專利名稱：高倍率可充電電池組的制作方法
高倍率可充電電池組
發(fā)明背承
本發(fā)明涉及可充電的電池組(battery);包括多個電化學電池(cell)、繼電器(relay) 和電池組控制器，產(chǎn)生用于為現(xiàn)代中等尺寸汽車中的電氣馬達供電1500 km的髙倍率 (high-rate)容量(capacity)。所述電池組可以充電500次。電化學技術的現(xiàn)狀不包括釋 放在電解過程中所儲存電能的髙效方法。
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種最有希望的技術。由于極少數(shù)但非常嚴重的 原因，PEMFC技術不太可能找到其市場化的途徑。對于PEMFC來說所要求的工作壽命 為5,000小時。該燃料電池中金屬部件的電化學腐蝕發(fā)生在比5,000工作小時要早得多的 階段。低的耐腐蝕性排除了使用大多數(shù)未包覆(皿coated)金屬。當使用大多數(shù)包覆的金 屬時離子化作用太低。用于雙極PEMFC板的耐腐蝕性合金覆層(coating)和聚合物覆層 還未曾達到可以商業(yè)化任何進展的水平。一些科學家宣稱已經(jīng)開發(fā)了可靠的方法，但是仍 存在很多未回答的問題。從迄今已知的來看，仍存在在電解過程中需要的腐蝕和電化學材 料性質(zhì)要求，它們未曾得到完全解決。然而，最嚴重的問題是爆炸的危險。5000psi (磅/ 平方英尺)的氫(一些公司正在設計并且計劃制造10000psi的氫罐)是髙度爆炸性的，難 于儲存/HB送，并且可能是非常危險的。如果使用的話，第一臺PEMFC供電的汽車在髙沖 擊性碰撞中爆炸只是時間問題，其結果是一個或更多個個體會瞬間死亡。不管在PEMFC 供電的汽車中設計多少安全防范裝置，該情況無可避免。當公眾知悉該第一起事故時，消 費者將決定不再購買PEMFC供電的汽車。如果傳統(tǒng)汽車中的汽油罐由于高沖擊性碰撞的 結果而開始燃燒時，在多數(shù)情況下駕駛者和乘客只有短的時間在第一次爆破最終發(fā)生之前 脫離該汽車。對于整合到常規(guī)汽車中來說，金屬氨化是一種太過復雜的化學過程。其他已 知用于氫的儲存方法不具有足夠的儲存容量。PEMFC供電的汽車對于平均消費者來說還 將太過昂貴。PEMFC電池要求不是容易可獲得的氫。使用轉化裝置(refoimer)來將烴或 醇轉變?yōu)闅涞牟僮鳟a(chǎn)生熱和其他會污染環(huán)境的氣體。PEMFC在汽車中為電氣馬達功能的 總體效率僅為約25%到31%,這是非常低的。PEMFC受到了公共媒體太多不應該的關注。 該信息未澄清產(chǎn)生氫的髙能耗、高成本、公共安全以及這樣的常規(guī)過程將如何污染環(huán)境。
電池組供電的電氣汽車(BEA)具有非常高的效率。電池組為約90%的效率，并且電 氣馬達/逆變器(inverter)為約80%的效率。這給出約72%的總體效率，這與任何其他替 換方案相比是杰出的。在具有垂直取向的堆疊(stacked)陽極和陰極板的傳統(tǒng)鉛酸電池組 設計中，當水(H20)在電池組箱的底部區(qū)域結集(buildup)時，硫酸(H2S04)集中在 頂部區(qū)域，在不同的水平電池層次上導致不同的電池性能。在鉛酸電解放電過程期間發(fā)生 數(shù)種不同的化學反應。很多人相信，鉛/氧化鉛和漿料(paste)之間的腐蝕是更重要的化 學反應之一?？傊蟮陌逡?guī)格促成深循環(huán)(de印-cycle)容量，窄的板規(guī)格組合大的板
表面積增加高倍率容量。當電池放電時，硫酸鉛(PbS04)在兩種電極板(grid)上結集， 而水在酸中結集。在放電期間，電池容量快速降低。鉛酸電池組未曾被整合到汽車中的技 術現(xiàn)狀是因為該電池類型不具有用于現(xiàn)代汽車的足夠容量。
