单体电池恒压串联化成系统技术方案

本发明专利技术公开一种单体电池恒压串联化成系统，其设有电气串联的多个单体电池控制模块，第一节单体电池控制模块通过总滤波限流模块连接馈能模块的输出端的正极，最后一节单体电池控制模块连接馈能模块的输出端的负极块；每个单体电池控制模块均包括一状态切换模块并用于和一单体电池电气连接，状态切换模块用于切入单体电池或旁路单体电池，以使单体电池串联于主回路进行恒流充电，以及在单体电池的电压达到设定值时使该单体电池保持恒压充电，本发明专利技术同时进行多个串联的单体电池的化成，单体电池先经过恒流充电后进行恒压充电，使每节单体电池的电压保持一致，优化了整个化成工序、提高了化成效率。提高了化成效率。提高了化成效率。

【技术实现步骤摘要】
单体电池恒压串联化成系统


[0001]本专利技术涉及锂单体电池加工设备领域，尤其涉及一种单体电池恒压串联化成系统。

技术介绍

[0002]众所周知，单体电池生产需要经历的一个必要阶段为“化成”，即，单体电池组装完成后，在一定条件下给单体电池充放，从而激活单体电池电极上的活性物质，同时在阳极表面生成一种致密的膜，借以保护整个化学界面。在单体电池化成过程中，首先需要进行恒流充电，当充电到一定程度时转换为恒压充电，其中，串联化成充电方案是将N节单体电池进行串联，即采用单个DC/DC模块带动多节单体电池的方式，可以减少线损，提高效率。
[0003]但是，由于单体电池生产过程的差异性，每一节单体电池的物理化学性能都不同，一致性不可能完全一致，因此其到达恒压点的时刻也不同。而在串联化成充电方案中，如果某个单体电池达到设定电压，则全盘单体电池都会停止充电。因此，需要先将单体电池移至支持恒压充电的设备中进行单体电压恒压，以至每颗单体电池电压达到一致。这样就增加了一道繁琐的化成流程，导致效率达不到饱和。
[0004]因此，有必要提供一种具备串联单体电池恒压功能的化成系统，以优化整个化成工序、提高化成效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具备串联单体电池恒压功能的化成系统，以优化整个化成工序、提高化成效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：提供一种单体电池恒压串联化成系统，包括馈能模块、总滤波限流模块以及多个单体电池控制模块；所述总滤波限流模块的一端与所述馈能模块的输出端的正极电气连接；各所述单体电池控制模块之间电气串联，第一节所述单体电池控制模块与所述总滤波限流模块的另一端电气连接，最后一节所述单体电池控制模块与所述馈能模块的输出端的负极电气连接，并且每一所述单体电池控制模块用于和一单体电池电气连接；其中，所述单体电池控制模块包括一状态切换模块，所述状态切换模块用于切入所述单体电池或旁路所述单体电池，以使所述单体电池串联于主功率回路进行恒流充电，以及在所述单体电池的电压达到设定值时使该单体电池保持恒压充电，所述单体电池先经过恒流充电后再进行恒压充电，使每节所述单体电池的电压保持一致。
[0007]较佳地，所述单体电池控制模块还包括一级滤波模块、二级滤波模块、防反接模块以及监控模块；其中，所述一级滤波模块耦接于输入端与所述状态切换模块之间，用于实现所述单体电池控制模块的输入滤波；所述二级滤波模块耦接于所述状态切换模块的另一端，用于实现所述单体电池控制模块的输出滤波；所述防反接模块耦接于所述状态切换模块与所述单体电池的正极之间，用于防止单体电池反接；所述监控模块耦接于所述单体电池的两端，用于采集所述单体电池的电压、电流及温度。
[0008]较佳地，所述状态切换模块包括主路MOS管、旁路MOS管，所述主路MOS管、所述旁路MOS管并联于所述一级滤波模块的输出端，所述主路MOS的另一端并联所述防反接模块、所述二级滤波模块，并且所述防反接模块、所述二级滤波模块之间用于串联所述单体电池，所述旁路MOS管、所述二级滤波模块的另一端连接下一节所述单体电池控制模块的输入端；当进行恒流充电时，所述主路MOS闭合、所述旁路MOS断开，以使所述单体电池切入主功率回路进行充电，当所述单体电池达到恒压点需进入恒压充电时，所述主路MOS断开、所述旁路MOS闭合，以使主功率回路电流不流经所述单体电池而是旁路至下一节所述单体电池控制模块。
[0009]较佳地，所述防反接模块包括第一防反接MOS管、第二防反接MOS管，所述第一防反接MOS管、所述第二防反接MOS管以不同方向串联于所述状态切换模块与所述单体电池的正极之间，用于防止所述单体电池反接，本专利技术通过硬件防反，能够避免由于电池的意外放反而造成的火灾等现象发生。
[0010]较佳地，所述第一防反接MOS管、所述第二防反接MOS管的漏极串接，所述第一防反接MOS管的源极连接所述状态切换模块，所述第二防反接MOS管的源极连接所述单体电池的正极；当单体电池压接入系统后，所述第一防反接MOS管、所述第二防反接MOS管将会处于一开关状态，以提供充足的时间给控制器作出判断，而不会造成任何损伤；当进行串联化成工作时，所述第一防反接MOS管、所述第二防反接MOS管将会执行另一开关状态，以避免造成能量损耗。
