鋰電池成組分容柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋰電池成組分容柜，其包括：成組電池的夾持裝置、充放電裝置，內(nèi)設(shè)有電池的充電、放電電路，其用于連接至電源裝置和能量回收裝置上，電源裝置，電源裝置外接市電電網(wǎng)，并將交流市電變成低壓直流電以供充放電裝置對(duì)夾持裝置中的各單體電池進(jìn)行充電，能量回收裝置，用于將充放電裝置中各單體電池的放電電壓予以升高并轉(zhuǎn)換成交流電返回至市電電網(wǎng)或局域電網(wǎng)中；測(cè)試控制板，用于檢測(cè)并控制各單體電池的充放電狀況，并記錄各單體電池的充電、放電電流的大小以及時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）可實(shí)現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池分容周期；2）裝配效率高；3）電能回收利用，節(jié)能能源；4）在分容過程中，還能測(cè)量出電池內(nèi)阻。
【專利說明】鋰電池成組分容柜
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋰電池成組分容柜。
【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，它憑借其重量輕、比能量高、工作電壓高、壽命長(zhǎng)、自放電低等優(yōu)點(diǎn)，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并迅速應(yīng)用于各種現(xiàn)代化移動(dòng)通訊設(shè)備和便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域中。隨著能源危機(jī)的愈演愈烈，各國(guó)都在尋找最合適的汽車能源的替代品，鋰離子電池由于其具備上述的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為各汽車廠家優(yōu)選的新能源。
[0003]人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，相同工藝條件成批生產(chǎn)出來(lái)的單體電池的容量各不相同，甚至相差甚遠(yuǎn)。如果這些不同容量的單體電池不加以區(qū)別，直接地以串并聯(lián)方式使用，則在充放電的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分單體電池過充，部分單體電池充電不飽和，嚴(yán)重影響了單體電池的壽命，也對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性埋下了隱患。由此可見，對(duì)加工好的單體電池予以分容處理至關(guān)重要。
[0004]現(xiàn)有的分容柜主要存在以下兩方面的不足:1)人工將單體電池一個(gè)個(gè)地夾持在設(shè)有彈性體的探針之間，效率低，并且彈性體的壓力不一致，影響充放電效果；2)在電池分容的過程中需要對(duì)各單體電池進(jìn)行反復(fù)幾次的充電放電，目前的傳統(tǒng)工藝是將各單體電池放電的能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，浪費(fèi)了能源，而且導(dǎo)致環(huán)境溫度升高。
[0005]鑒于以上弊端，實(shí)有必要提供一種改進(jìn)的鋰電池成組分容柜以克服上述缺陷。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉，分容效率高，并能有效利用能源，節(jié)省成本的鋰電池成組分容柜。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種鋰電池成組分容柜，其包括:
[0008]成組電池的夾持裝置，設(shè)有用于對(duì)接各單體電池正負(fù)極的探針，分別自正負(fù)極探針向外延伸連接至充放電裝置的第一導(dǎo)線；
[0009]充放電裝置，內(nèi)設(shè)有電池的充電、放電電路，其用于連接至電源裝置和能量回收裝置上；
[0010]電源裝置，電源裝置外接市電電網(wǎng)，并將交流市電變成低壓直流電以供充放電裝置對(duì)夾持裝置中的各單體電池進(jìn)行充電；
[0011]能量回收裝置，用于將充放電裝置中各單體電池的放電電壓予以升高并轉(zhuǎn)換成交流電返回至市電電網(wǎng)或局域電網(wǎng)中；
[0012]測(cè)試控制板，用于檢測(cè)并控制各單體電池的充放電狀況，并記錄各單體電池的充電、放電電流的大小以及時(shí)間。