具有燃燒式引擎的汽油驅動汽車的效率非常低，僅為20%。即，汽油熱能含量的僅約 20%轉換為機械功。然而，對于缺乏電池組替代方案來說，燃燒式引擎可以被視為是實際 且經(jīng)濟的。從環(huán)境的觀點來看，燃燒式引擎對全球環(huán)境是破壞性的。從人類健康的觀點來 看，燃燒式引擎可能是現(xiàn)代最嚴重的人為健康隱患。具有燃燒式引擎的汽車使得很多人的 生活更容易，并且可能是環(huán)境和健康問題曾被掩蓋如此長時間的原因。在世界上很多大城 市中空氣已經(jīng)被嚴重污染達非常長的一段時間。作為髙度空氣污染的結果，很多人有著嚴 重的壽命健康問題。汽車高密度工作的城市中一氧化碳(CO)的髙濃度意味著人類的心 臟不得不更努力地工作來從血液的血色素獲得被一氧化碳(CO)替代的氧。證明一氧化 碳(CO)導致哮喘疾病是更復雜的。對哮喘有數(shù)種不同的醫(yī)學診斷觀點。僅在美國，一 千七百萬人，包括四百萬兒童已經(jīng)被診斷為患有嚴重的哮喘疾病。美國總人口的50%目前 居住在具有太髙的空氣污染值的地區(qū)。燃燒式引擎處理中排放的二氧化碳(C02)的絕對 數(shù)量(sheerquantity)正在使大氣中的二氧化碳(C02)濃度增加，并且使溫室效應加劇。
可避免的事實是令人恐懼的。污染的空氣還已經(jīng)導致了數(shù)種其他的健康和環(huán)境問題。
在電化學家中公知基于鈷的鋰離子電池具有為現(xiàn)代汽車供電的獨特潛能，但是導致有 害化學反應的熱失控(thennal runaway)是非常嚴重的問題，這在鋰離子電池組領域的任 何最新技術中均未曾解決。包括其他材料的鋰離子電池面臨不同溫度水平的熱失控問題。 具有多個陽極和陰極層的鋰離子電池組領域的任何現(xiàn)狀面臨以下問題i)熱在很多不同的 陽極和陰極層之間生成，并且降低熱生成可能是一項不可能的工程任務；ii)鋰具有低熔點
(180")，這將極可能導致鋰熔化并且與陽極接觸，導致有害的化學反應iii)每個鋰離 子(Li離子)電池需要單獨地進行充電，并且在完全充電之前斷開閉合，因為該制造過程 不允許生產(chǎn)兩個具有相同充電值的電池。非常少數(shù)量的電池將過熱，并且需要切換出
(switchout)串聯(lián)排布。電壓降低是確定一電池是否需要切換出串聯(lián)排布的另一種方法。 在沒有電池組的電池管理控制器的情況下確定哪些電池需要切換出串聯(lián)排布，以及進行該 操作的時間是不可能的。在發(fā)生的時間點，在其余串聯(lián)排布的電池可以繼續(xù)可靠工作之前 該電池不得不切換出該串聯(lián)排布。斷開80個串聯(lián)鋰離子(Li離子)電池的任何單個電池 選項的操作涉及每個電池至少三個電磁繼電器，具有275個以大的網(wǎng)絡單獨的粗連線連接 的單獨電磁繼電器的龐大繼電器盒。斷開電池串不是一種選項?？商鎿Q地，如果每次一個 電池失效(breakdown)就重新連線該電池的話，所述275個電磁繼電器中的一些可以被 消除，但這不是非常實際。這樣的功率單元將太寬大、太沉重，并且將是一項太復雜的工 程任務，可能是不可行的。80個硅基多電路晶體管排布元件(邏輯)是一種選項。出于經(jīng) 濟上的原因以及選擇了 2端口電磁邏輯繼電器。該邏輯繼電器是必須的。
具有由鋰離子(Li離子)電池供電的電氣馬達的汽車被視為是零排放機動車(ZEV)。
ZEV將是恢復環(huán)境的主要因素，并且為后代提供更好的健康。
由于輕的重量、小的儲能密度、低的自放電率、大的再循環(huán)(recycle)數(shù)量(500次 再循環(huán))和快的充電周期時間(50-60分鐘)，鋰離子(Li離子)電池是對本發(fā)明的最有 希望的可選擇方案。
