本发明专利技术涉及单体动力电池在线检测系统。单体动力电池在线检测系统,包括:上位机PC、与上位机PC连接的PLC,单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪,单独与上位机PC连接的内阻测试仪、开路电压测试仪。所述上位机PC为电池生产线现场操作人员提供丰富的显示,还要完成对测试仪采集的数据进行分析处理;所述PLC从上位机接收到命令后,执行从上位机PC分配的任务。本发明专利技术的有益效果是:实现了对电池内阻、开路电压的单体动力电池在线检测。
【技术实现步骤摘要】
单体动力电池在线检测系统
:本专利技术涉及锂离子电池制造工艺。进一步涉及单体动力电池在线检测系统。
技术介绍
:由于具有高比能量(功率)密度、寿命长和使用安全性高等特点,锂离子电池成为了电动汽车的最主要动力源。锂离子动力电池满足续航时间长、寿命优异和安全可靠三个基本要求,电动车才能市场化。而锂离子电池的一致性问题直接或间接的影响着这三个基本问题,成为所有电池应用技术中最基本的课题之一,成功解决这个问题一方面可以增加电池成组的寿命,另外一方面有效的减少电池不一致带来的过充、过放等安全问题的发生。由于单体动力电池并不能满足实际应用中所需要的高功率和高容量的要求,因此较好的办法是将多个电池进行组合,形成电池组。虽然电池组中进行组合的多个电池经过产线分选阈值的设定性能参数很接近,但是由于诸多的因素的影响也仍然会存在一些差异,并且在后续的循环使用中,这些差异会逐渐放大,从而导致电池组失效。因此把性能非常接近的电池,专门分类是非常有必要的,这样组合成电池组的性能才可以达到最佳。这样对于提高电池组的整体性能会有很明显的效果,而且还可以减少不必要材料的浪费,甚至可以减轻对环境污染。为了提高电池组的整体性功能,就得缩小单体电池之间存在的差异性,也就是将是单体电池的不一致性尽可能的降低。目前,基于成本和良率考虑大多数电池厂线使用反应电池性能的"显性"指标对电池进行分选,如容量,ACR和OCV。加强对电池生产线上单体电池性能测试系统的研究,可以很大程度地提高单体电池的一致性。电池生产线上单体电池性能测试系统能够对单体电池进行内阻、开路电压性能参数的值进行实时获取,同时,调用产线软件的充放电曲线参数,保存测试参数,对电池进行全面的分析。特别是,在线测试电池性能参数的特有的功能,使在线测试方法有别与市面上普遍所采用的离线测试法,能够更快、更准确地获得相应的各个单体电池内阻、开路电压的值,从而更加精确地判断单体电池的使用等级,实现对应单体电池分类。单体动力电池性能检测系统是电池生产的一道必要工序,对电池各项性能指标数据进行的采集处理,确定电池分选策略,进而决策电池分类,以此满足保证用户需求。受原材料性能、电极材料的结构、生产工艺等多种因素的影响和制约,单体动力电池检测系统的开发尤为重要。电池组PACK要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。目前,评价锂离子动力电池一致性的标准主要有容量、内阻和开路电压。常见的分选方法是采集锂离子单体电池容量、开路电压及满电态时电池的内阻作为基础数据,对电池进行分档和配组。但电池经过这种小电流工艺分容筛选后,配组的电池在使用过程中仍然会出现很多开路电压偏低、电性能差异性愈来愈明显,从而导致成组模块甚至整个电池包由于个别单体电池的异常而失效。因此动力池成组之前,必须对单体电池进行筛选,去除差异性大的单体,选择一致,好的电池组。电池内阻和开路电压是关键参数,在线监测非常必要。电池内阻:在电池工作时,流过电池内部电流受到的阻力称为电池内阻。包括欧姆内阻和极化内阻。在电池放电工作时,电压会随着电池内阻的增大而降低,并且放电时长也会相应地缩短。电池原材料、制造过程工艺、电池结构组成是影响电池内阻的主要因素。内阻是评价单体电池性能的关键因素。开路电压和工作电压:开路电压指的是处于非工作状态的电池的正电极和负电极的电压,即,当没有电流流动时电池的正电极端子和负电极端子之间的电位差。检测电池的开路电压是确定电池充电状态的一种重要手段。当电流在工作条件下流动时,电池正极和负极之间的电位差称为工作电压,也称为端电压。在电池放电操作状态下,当电流在电池内部流动时,必须克服由于电池内阻引起的压降,所以工作电压低于开路电压。
技术实现思路