[0013] 作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述成組電池的夾持裝置包括底座、上壓板、下托板以及自底座向上延伸貫穿下托板的導(dǎo)桿，所述上壓板和下托板之間設(shè)有氣缸驅(qū)動(dòng)裝置，下托板和底座之間的導(dǎo)桿套設(shè)有彈簧，上壓板和下托板的相對(duì)面還分別設(shè)置有上針板和下針板，下針板上還放置有電池收容盒。
[0014]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述能量回收裝置包括BOOST升壓電路和逆變電路。
[0015]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述測(cè)試控制板可設(shè)定各單體電池的最高充電電壓和最低放電電壓，并實(shí)施監(jiān)控各單體電池的實(shí)時(shí)電壓，以控制對(duì)各單體電池充放電的開啟和關(guān)閉。
[0016]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述分容柜還包括可分層的存儲(chǔ)框架，每層存儲(chǔ)框架上都安放有所述成組電池的夾持裝置。
[0017]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述電源裝置將交流市電轉(zhuǎn)換成12V直流電。
[0018]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述鋰電池成組分容柜還設(shè)有電控箱，所述充放電裝置、電源裝置、能量回收裝置和測(cè)試控制板收容于電控箱內(nèi)。
[0019]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述上針板和下針板結(jié)構(gòu)一致，其上均設(shè)有若干呈矩陣排列的探針。
[0020]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述充放電裝置的充電、放電的電流為 20A ~30A。
[0021]作為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的一種改進(jìn)，所述鋰電池成組分容柜還包括電池內(nèi)阻檢測(cè)單元，所述電池內(nèi)阻檢測(cè)單元可在單體電池分容時(shí)同時(shí)檢測(cè)出電池的內(nèi)阻并記錄在測(cè)試控制板中。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]I)可實(shí)現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池的分容周期；
[0024]2)整盒的放置單體電池進(jìn)行測(cè)試分容，裝配效率高；
[0025]3)電能回收利用，節(jié)能能源，并能保證環(huán)境溫度不升高，保證了分容的準(zhǔn)確性；
[0026]4)在分容的過程中，還能測(cè)量出電池的內(nèi)阻。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明鋰電池成組分容柜及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]附圖1為本發(fā)明鋰電池成組分容柜整體結(jié)構(gòu)立體圖；
[0029]附圖2為本發(fā)明鋰電池成組分容柜A部分的夾持裝置的立體圖；
[0030]附圖3為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的夾持裝置部分結(jié)構(gòu)的分解圖；
[0031]附圖4為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0032]附圖5為本發(fā)明鋰電池成組分容柜的內(nèi)阻檢測(cè)單元的主要電路圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0033]請(qǐng)參考圖1至圖5所示，本發(fā)明一種鋰電池成組分容柜100，其包括:成組電池的夾持裝置10，設(shè)有用于對(duì)接各單體電池正負(fù)極的探針，分別自正負(fù)極探針向外延伸連接至充放電裝置的第一導(dǎo)線；充放電裝置20，內(nèi)設(shè)有電池的充電、放電電路，其用于連接至電源裝置和能量回收裝置上，電源裝置30，電源裝置外接市電電網(wǎng)，并將交流市電變成低壓直流電以供充放電裝置對(duì)夾持裝置中的各單體電池進(jìn)行充電，能量回收裝置40，用于將充放電裝置中各單體電池的放電電壓予以升高并轉(zhuǎn)換成交流電返回至市電電網(wǎng)或局域電網(wǎng)中；測(cè)試控制板50，用于檢測(cè)并控制各單體電池的充放電狀況，并記錄各單體電池的充電、放電電流的大小以及時(shí)間。