具有內(nèi)部冷卻的電池幾何分布、有著多個交叉取向的導體的大面積鋰離子(Li離子) 電池將延長電池的壽命，并且根據(jù)本發(fā)明，其與邏輯繼電器管理組合是一種產(chǎn)生所需要的 高倍率容量、控制電池中熱生成、消除有害化學反應的安全可靠的方法。
對月贈
因此，本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中電化學功率單元的上述缺點和缺陷。
本發(fā)明的另一目的在于提供--種更經(jīng)濟的電池組。
本發(fā)明的另一目的在于提供-—種以電池組的方式保護環(huán)境的電池組。
本發(fā)明的另一目的在于提供--種對公眾更安全的電池組。
本發(fā)明的另一目的在于提供--種會降低人類健康隱患的電池組。
本發(fā)明的另一目標在于提供--種會降低自然資源消耗的電池組。
具體地，本發(fā)明針對巻的(coiled)薄的分層電池而設計，其中考慮大的表面積和低 的維護費。3.7V的鋰離子電池產(chǎn)生6mA/cm2。所計算的用于給中等尺寸的現(xiàn)代汽車供能 1500km的電池面積約為800m2。每個電池包括銅上碳(CCu)陽極膜層、浸沒在無機六 氟磷酸鋰(LiPF6)溶液(電解液)中的15阿的共擠聚乙烯凍丙烯(PE+PP)微孔薄膜， 以及12jmi的鈷酸鋰(LiCo02)陽極膜層。15jun的非滲透性離子型聚丙烯(PP)膜壁壘 (barrier)取向為在電池陽極和陰極膜電極之間。所述電池圍繞于具有內(nèi)部風冷條的薄壁 多通道合金管結構(芯)。當汽車向前運動時，進入前柵(當需要時由風扇支持)的氣流 經(jīng)由歧管(manifold)分支到所有芯管結構通道，冷卻每個多層的(multi-laminate)電池。
多個陽極和陰極電流收集器膜片(strip)取向為橫跨整個電池幅(cell web)寬度，接 觸陽極膜層、陰極膜層，并且在每個電流收集器之間不同巻(coil)繞位置處以相等的電 池距離取向，收集電流。突出電池邊緣/端部的多個電流收集器片(陽極片在一側而陰極 片在電池的另一側)被壓縮(compressed)在芯結構與分離的陽極和陰極電流收集器元件 之間，從電池的每一側單獨地收集陽極和陰極電流。可替換的電流收集器方案消除電流收 集器片。堆疊的陽極膜層的部分突出巻一端而堆疊的陰極膜層的部分突出巻另一端，兩種
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電極堆疊按極性分別被壓縮，從電池收集正電流和負電流。在一個電池側(每個電池層)， 電極膜壁壘部分與陽極膜層邊緣重疊，并且在另一電池側(每個電池層)，電極膜壁壘部
分與陰極膜層邊緣重疊，以便保持陽極和陰極分離，防止有害的化學反應。使用多軸CNC 水射流來精確切割多個電池層邊緣(包括突出的陽極和陰極電流收集器)，將防止對電池 層的損害。通過在電池芯安裝期間使用內(nèi)部氣壓，電池容易地滑動到管芯結構上。
將需要大約80個串聯(lián)排布的電池來累積所需電壓。80個單個的電池串聯(lián)排布，產(chǎn)生 300V的直流電。每個電池面積10m2，寬度400mm，長度25米，繞為巻。電池結構圍 繞于擠出的合金管結構，并且以密封方式包圍在兩個板壁之間，其中兩端密封結合。
2-回路繼電器收集來自每個電池陽極和陰極的電流。第一繼電器回路以串聯(lián)排布集成 單個電池。第二繼電器回路將該單個電池切換出該串聯(lián)電池排布；當同一單個電池需要充 電時，電池溫度增加到預定水平，電壓降至預定水平，或者如果汽車進入高度沖擊性碰 撞，所有電池通過各自的電池繼電器串聯(lián)排布。所述繼電器或者是2-回路電磁繼電器，或 者是2-回路固態(tài)繼電器。通過使用分壓器網(wǎng)絡串進行電池組的電池管理控制，并且這些網(wǎng) 絡中的每一個將具有連接到各個電池正端子的節(jié)點。串聯(lián)或并聯(lián)排布。