不间断电流的串联式充放电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方(充电和放电的电气条件等)连续进行充放电。电的电气条件等)连续进行充放电。电的电气条件等)连续进行充放电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不间断电流的串联式充放电装置


[0001]本专利技术提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。

技术介绍

[0002]二次电池(重复进行充电和放电的电池的总称，例如锂电池)在制造和使用过程中按预定配方(充电和放电的电气条件等)进行充电和放电。
[0003]这是二次电池的制造工艺中非常重要的工艺，因为根据充放电操作特性的结果，判断电池的好坏并对其进行分类(sorting)。
[0004]随着电动汽车用大容量二次电池的产量呈爆发式增长，充放电装置不仅大大增加了设备成本，而且运用过程中消耗的电力以及伴随的冷却和加热等是影响二次电池经济可行性的重要因素，同时需要测量和检测功能，以提高二次电池在充放电工艺中的安全性。
[0005]二次电池具有电压和电流根据充放电的电量而变化的特性。在常规的充电配方中，当先以预定电流进行恒流充电时，电池的电压会逐渐升高，在达到预定的设定电压(或最大电压)后，保持预定的设定电压，同时充电电流逐渐减少，当达到预定设定的电流(或截止电流)时，充电过程完成。
[0006]在常规的放电配方中，如果以预定恒流进行放电时，电池的电压逐渐下降，当达到预定设定的电压(或截止电压)时，放电过程完成。
[0007]在二次电池中，即使以相同电流进行充放电，具有电池容量大的电池的电压波动也很小，当对多个电池进行串联充放电时，如果没有校正所述容量差异的装置，则存在无法按充放电配方进行充放电的问题。
[0008]为了串联连接或分离多个二次电池，电路中必须使用继电器开关，但如果要将充电或放电工艺先完成的电池与电路分离，则在继电器开关操作的瞬间，存在主充放电电源装置的电流会被间断(on/off)，并且在测量电流和电压时可能会出现错误的问题。
[0009]为了保持高精度和分辨率，对多个二次电池进行串联充放电的装置的电压和电流传感器等原本使用高规格(通常是昂贵的)传感器，并且定期进行校准。
[0010]二次电池充放电装置的安全性(safety)问题是一个非常重要的因素，并且实时检测主要危险因素的功能对于装置的安全性至关重要。
[0011]在充放电装置操作时，可能会出现电池本身发热或变形等问题，电池电极的接触不良导致的电压下降或发热是最常见的危险因素。
[0012]二次电池的充放电装置通常是无人值守的自动化设备，如有必要，必须改进或升级运用程序，但如果高电压大电流运行的设备数量过多，存在难以修改或升级控制程序的问题。

技术实现思路

[0013]技术问题
[0014]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，从而能够使充放电装置简化为一台，因此降低设备成本和运用成本。
[0015]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，从而能够使主充放电装置的操作电压比一个电池的电压高出电池数量的倍数，提高电能转化效率，降低设备成本和运用成本。
[0016]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，其还配置为通过在串联的多个单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正单节电池之间的容量差异。
[0017]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置用于校正单节电池之间的容量差异，其由绝缘单向直流变换器(DC
‑
DC converter)组成，所述绝缘单向直流变换器将直流电网电源，即主充放电器的输入端，或单独的外部电源作为输入，并且将单节电池的电压作为输出。
[0018]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，由于使用多个二次电池串联的串联式充放电方法和装置，因此根据主充放电电源装置的高规格电流传感器，可以定期自动对单节电池的通用规格的电流传感器进行校正，从而能够降低制造成本。
[0019]其目的在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，由于定期对单节电池的通用规格电流传感器因长期操作而引起的增益(gain)值变化、偏移(off
‑
set)值和漂移(drift)值等进行精确校正，因此低成本的通用规格电流传感器可以表现出与高规格电流传感器的性能相同或类似的特性。
[0020]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，由于增加了实时对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较的功能，因此可以实时确认包括单节电池在内的接触部分的异常状态，并且实时识别预计会发热的电位差，从而能够提前预防事故，并且与现有的判断发热状态的方法相比，可以提高充放电电源装置的安全性。
[0021]本专利技术要解决的另一个技术问题在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，当要修改或升级串联式充放电装置的控制程序时，无需修改或升级单节电池的充放电控制器的程序，只需通过远程通信对远小于电池数量的主充放电电源装置的控制器进行修改或升级，因此大大提高了设备的后续管理的易用性。
[0022]技术方案
[0023]本专利技术的技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正和消除单节电池的容量差异，并且在
不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定充放电配方连续进行充放电。
[0024]本专利技术的另一个技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，并且辅助充电电源装置由包括微控制器的单独的控制器组成，其配置为增加或减少单节电池的电压和电流。
[0025]本专利技术的另一个技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其配置为在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，“容量最小的电池”的电压最先达到预定的设定电压(或最大电压，例如锂电池为4,200mV)，并且主充放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，对于一种用双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充放电装置，用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其中，在不间断所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。2.根据权利要求1的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，为了校正串联的多个二次电池的容量差异，在串联的单节电池上并联增加设置辅助充电电源装置。3.根据权利要求1或2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，所述绝缘单向开关模式直流变换器将单节电池的电压作为输出。4.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在辅助充电电源装置中安装有控制程序，并且通过使用每个电池控制器来增加和减少单节电池的电压和电流，所述电池控制器配置为通过在微控制器中执行所述控制程序来控制每个单节电池的充放电。5.根据权利要求4所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，在串联的电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，充放电电源装置配置为根据所述容量最小的二次电池执行恒压充电。6.根据权利要求4所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，其他比容量最小的电池容量大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断电流的情况下完成充电。7.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在串联放电中，主充放电电源装置配置为在放电循环中按预定放电配方基于串联的多个电池中容量最大的电池以预定恒流进行放电。8.根据权利要求7所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在串联的多个电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，所述容量最小的电池的辅助充电电源装置供给与主充放电电源装置的电流一样大的电流。9.根据权利要求7所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，串联的多个电池根据容量的大小依次重复所述动作，并且所有电池在不间断电流的情况下按预定放电配方完成放电。10.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在充电中，主充放电电源装置仅在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。11.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置相对更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，在充电中，主充放电电源装置在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池以预定恒流
进行充电。12.根据权利要求11所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在恒压充电区间，按预设的电流曲线进行充电，小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充。13.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，辅助充电电源装置的电流传感器和主充放电电源装置的电流传感器在相互交换测量值的同时自动或定期进行校正，从而测量单节电池的电流并对串联的多个二次电池的容量差异进行精确校正。14.根据权利要求1所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较，如果因接触电阻而引起的电压下降存在大于或等于设定值的电压差异，则为了提高安全性，提前识别为电池或接触部分不良，停止运行或发送警告信息，以采取预防措施。15.根据权利要求1所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，在对多个二次电池进行串联且不间断电流的串联式充放电方法中，通过远程通信容易对单个主充放电器控制器的控制程序进行修改或升级。16.一种不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：对于一种用双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正默，
申请(专利权)人：HBL株式会社，
类型：发明
国别省市：