[0034]成組電池的夾持裝置10包括底座11、上壓板12、下托板13、上下針板(14、15)、氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16、導(dǎo)桿17、彈簧18以及電池收容盒60。其中，所述底座11、上壓板12和下托板13結(jié)構(gòu)基本一致，均為矩形片狀，這三者自上向下的組裝順序是:第一層為上壓板12、中間層為下托板13、最下層為底座11，所述上壓板12和下托板13之間安裝有氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16，所述氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16包括氣缸頂桿，連接在氣缸頂桿上的頂板161，所述頂板161的兩端還開設(shè)有貫穿孔162，前述的導(dǎo)桿17安裝于貫穿孔162中，其延伸后穿過下托板13，并最終固定安裝至底座11上，在下托板13和底座11之間的導(dǎo)桿17上套設(shè)有彈簧18。前述的頂板161固定連接至上壓板12，這樣，當(dāng)氣缸頂桿收縮時(shí)，由于彈簧18的彈力作用，下托板13與底座11之間的間距可基本保持不變，但上壓板12會(huì)在頂桿收縮的拉力下向下托板13方向移動(dòng)。所述上壓板12和下托板13的相對(duì)面還分別設(shè)置有上針板14和下針板15，所述上針板14和下針板15結(jié)構(gòu)一致，其上均設(shè)有若干呈矩陣排列的探針。下針板上還放置有電池收容盒60，所述電池收容盒60用于收容各單體電池70并保證單體電池70的正負(fù)極與上下針板上的探針--對(duì)應(yīng)。
[0035]本發(fā)明充放電裝置20中所采用的充電、放電電路，均采用直流恒流電路，還可以實(shí)現(xiàn)20A~30A的大 電流充放電功效。
[0036]電源裝置30外接市電電網(wǎng)，并將交流市電變成12V低壓直流電以供充放電裝置對(duì)夾持裝置中的各單體電池進(jìn)行充電，所述的電源裝置30可以選擇常見的一些電源轉(zhuǎn)換器。
[0037]能量回收裝置40包括BOOST升壓電路和逆變電路，在本發(fā)明中，由于單體電池70的電壓比較小，故可對(duì)單體電池70進(jìn)行多次升壓，優(yōu)選的是，先將單體電池升壓至12V，再升壓至60V，隨后，結(jié)合逆變電路再次升壓成交流220V。
[0038]本發(fā)明一種鋰電池成組分容柜100還包括可分層的存儲(chǔ)框架80，每層存儲(chǔ)框架80上都安放有所述成組電池的夾持裝置10 ;在存儲(chǔ)框架80的旁邊還設(shè)有電控箱90，前述的充放電裝置20、電源裝置30、能量回收裝置40和測(cè)試控制板50收容于電控箱內(nèi)。為了便于分容柜以后的維護(hù)，可將該設(shè)備中的易損電子原件分別制成若干單元模塊，例如，所述的測(cè)試控制板就包括若干小的測(cè)試控制板組裝而成。
[0039]本發(fā)明一種鋰電池成組分容柜100是這樣工作的:先將待分容的單體電池70裝入電池收容盒60中，并保持單體電池70豎立放置，再將整盒的單體電池放置于分容柜100的每一層存儲(chǔ)框架上的成組電池的夾持裝置10中，具體來(lái)說，就是將整盒單體電池放置于成組電池夾持裝置10的下針板15上方,并保證下針板15上的探針與單體電池70下方的端極——對(duì)應(yīng)。在分容過程中，首先，分容柜100會(huì)對(duì)電池收容盒60中的各單體電池70進(jìn)行充電，即啟動(dòng)成組電池夾持裝置10的氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16，在氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16的作用下，上針板14就會(huì)向下針板15方向移動(dòng)，直到上針板14上的探針分別對(duì)應(yīng)地抵接至待分容電池的另一端極，隨后，電源裝置30將市電轉(zhuǎn)換成12V直流電并通過充放電裝置20對(duì)各單體電池70充電，在該過程中，測(cè)試控制板50可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各單體電池70的最高充電電壓控制各單體電池的充電狀態(tài)，所述測(cè)試控制板50還可以記錄充電電流的大小和充電時(shí)間的長(zhǎng)短，隨后，在放電過程中，測(cè)試控制板50可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各單體電池的最低放電電壓控制單體電池的放電狀態(tài),所述測(cè)試控制板50也可以記錄放電電流的大小和放電時(shí)間的長(zhǎng)短，根據(jù)Q=IT,則可根據(jù)充放電的電量差值就可得知單體電池的容量，在實(shí)際分容過程中，會(huì)對(duì)單體電池70進(jìn)行反復(fù)充放電并測(cè)出多個(gè)差值以便保證單體電池容量的準(zhǔn)確性高。