當電池達到太髙的 預定溫度水平時，它將向控制器發(fā)送控制信號，所述控制器將使該電池切換出串聯(lián)電池排 布。當電池電壓降至預定水平時，它將向控制器發(fā)送控制信號，所述控制器將使該電池切 換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。如果汽車經(jīng)歷高度沖擊性的碰撞，嵌入到微芯片中的加速度計 告知傳感器向控制器發(fā)送控制信號，所述控制器將使所有電池切換出串聯(lián)電池排布。因為 大多數(shù)汽車已經(jīng)具有嵌入到用于氣囊的微芯片中的加速度計，該信號可能可以被用作到控 制器的信號。
計劃通過將充電單元連接到常規(guī)家庭的電源出口 (power outlet) (100-200Amp)來 對該電池組充電而無需升級的電源線。耗費50-60分鐘來為單獨的鋰離子(Li離子)電池 充電。通過同時單獨地為IO個電池充電，所估計用于為具有80個電池的電池組充電的時 間為約7小時。當為10個電池充電時，用于充電單元所需電源供應應該是充足的，因為 家庭功耗在夜間為低。在為一組10個電池充電后，控制器斷開已充電的10個電池的組， 并且下一組10個電池將被連接且充電。最可能的是，在汽車擁有者的車庫中安裝有充電 單元將是實際的。在一些情況下，在汽車后背箱(automobiletrunk)安裝充電電源(可能 是可移除的充電單元)來在不同地點插入到外部電源出口可以是可替換方案。如果根據(jù)本 發(fā)明的電池組被用在混合動力汽車中，則還可能通過生能型制動發(fā)生器和/或通過燃燒式 引擎供能的發(fā)生器來為該電池組充電。
為多層的電池結構充電500次，每1500km—次(僅是在該階段的初步計算估值)將 為中等尺寸的現(xiàn)代汽車提供750，000km的行程。容器中所有使用的部件、繼電器和電池結 構可以被再循環(huán)。
附閨說明


圖1安裝在現(xiàn)代汽車車體輪廓后輪罩(比例尺為l: 1)之間的新電池的側視圖。 圖2是電氣圖，包括2-回路電磁繼電器，其中單個電池被集成到串聯(lián)電池排布中。 圖3是電氣圖，包括2-回路電磁繼電器，其中單個電池被切換出串聯(lián)電池排布，并且 單個電池充電。
圖4是鋰離子(Li離子)電池的等尺度圖，包括部分包圍在容器中的電池(巻)，其 中陽極膜電流收集器靠著該巻外的陽極電流收集器元件壓縮。
圖5是鋰離子(Li離子)電池的等距圖，包括電池(巻)，其中壓縮的陽極堆疊突出 電池一邊緣而壓縮的陰極堆疊突出電池另一邊緣(收集電流)。
具體實施例方式
根據(jù)圖2，繼電器以串聯(lián)排布的放電模式集成單個電池7。參考號2是單個電池串聯(lián) 的陽極連接。通過以銜鐵(armature) 5的接觸體13橋接串聯(lián)的陽極接觸體3和電池陽極 接觸體4，回路/電流有了到單個電池7的一個電極側的通路(access)。參考號8是單個 電池串聯(lián)陰極連接。通過以銜鐵5的接觸體6橋接串聯(lián)的陰極接觸體9和電池陰極接觸體 10,回路/電流有了到單個電池7的另一個電極側的通路。當螺線管12拉動連接到銜鐵5 的鐵磁鐵桿頭ll，銜鐵5繞軸旋轉約30'，并且根據(jù)圖3，單個電池7被切換出串聯(lián)電池 排布。
根據(jù)圖3，參考號14是單個電池串聯(lián)陽極旁路(bypass)連接。通過將單個電池串聯(lián) 陽極旁路接觸體18與銜鐵接觸體15結合，并且將串聯(lián)陰極旁路接觸體19與銜鐵接觸體 17結合，單個電池21被銜鐵接觸體15和17之間的內(nèi)部銜鐵連接16旁路?？刂破鲗⒊潆?單元連接到線路20和22來為單個旁路的電池21充電。
