可获得水平电池与负载Rz的回路电流Io；电极1、2各铅丝11-1、11-2、11-3…11-n与电流取样电阻RS1、RS2、RS3…RSn连线之测量引出线9用导线与负电极汇流排7-的负极端子6连接，各连接导线上均并有电压表V1、V2、V3…Vn，通过电压表V1、V2、V3…Vn可获得各取样电阻RS1、RS2、RS3…RSn两端负载电流流过的电压降VRS，用式I1＝V1/RS1，I1∝I0/n，加上校正值修正就可推导出各负载电流参数值以及总负载电流值参数。实现水平铅酸蓄电池负载电流参数分布式取样。
以上内容是结合具体的优选实施方式，对本发明所作的进一步详细说明，本发明的具体实施不只局限于这些说明。在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于单体水平铅酸蓄电池内部之电极输出部位至少嵌入一个电流取样电阻；所述电流取样电阻与电极连接端设有外露于电池的测量引出线。
2.根据权利要求1所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于所述嵌入电流取样电阻串联在电极汇流排与电池正极或负极输出端子之间。
3.根据权利要求1所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于所述嵌入电流取样电阻串联在双极板铅丝与正电极汇流排或负电极汇流排之间。
4.根据权利要求1或2所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于电流取样电阻RS串联在负电极汇流排(7-)与电池负极端子(6)之间。
5.根据权利要求1或3所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于电流取样电阻RS串联在双极板(10)铅丝(11)与负电极汇流排(7-)之间。
6.根据权利要求5所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于串联有电流取样电阻RS的双极板(10)铅丝(11)可以是同一层双极板(10)的铅丝，或不同层双极板(10)、不同位置的铅丝(11)。
7.根据权利要求5所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于可以单独一根铅丝(11)对应一个电流取样电阻RS，也可以若干铅丝(11)先行并联后，再串入一个或几个电流取样电阻RS。
8.根据权利要求1或2所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于所述电流取样电阻RS设置在单体水平铅酸蓄电池的导电支架(8-)上。
9.根据权利要求8所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于导电支架(8-)由具电流取样电阻Rs功能的L型底座(81)和纯导电功能的圆桶型弯钩(82)铸焊连接而成。
10.根据权利要求8所述内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，其特征在于L型底座(81)由高稳定低温度系数的锰铜合金材料制成。
全文摘要
一种内嵌有电流取样电阻的单体水平铅酸蓄电池，包括单体水平铅酸蓄电池，其特征在于单体水平铅酸蓄电池内部之电极输出部位至少嵌入一个电流取样电阻；所述电流取样电阻与电极连接端设有外露于电池的引出线。本发明设计科学，结构合理、巧妙、简单紧凑。通过嵌置在电池内的电流取样电阻，可测得其单体水平铅酸蓄电池充电流进或放电流出的负载电流以及全部或部分负载电流在取样电阻上的电压降数据。测得的数据再按常规校正值计算即可得到负载电流值。
文档编号H01M10/06GK1750316SQ20051003730
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月13日 优先权日2005年9月13日
发明者程浩川 申请人:程浩川