上述多個(gè)差值都會(huì)記錄在測(cè)試控制板50的芯片中，再根據(jù)一定的計(jì)算方法(比如，求平均值)來(lái)最后確定每個(gè)電池的容量，并將容量的大小與各單體電池在電池盒中的位置關(guān)系對(duì)應(yīng)起來(lái)存放在測(cè)試控制板50的芯片中，隨后，使用者可操作該裝置的控制屏，在控制屏上便會(huì)顯示出各單體電池的容量以及位置信息。在前述放電過程中，各個(gè)單體電池會(huì)經(jīng)過BOOST升壓電路和逆變電路將單體電池中的電能回收至市電網(wǎng)或者局域電網(wǎng)中。充放電完畢后，氣缸驅(qū)動(dòng)裝置16帶動(dòng)氣缸頂桿上時(shí)，便會(huì)托起上壓板12，使上壓板12恢復(fù)至初始位置。
[0040]鋰電池成組分容柜還包括電池內(nèi)阻檢測(cè)單元，所述電池內(nèi)阻檢測(cè)單元可在單體電池分容時(shí)同時(shí)檢測(cè)出電池的內(nèi)阻并記錄在測(cè)試控制板50的芯片中，所述內(nèi)阻檢測(cè)單元的主要電路圖請(qǐng)參考圖5所示。
[0041]本發(fā)明一種鋰電池成組分容柜，并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所描述，因此對(duì)于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的 圖示示例。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池成組分容柜，其特征在于，包括: 成組電池的夾持裝置，設(shè)有用于對(duì)接各單體電池正負(fù)極的探針，分別自正負(fù)極探針向外延伸連接至充放電裝置的第一導(dǎo)線； 充放電裝置，內(nèi)設(shè)有電池的充電、放電電路，其用于連接至電源裝置和能量回收裝置上； 電源裝置，電源裝置外接市電電網(wǎng)，并將交流市電變成低壓直流電以供充放電裝置對(duì)夾持裝置中的各單體電池進(jìn)行充電； 能量回收裝置，用于將充放電裝置中各單體電池的放電電壓予以升高并轉(zhuǎn)換成交流電返回至市電電網(wǎng)或局域電網(wǎng)中； 測(cè)試控制板，用于檢測(cè)并控制各單體電池的充放電狀況，并記錄各單體電池的充電、放電電流的大小以及時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述成組電池的夾持裝置包括底座、上壓板、下托板以及自底座向上延伸貫穿下托板的導(dǎo)桿，所述上壓板和下托板之間設(shè)有氣缸驅(qū)動(dòng)裝置，下托板和底座之間的導(dǎo)桿套設(shè)有彈簧，上壓板和下托板的相對(duì)面還分別設(shè)置有上針板和下針板，下針板上還放置有電池收容盒。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述能量回收裝置包括BOOST升壓電路和逆變電路。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述測(cè)試控制板可設(shè)定各單體電池的最高充電電壓和最低放電電壓，并實(shí)施監(jiān)控各單體電池的實(shí)時(shí)電壓，以控制對(duì)各單體電池充放電的開啟和關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述分容柜還包括可分層的存儲(chǔ)框架，每層存儲(chǔ)框架上都安放有所述成組電池的夾持裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述電源裝置將交流市電轉(zhuǎn)換成12V直流電。
7.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述鋰電池成組分容柜還設(shè)有電控箱，所述充放電裝置、電源裝置、能量回收裝置和測(cè)試控制板收容于電控箱內(nèi)。
8.如權(quán)利要求2所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述上針板和下針板結(jié)構(gòu)一致，其上均設(shè)有若干呈矩陣排列的探針。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述充放電裝置的充電、放電的電流為20A~30A。
10.如權(quán)利要求1-9所述的任一鋰電池成組分容柜，其特征在于:所述鋰電池成組分容柜還包括電池內(nèi)阻檢測(cè)單元，所述電池內(nèi)阻檢測(cè)單元可在單體電池分容時(shí)同時(shí)檢測(cè)出電池的內(nèi)阻并記錄在測(cè)試控制板中。
【文檔編號(hào)】H01M10/48GK103904372SQ201210587055
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李瑤 申請(qǐng)人:深圳市沃特瑪電池有限公司