根據(jù)圖4,長度25m的多層的電池結構包括12萍的銅上碳(CCu)陽極膜層、浸 沒在無機六氟磷酸鋰(LiPF6)溶液(電解液)中的15拜的共擠聚乙烯/聚丙烯(PE+PP) 微孔薄膜，12nm的鈷酸鋰(LiCo02)陽極膜層，其中15,的非滲透性離子型聚丙烯(PP) 膜壁壘取向在電池陽極和陰極膜電極之間。所有電池層圍繞于管芯結構25,形成巻(電池) 33。冷卻的空氣24泵浦通過多通道管芯結構25，用于冷卻巻(整個電池)33的目的。多 個陽極電流收集器膜片31取向為橫跨整個電池幅并且在陽極膜層和電解液薄膜層之間不 同巻繞位置34處，通過多個陽極電流收集器膜片31從電池收集陽極電流，并且通過多個 壓縮的陽極電流收集器膜片區(qū)域29將電流分布到陽極膜片壓縮元件30，并且還分布到陽 極電流出口 28。陰極電流收集器膜片、陰極電流膜片壓縮元件和陰極電流出口取向為在平 坦的電池結構的相對側。電池的兩個相對的容器板壁35沿容器邊緣以封閉的形式密封， 其中容器兩端閉合結合(圍繞凸出型(male)電流收集器的凹入型(female) 3D配置)， 并且還通過取向為在管芯結構25和容器板壁26之間的0-環(huán)27以封閉的形式密封起來。 如果在所述芯中使用具有活性位點(active site)的材料，則在所述芯和電池之間插入絕緣 膜層。
根據(jù)圖5，該電池設計具有可替換的電流收集器，通過這樣來消除電流收集器片，即 堆疊的陽極膜層36的部分突出電池(巻)一端邊緣38而陰極膜層41的部分突出電池(巻) 另一端邊緣39，兩個電極堆疊按極性單獨壓縮，從電池收集正電流和負電流。從電池(巻) 邊緣39，電極膜壁壘層40與陰極膜層邊緣重疊，以便保持陽極和陰極分離，防止有害的 化學反應。
本發(fā)明不應該被視為限于上面描述的特定實施例，而是應該理解為覆蓋等同方法和工 藝的所有方面，并且本發(fā)明可應用的多種電池材料和結構對于閱讀了本說明書的本發(fā)明所 屬領域技術人員來說將是清楚的。
權利要求
1.一種可充電的電池組電池，包括陽極膜層、浸沒在電解液中的膜型薄膜層、陰極膜層，以及至少一個在所述陽極和陰極膜層之間的壁壘膜層，所述電池繞為卷，所述卷具有多個集成的陽極電流收集器膜層和多個集成的陰極電流收集器膜層，所述陽極電流收集器膜層在不同卷繞位置處所述陽極膜層和所述電解液膜型薄膜層之間取向，并且所述陰極電流收集器膜層在不同卷繞位置處所述陰極膜層和所述電解液膜型薄膜層之間取向，所述多個陽極膜電流收集器的每個接觸所述電池陽極膜的一次卷繞的至少10％面積，所述多個陰極膜電流收集器的每個接觸所述電池陰極膜的一次卷繞的至少10％面積，所述多個陽極電流收集器膜層和所述多個陰極電流收集器膜層在所述卷外部按極性分離、堆疊和壓縮。
2. —種可充電的電池組電池，包^5陽極膜層、浸沒在電解液中的膜型薄膜層、陰極 膜層，以及至少一個在所述陽極和陰極膜層之間的壁壘膜層，所述電池繞為巻，所述巻具 有多個集成的陽極電流收集器膜層和多個集成的陰極電流收集器膜層，所述陽極電流收集 器膜層在不同巻繞位置處接觸所述陽極膜層，并且所述陰極電流收集器膜層在不同巻繞位 置處接觸所述陰極膜層，所述多個陽極電流收集器膜層和所述多個陰極電流收集器膜層在 所述巻外部按極性分離、堆疊和壓縮。
3. —種可充電的電池組電池，包括陽極膜層、浸沒在電解液中的膜型薄膜層、陰極 膜層，以及至少一個在所述陽極和陰極膜層之間的壁壘膜層，所述電池繞為巻，其中所述 陽極膜層的堆疊部分突出電池一側，并且其中所述陰極膜層的堆疊部分突出電池另一側， 所述突出的電極按極性分離、堆疊和壓縮，從所述電池收集電流。
4. 如權利要求1-3所述的可充電電池組電池,其中所述電池(巻)具有平坦的管芯 結構，其中多個內(nèi)部風冷條取向為在所述平坦芯結構的兩個延伸的板壁之間。
5. 如權利要求14所述的可充電電池組電池，其中所述電池芯結構由至少兩個傳導 性橫向段構成，其中至少一個絕緣元件取向為在每一所述兩個傳導性橫向段之間， 一個芯 結構段連接到所述陽極電流收集器，而另一個芯結構段連接到所述陰極電流收集器。
