一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统，包括电芯电压温度采集系统、自动化针床、多路控制器、双向直流电源、交换机及终端上位机；所述电芯电压温度采集系统与自动化针床连接，所述电芯电压温度采集系统与交换机连接，所述交换机与终端上位机连接；所述多路控制器与自动化针床连接，所述多路控制器与交换机连接；所述双向直流电源与多路控制器连接，所述双向直流电源与交换机连接。本发明专利技术还提供一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试方法。本发明专利技术优点：采用串联的方式将各电芯串联在同一个功率回路中，不仅能够保证同一批次的电芯充放电电流的一致性；而且只需要一个电芯充放电通道，可减少设备的使用量。

A kind of testing system and method for series formation and capacity separation of energy feedback core

The invention provides an energy feedback type electric core series forming and capacity dividing test system, which includes electric core voltage and temperature acquisition system, automatic needle bed, multi-channel controller, bidirectional DC power supply, switch and terminal upper computer; the electric core voltage and temperature acquisition system is connected with the automatic needle bed, the electric core voltage and temperature acquisition system is connected with the switch, and the switch and terminal The upper computer is connected; the multi-channel controller is connected with the automatic needle bed, and the multi-channel controller is connected with the switch; the bi-directional DC power supply is connected with the multi-channel controller, and the bi-directional DC power supply is connected with the switch. The invention also provides an energy feedback type electric core series connection forming and capacity dividing test method. The invention has the advantages that the electric cores are connected in series in the same power circuit, which can not only ensure the consistency of the charge and discharge current of the same batch of electric cores, but also only need one charge and discharge channel of electric cores, which can reduce the use amount of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统及方法
本专利技术涉及电池化成、分容
，特别涉及一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统及方法。
技术介绍
在锂离子电池首次充放电过程中，作为锂离子电池的极性非质子溶剂不可避免地都要在电极与电解液界面上反应，形成覆盖在电极表面上的钝化薄膜，称为电子绝缘膜或固体电解质相界膜即SEI膜，据报导得知：钝化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇盐和非导电聚合物组成，是多层结构，靠近电解液的一面是多孔的，靠近电极的一面是致密的。SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。一方面，SEI膜的形成消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率；另一方面，SEI膜具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在，并且溶剂分子不能通过该层钝化膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。化成的质量决定了SEI膜的好坏，直接接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能。电池的分容是通过化成分容柜(由于化成和分容基本原理相同，化成和分容功能集成在同一个柜子内，称为化成分容柜)来完成的，它可以同时为大量的电池充放电。电池分容时通过电脑管理得到每一个检测点的数据，从而分析出这些电池容量的大小和内阻等数据，确定电池的质量等级，这个过程就是分容。在对锂电池进行化成或分容时，目前使用的方法是对单个电池进行化成或分容。现有的这种方法存在有以下不足之处：对单个电池进行化成或分容，就需要很多的电池充放电通道，空间占用大，线材使用多，而且不能控制每个电池通道的电流是完全一致的，化成的效果也不一致，不利于电池的批量化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统及方法，解决现有单个电池进行化成或分容存在的需要很多的电池充放电通道，且不能控制每个电池通道的电流一致的问题。本专利技术是这样实现的：一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统，所述测试系统包括一电芯电压温度采集系统、一自动化针床、一多路控制器、一双向直流电源、一交换机以及一终端上位机；所述电芯电压温度采集系统与所述自动化针床相连接，所述电芯电压温度采集系统通过以太网链路与所述交换机相连接，所述交换机通过以太网链路与所述终端上位机相连接，以通过所述电芯电压温度采集系统实时监测接入到所述自动化针床上的各电芯的状态数据，并通过以太网链路将状态数据上报给所述终端上位机；所述多路控制器与所述自动化针床相连接，所述多路控制器通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述多路控制器接通或者断开所述自动化针床上的任意电芯；所述双向直流电源与所述多路控制器相连接，所述双向直流电源通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述双向直流电源对所述自动化针床上的任意电芯进行充放电。进一步地，所述多路控制器包括复数个串联在一起的继电器单元，所述自动化针床上对应每所述继电器单元均设置有一探针；每所述继电器单元均包括一第一继电器以及一第二继电器；所述第一继电器与所述探针串联后，再与所述第二继电器并联在一起；各所述探针均与所述电芯电压温度采集系统相连接。本专利技术是这样实现的：一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试方法，所述测试方法需使用上述的测试系统，所述测试方法包括：步骤S1、在终端上位机上运行电芯监测线程以及电芯化成分容线程；步骤S2、通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以恒流/恒压的方式，对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电化成，并控制第二继电器对化成完成的电芯进行旁路；待所有的电芯均化成完成后，通过所述电芯化成分容线程控制各个电芯以恒流的方式进行放电分容，并控制第二继电器对分容完成的电芯进行旁路；同时，通过所述电芯监测线程控制所述电芯电压温度采集系统实时监测串联到所述自动化针床上的各电芯的状态数据，并将状态数据上报给所述终端上位机。进一步地，在所述步骤S2之前，还包括：步骤S21、预先设定一小电流值，通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以设定的小电流值来对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电，并检测电压和电流是否异常，如果否，则进入步骤S2；如果是，则通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以设定的小电流值对各个电芯进行逐个充电，并逐一判断各电芯是否空位，且如果空位，则通过所述电芯化成分容线程控制对应的第二继电器闭合，以将该空位线路旁路；如果不空位，则继续判断下一个电芯，直到判断完所有的电芯之后，进入步骤S22；步骤S22、逐一判断各电芯是否接反，且如果接反，则将接反的电芯调正；如果没有接反，则继续判断下一个电芯，直到判断完所有的电芯之后，进入步骤S2。进一步地，在所述步骤S2中，所述的通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以恒流/恒压的方式，对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电化成，并控制第二继电器对化成完成的电芯进行旁路具体包括：步骤A1、设定电芯的化成电压值、化成结束电流值、化成结束电压范围值以及化成静置时间；步骤A2、通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以设定的恒流/恒压来对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电；步骤A3、通过所述电芯监测线程实时监测各个电芯的电压，且当所述电芯监测线程检测到有电芯的电压达到设定的化成电压值时，则记下当前串联电芯的总电压值，并暂停所述双向直流电源的充电；步骤A4、将暂停前记下的总电压值作为恒压的设定值，并通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源进行恒压充电；步骤A5、当所述双向直流电源检测到充电电流下降至所述化成结束电流值时，静置所述化成静置时间；步骤A6、判断电芯的电压是否在所述化成结束电压范围值内，且如果是，则暂停所述双向直流电源的充电，并通过所述电芯化成分容线程控制对应的第二继电器闭合，以将完成化成的电芯旁路，之后进入步骤A7；如果否，则通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源继续进行恒压充电，并进入步骤A5；步骤A7；判断是否所有的电芯均被旁路，且如果是，则结束化成流程；如果否，则以剩余的电芯数乘以所述化成电压值作为恒压的设定值，并通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源再次以设定的恒流/恒压来对剩余的电芯进行充电，并进入步骤A3。进一步地，在所述步骤S2中，所述的通过所述电芯化成分容线程控制各个电芯以恒流的方式进行放电分容，并控制第二继电器对分容完成的电芯进行旁路具体包括：步骤B1、设定电芯的放电电压阈值；步骤B2、通过所述电芯化成分容线程控制各个电芯以恒流对所述双向直流电源进行放电，并通过所述电芯监测线程实时监测各个电芯的电压，当所述电芯监测线程检测到有电芯的电压小于所述放电电压阈值时，则暂停对所述双向直流电源的放电，并通过所述电芯化成分容线程控制对应的第二继电器闭合，以将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统，其特征在于：所述测试系统包括一电芯电压温度采集系统、一自动化针床、一多路控制器、一双向直流电源、一交换机以及一终端上位机；/n所述电芯电压温度采集系统与所述自动化针床相连接，所述电芯电压温度采集系统通过以太网链路与所述交换机相连接，所述交换机通过以太网链路与所述终端上位机相连接，以通过所述电芯电压温度采集系统实时监测接入到所述自动化针床上的各电芯的状态数据，并通过以太网链路将状态数据上报给所述终端上位机；所述多路控制器与所述自动化针床相连接，所述多路控制器通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述多路控制器接通或者断开所述自动化针床上的任意电芯；所述双向直流电源与所述多路控制器相连接，所述双向直流电源通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述双向直流电源对所述自动化针床上的任意电芯进行充放电。/n