:本专利技术提出一种对电池内阻、开路电压的单体动力电池在线检测系统。具体技术方案如下:单体动力电池在线检测系统,包括:上位机PC、与上位机PC连接的PLC,单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪,单独与上位机PC连接的内阻测试仪(12)、开路电压测试仪(13)。所述上位机PC为电池生产线现场操作人员提供丰富的显示,还要完成对测试仪采集的数据进行分析处理;所述PLC从上位机PC接收到命令后,执行从上位机PC分配的任务。本专利技术的有益效果是:实现了对电池内阻、开路电压的单体动力电池在线检测;具有电池条码扫描追溯功能,可以实时了解电池信息;提高了系统的易用性,有利于对电池性能的分析。附图说明:图1是本专利技术系统结构图。图中,内阻测试仪用来采集内阻参数;开路电压测试仪用来采集开路电压参数;光电传感器用来检测电池托盘位置信号;气缸:阻挡气缸固定电池托盘,顶升气缸将电池顶升到测量位置;电机作为动力来源驱动动力滚筒;触摸屏通过和PLC交互,接收现场反馈回来的信息并进行操作指令驱动和协调相应执行器的执行;扫码枪:获取相应托盘信息以及托盘中的电池的绑定信息;上位机PC对测试仪器采集到的数据进行处理;PLC来实现与上位机PC的交互,进而得到决策方案,驱动相应执行机构动作。图2是实施例中OCV测试运行流程图。图3是实施例中PLC运行流程图。图4是实施例中现场设备图。图中,图中光电检测传感器用来检测电池托盘是否达到指定位置;阻挡气缸用来固定托盘;动力滚筒用来传送电池托盘。图5是图4的主视图。图6是图5中A位置局部放大图。具体实施方式:实施例:单体动力电池在线检测系统,包括:上位机PC、与上位机PC连接的PLC,单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪,单独与上位机PC连接的内阻测试仪(12)、开路电压测试仪(13)。所述上位机PC为电池生产线现场操作人员提供丰富的显示,还要完成对测试仪采集的数据进行分析处理;所述PLC从上位机PC接收到命令后,执行从上位机PC分配的任务。该系统采用HIOKI日置测试仪进行内阻数据采集,安捷伦测试仪34980A进行OCV数据采集,实现高精度测量。BT3562在进行的电压测量中,最小分辨率可达10μV精度可达0.01%,保证了在系统要求的精度范围内测得的数据准确可靠。电池内部状态可能会在很短时间内发生改变,如果检测系统滞后,不能及时采集到数据,进而无法保证该数据是否能够反映电池的性能,所以要确保检测系统实时性能。PLC通过三菱q13udeh作为主要的控制器,通过网线与上位机PC连接,来实现与上位机PC的交互,进而得到决策方案,驱动相应执行机构动作;通过串口与扫码枪通讯,获取相应托盘信息以及托盘中的电池的绑定信息;通过I/O口接收光电传感器信号,驱动气缸,电机等执行器;通过网口与触摸屏进行交互来获取产线实况,也可通过触摸屏对具体控制点进行控制;通过人机交互界面操作面板来接收现场反馈回来的信息并进行操作指令驱动和协调相应执行器的执行。选用三菱GS触摸屏来作操作界面,方便使用者进行一些常规操作,此外,它还可以能实现状态的实时监控记录及故障诊断等功能,操作方便、直观、快捷;操作面板采用DC24V带灯按钮,分别用来实现上电、断电、启动、急停及复位功能;由气缸配合电池托盘等器件组成系统的执行机构,实现相应的驱动指令;由HIOKI日置BT3562和安捷伦34980A测试仪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.单体动力电池在线检测系统,其特征在于,包括:上位机PC、与上位机PC连接的PLC,单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪,单独与上位机PC连接的内阻测试仪(12)、开路电压测试仪(13);所述上位机为电池生产线现场操作人员提供丰富的显示,还要完成对测试仪采集的数据进行分析处理;所述PLC从上位机PC接收到命令后,执行从上位机PC分配的任务。
【技术特征摘要】
1.单体动力电池在线检测系统,其特征在于,包括:上位机PC、与上位机PC连接的PLC,单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪,单独与上位机PC连接...
【专利技术属性】
技术研发人员:王莉,叶岍,刘静茹,曹玉龙,娄本相,孔国红,
申请(专利权)人:天津农学院,天津齐物科技有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。