6. 如權利要求1-6所述的可充電電池組電池，其中至少一個壓縮的堆疊陽極膜電流 收集器一般取向為在電池一側，而至少一個壓縮的堆疊陰極膜電流收集器一般取向為在電 池相對一側。
7. 如權利要求1-7所述的可充電電池組電池，其中至少一個陽極膜電流收集器堆疊 一般取向為平行于一般為矩形的電池芯橫向段輪廓的第一相對延伸的板壁，而至少一個陰 極膜電流收集器堆疊一般取向為平行于所述一般為矩形的電池芯橫向段輪廓的第二相對 延伸的板壁。
8. 如權利要求1-7所述的可充電電池組電池，其中至少一個多陽極膜電流收集器堆廓，并且至少一個多陰極膜電流收集器堆疊一般在所述膜電流收集器區(qū)域具有與所述陰極 的所述電池橫向段輪廓匹配的橫向段輪廓。
9. 如權利要求1、 2、 4、 5、 6、 7、 8所述的可充電電池組電池，其中電池長度在每 個電流收集器之間一般相等。
10. 如權利要求l-9所述的可充電電池組電池，其中至少一個陽極和至少陰極電流收 集器堆疊可以取向為任何位置，包括在所述電池容器的任何一側、內(nèi)部或外部。
11. 如權利要求1-10所述的可充電電池組電池，其中至少一個絕緣層取向為在所述 電池芯和每個壓縮的電池堆疊之間。
12. 如權利要求1-11所述的可充電電池組電池，其中至少一個電池容器板壁以閉合 結合的方式圍繞所述電池芯包覆。
13. 如權利要求1-12所述的可充電電池組電池，其中電池容器端部區(qū)域具有取向在 所述容器板壁和所述芯結構之間的密封。
14. 如權利要求1-13所述的可充電電池組電池，其中至少一個電池容器板端壁區(qū)域 是形模成形的。
15. 如權利要求1-14所述的可充電電池組電池，其中所述電池被包圍在密封的容器中。
16. 如權利要求1-15所述的可充電電池組電池，其中所述電池是通過汽車向前時的 速度或者通過風扇來風冷的。
17. 如權利要求1-16所述的可充電電池組電池，其中所述電池管芯結構具有一般為 矩形的橫向段輪廓。
18. 如權利要求3所述的可充電電池組電池，其中所述電極膜壁壘層的部分與兩個巻 邊緣端重疊。
19. 如權利要求3和18所述的可充電電池組電池，其中在電池一側所述膜壁壘與所 述陽極膜層邊緣重疊，并且在電池另一側所述膜壁壘與所述陰極膜層邊緣重疊。
20. 如權利要求3、 18和19所述的可充電電池組電池，其中所述電池組電池具有至 少一個陽極堆疊和至少一個陰極堆疊。
21. 如權利要求1-20所述的可充電電池組電池，其中所述堆疊的電流收集器焊接在 —起。
22. 如權利要求1-21所述的可充電電池組電池，其中風道歧管具有到每個電池芯管 結構通道的風道分支，當汽車向前運動時冷卻每個多層的電池。
23. 如權利要求1-22所述的可充電電池組電池，其中多個串聯(lián)和/或并聯(lián)排布的電池 為汽車中的電氣馬達供電，所述汽車包括混合替代動力汽車類型。
24. —種2-回路電磁繼電器，其中所述電池繼電器集成串聯(lián)電池排布中的單個電池， 切斷串聯(lián)電池排布中的單個電池旁路。
25. —種2-回路電磁繼電器，其中所述電池繼電器旁路電池排布中的單個電池，阻 止集成串聯(lián)電池排布中的單個電池。
26. —種電磁繼電器，其中銜鐵在一組第一回路接觸體之間設置第一回路，在第二位 置所述銜鐵在一組第二回路接觸體之間設置第二回路，在所述銜鐵之外，至少一個第一回 路接觸體與至少一個第二回路接觸體連接。
27. —種電磁繼電器，其中銜鐵在一組第一回路接觸體之間設置第一回路，所述銜鐵 在一組第二回路接觸體之間繞軸旋轉并設置第二回路，用于每個回路的所述銜鐵接觸體取 向為在所述銜鐵繞軸旋轉點的相對銜鐵側，在所述銜鐵之外，至少一個第一回路接觸體與 至少一個第二回路接觸體連接。
28. —種電磁繼電器，其中銜鐵在一組第一回路接觸體之間設置第一回路，所述銜鐵 直線運動并且繞其自身的軸線旋轉，在一組第二回路接觸體之間設置第二回路，所述銜鐵 來回旋轉，在所述銜鐵之外，至少一個第一回路接觸體與至少一個第二回路接觸體連接。