【技术特征摘要】
1.一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统，其特征在于：所述测试系统包括一电芯电压温度采集系统、一自动化针床、一多路控制器、一双向直流电源、一交换机以及一终端上位机；
所述电芯电压温度采集系统与所述自动化针床相连接，所述电芯电压温度采集系统通过以太网链路与所述交换机相连接，所述交换机通过以太网链路与所述终端上位机相连接，以通过所述电芯电压温度采集系统实时监测接入到所述自动化针床上的各电芯的状态数据，并通过以太网链路将状态数据上报给所述终端上位机；所述多路控制器与所述自动化针床相连接，所述多路控制器通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述多路控制器接通或者断开所述自动化针床上的任意电芯；所述双向直流电源与所述多路控制器相连接，所述双向直流电源通过以太网链路与所述交换机相连接，以通过所述终端上位机控制所述双向直流电源对所述自动化针床上的任意电芯进行充放电。


2.根据权利要求1所述的一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统，其特征在于：所述多路控制器包括复数个串联在一起的继电器单元，所述自动化针床上对应每所述继电器单元均设置有一探针；每所述继电器单元均包括一第一继电器以及一第二继电器；所述第一继电器与所述探针串联后，再与所述第二继电器并联在一起；各所述探针均与所述电芯电压温度采集系统相连接。


3.一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试方法，其特征在于：所述测试方法需使用如权利要求1-2任一所述的测试系统，所述测试方法包括：
步骤S1、在终端上位机上运行电芯监测线程以及电芯化成分容线程；
步骤S2、通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以恒流/恒压的方式，对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电化成，并控制第二继电器对化成完成的电芯进行旁路；待所有的电芯均化成完成后，通过所述电芯化成分容线程控制各个电芯以恒流的方式进行放电分容，并控制第二继电器对分容完成的电芯进行旁路；
同时，通过所述电芯监测线程控制所述电芯电压温度采集系统实时监测串联到所述自动化针床上的各电芯的状态数据，并将状态数据上报给所述终端上位机。


4.根据权利要求3所述的一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试方法，其特征在于：在所述步骤S2之前，还包括：
步骤S21、预先设定一小电流值，通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以设定的小电流值来对串联到所述自动化针床上的各个电芯进行充电，并检测电压和电流是否异常，如果否，则进入步骤S2；
如果是，则通过所述电芯化成分容线程控制所述双向直流电源以设定的小电流值对各个电芯进行逐个充电，并逐一判断各电芯是否空位，且如果空位，则通过所述电芯化成分容线程控制对应的第二继电器闭合，以将该空位线路旁路；如果不空位，则继续判断下一个电芯，直到判断完所有的电芯之后，进入步骤S22；
步骤S22、逐一判断各电芯是否接反，且如果接反，则将接反的电芯调正；如果没有接反，则继续判断下一个电芯，直到判断完所有的电芯之后，进入步骤S2。


5.根据权利要求3所述的一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤平，黄天生，黄旺理，
申请(专利权)人：福建星云电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35