[0011]较佳地，所述监控模块包括电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路；其中，所述电压采样电路并联于所述单体电池的两端，用于直接采集所述单体电池两端的电压；所述电流采样电路包括串联于所述单体电池的电流采样电阻，通过所述电流采样电阻采集所述单体电池回路的电流，因此可以实时传输电流数据至监控模块，使恒压数据更明了；所述温度采样电路包括贴附在监测点处的热敏电阻，通过所述热敏电阻采集所述单体电池的温度，当温度异常时，能迅速调整开关状态以保护系统稳态。
[0012]较佳地，所述一级滤波模块包括并联的电感和第一电容，所述电感的另一端连接所述状态切换模块的输入端，所述第一电容的另一端连接下一节所述单体电池控制模块的输入端；并且，最后一节所述单体电池控制模块的一级滤波模块的第一电容连接所述馈能模块的输出端的负极。
[0013]较佳地，所述二级滤波模块包括第二电容，所述第二电容的一端连接于所述状态切换模块与所述防反接模块之间，所述第二电容的另一端连接下一节所述单体电池控制模块的输入端。
[0014]较佳地，所述馈能模块包括AC/DC模块、DC/DC模块，所述AC/DC模块与所述DC/DC模块电气连接，所述AC/DC模块为所述馈能模块的输入端，所述DC/DC模块为所述馈能模块的输出端。
[0015]较佳地，本专利技术的单体电池恒压串联化成系统，其在进行恒流充电时，所述馈能模块作为供电源给所述单体电池供电，所述状态切换模块使所述单体电池控制模块切入主功率回路以使每节所述单体电池串联充电；当其中某一节所述单体电池的电压达到设定值时，则该节单体电池所对应电气连接的所述单体电池控制模块的所述状态切换模块切换，以使该节单体电池切出，且不影响其余所述单体电池的恒流充电；在进行恒压充电时，所述
监控模块检测所述单体电池的电压，当检测到所述单体电池的电压小于设定值时，则所述状态切换模块切换以将所述单体电池切回主功率回路，以维持电压不变的方式达到所述单体电池的恒压。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的单体电池恒压串联化成系统，具有以下技术效果：
[0017]一、本专利技术通过多个单体电池控制模块之间电气串联，每节单体电池控制模块均用于和一单体电池电气连接，并且每节所述单体电池控制模块均包括一状态切换模块，所述状态切换模块用于切入所述单体电池或旁路所述单体电池，以使所述单体电池串联于主回路进行恒流充电，以及在某一节所述单体电池的电压达到设定值时使该单体电池保持恒压充电，所述单体电池先经过恒流充电后进行恒压充电，以使每节所述单体电池的电压保持一致，因此，在化成阶段除了基本恒流充电功能之外，还具备单体电池恒压功能，优化了整个化成工序，提高了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单体电池恒压串联化成系统，其特征在于，包括：馈能模块；总滤波限流模块，所述总滤波限流模块的一端与所述馈能模块的输出端的正极电气连接；多个单体电池控制模块，各所述单体电池控制模块之间电气串联，第一节所述单体电池控制模块与所述总滤波限流模块的另一端电气连接，最后一节所述单体电池控制模块与所述馈能模块的输出端的负极电气连接，并且每一所述单体电池控制模块用于和一单体电池电气连接；其中，所述单体电池控制模块包括一状态切换模块，所述状态切换模块用于切入所述单体电池或旁路所述单体电池，以使所述单体电池串联于主功率回路进行恒流充电，以及在所述单体电池的电压达到设定值时使该单体电池保持恒压充电，所述单体电池先经过恒流充电后再进行恒压充电，使每节所述单体电池的电压保持一致。2.如权利要求1所述的单体电池恒压串联化成系统，其特征在于，所述单体电池控制模块还包括：一级滤波模块，所述一级滤波模块耦接于输入端与所述状态切换模块之间，用于实现所述单体电池控制模块的输入滤波；二级滤波模块，耦接于所述状态切换模块的另一端，用于实现所述单体电池控制模块的输出滤波；防反接模块，耦接于所述状态切换模块与所述单体电池的正极之间，用于防止单体电池反接；监控模块，耦接于所述单体电池的两端，用于采集所述单体电池的电压、电流及温度。3.如权利要求2所述的单体电池恒压串联化成系统，其特征在于，所述状态切换模块包括主路MOS管、旁路MOS管，所述主路MOS管、所述旁路MOS管并联于所述一级滤波模块的输出端，所述主路MOS的另一端并联所述防反接模块、所述二级滤波模块，并且所述防反接模块、所述二级滤波模块之间用于串联所述单体电池，所述旁路MOS管、所述二级滤波模块的另一端连接下一节所述单体电池控制模块的输入端；当进行恒流充电时，所述主路MOS闭合、所述旁路MOS断开，以使所述单体电池切入主功率回路进行充电，当所述单体电池达到恒压点需进入恒压充电时，所述主路MOS断开、所述旁路MOS闭合，以使主功率回路电流不流经所述单体电池而是旁路至下一节所述单体电池控制模块。4.如权利要求2所述的单体电池恒压串联化成系统，其特征在于，所述防反接模块包括第一防反接MOS管、第二防反接MOS管，所述第一防反接MOS管、所述第二防反接MOS管以不同方向串联于所述状态切换模块与所述单体电池的正极之间，用于防止所述单体电池反接。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴辉，林日升，伍伟杰，夏攀，王守模，
申请(专利权)人：广东恒翼能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：