29. 根據(jù)權利要求23-28所述的電磁繼電器，所述電磁繼電器組合多個根據(jù)權利要求 1-23之任一所述的可充電電池組電池，其中所述繼電器每個設置在串聯(lián)的至少兩個電池之 間。
30. —種電路元件(邏輯)的排布，其中至少一個繼電器、接觸體或任何開關類型的 組合執(zhí)行根據(jù)權利要求23-28所述的電路元件(邏輯)排布。
31. 根據(jù)權利要求29所述的電路元件(邏輯)排布，其中至少一個繼電器、接觸體 或任何開關受計算機控制。
32. —種電池組管理方法，其中電池達到太高的預定溫度水平，所述電池向控制器發(fā) 送控制信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
33. —種電池組管理方法，其中電池在預定時間內(nèi)達到太髙的預定溫度水平，所述電 池向控制器發(fā)送控制信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
34. —種電池組管理方法，其中電池達到與其他電池的預定平均溫度相比太髙的預定 溫度水平，所述電池向控制器發(fā)送控制信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電 池排布。
35. —種電池組管理方法，其中電池電壓降至預定水平，所述電池向控制器發(fā)送控制 信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
36. —種電池組管理方法，其中電池電壓在預定時間內(nèi)降至預定水平，所述電池向控 制器發(fā)送控制信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
37. —種電池組管理方法，其中電池電壓增至預定水平，所述電池向控制器發(fā)送控制 信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
38. —種電池組管理方法，其中電池電壓在預定時間內(nèi)增至預定水平，所述電池向控 制器發(fā)送控制信號，所述控制器將所述電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
39. —種電池組管理方法，其中如果汽車經(jīng)歷高度沖擊性碰撞，嵌入到微芯片的加速 度計告知傳感器向控制器發(fā)送信號，所述控制器將至少一個電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排 布。
40. —種電池組管理方法，其中如果汽車經(jīng)歷高度沖擊性碰撞，嵌入到微芯片的加速 度計告知傳感器向控制器發(fā)送信號，所述控制器將所有電池切換出串聯(lián)或并聯(lián)電池排布。
全文摘要
一種電池組由多個電化學電池構成、所述多個電化學電池通過多個2-回路繼電器串聯(lián)設置，并且受電池組管理控制器控制，產(chǎn)生用于給電氣馬達供電的高倍率容量。本發(fā)明具有在現(xiàn)代汽車中用于為中等尺寸的汽車供電至1500km距離的應用。該新的電化學電池系統(tǒng)可以充電500次(每1500km)，并且消除了空氣污染，并解決了與內(nèi)燃機相關聯(lián)的很多其他環(huán)境問題。
文檔編號H01M4/04GK101375458SQ200680051188
公開日2009年2月25日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權日2005年11月16日
發(fā)明者威廉·庫爾伯格 申請人:威廉·庫爾伯格