CN105518473B - 充放电装置的充电电流的精确检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测电池单体充放电器的充电电流准确度的装置，该装置包括机构单元和供电单元，其中机构单元包括：盒形壳体，盒形壳体的顶部开口；一对连接端子，该一对连接端子每个安装在壳体的两侧的内侧上，并电连接到供电单元，以检测充放电器的电流准确度；和多个电压测量单元，电压测量单元包括分流电阻器部分，该分流电阻器部分用于将恒定的电阻施加至相应的连接端子，并且其中供电单元包括：充放电器，用于将电流施加到电压测量单元和对电池单体进行充电和放电；以及万用表，用于测量分流电阻器部分的电流和电压。

Description

充放电装置的充电电流的精确检测器
技术领域
本发明涉及一种检测电池单体充放电装置的充电电流的精度的检测器，该检测器包括仪器单元和供电单元，其中仪器单元包括壳体和多个电压测量部件，壳体形成为在其顶部处开口的盒形，电压测量部件包括：一对连接端子，该一对连接端子在壳体内侧安装在壳体的相对两侧上以检测充放电装置的电流的精度，连接端子电连接到供电单元；和分流电阻部件，该分流电阻部件将均匀的电阻施加至相应的连接端子，并且供电单元包括：充放电装置，该充放电装置将电流供应至电压测量部件且对电池单体进行充电和放电；和万用表，该万用表测量分流电阻部件的电流和电压。
背景技术
随着移动装置日益发展并且这些移动装置的需求增加，电池的需求已经随着用于移动装置的能源急剧地增加。因此，已经进行了对于满足各种需要的电池的大量研究。
就电池的形状而言，棱柱形二次电池或袋形二次电池的需求非常高，该棱柱形二次电池或袋形二次电池足够薄以应用于诸如移动电话的产品。另一方面，就用于电池的材料而言，锂二次电池，诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池的需求非常高，锂二次电池具有高的能量密度、放电电压和输出稳定性。
随着二次电池的能量密度和容量大大地增加，然而，在二次电池的重复充电和放电期间，从二次电池生成大量热，并且因此二次电池的温度过量地升高。结果，装置可能故障，并且装置的操作效率可能降低。另外，二次电池的寿命可能大大地减小。
为此原因，对于产品进行大量测试以保证电池的优化操作和安全。在测试中包括使用电池充放电装置来测量试验样品的电化学操作状态(诸如电压和电流)和物理操作状态(诸如温度和压力)的过程。
常规的充放电装置在其中一个设备的电流精度被测量的情况下不具有问题。然而，在其中几个充放电设备在受限的空间中被测量的情况下，充放电装置的精度由于许多内阻元件而大大地降低。结果，电池单体的充电电流的精度也被降低。
因此，存在对于能够定期地检查充放电装置的充电电流的精度的具有紧凑的尺寸以及改进的空间效率的设备的高度必要性。
另外，存在能够在充放电装置的缺陷产生之前对充放电装置的缺陷分拣的检查设备的高度必要性。
发明内容
技术问题
因此，已经作出本发明以解决以上问题，以及其它尚待解决的技术问题。
由于各种各样的解决上述问题的广泛和深入的研究和试验，本申请的发明人已经发现，在其中检测充放电装置的充电电流的精度以测量多个电池单体的电流的检测器被构造为具有特定结构的情况下，能够保证充放电装置的可靠性并大大地减少在电池单体的制造过程中的缺陷率。基于这些发现完成本发明。
技术方案
根据本发明的一个方面，通过提供如下的检测电池单体充放电装置的充电电流的精度的检测器，能够实现以上和其它目的，该检测器包括仪器单元和供电单元，其中仪器单元包括壳体和多个电压测量部件，壳体形成为在其顶部处开口的盒形，电压测量部件包括：一对连接端子，该一对连接端子在壳体内侧安装在壳体的相对侧处以检测充放电装置的电流的精度，连接端子被电连接到供电单元；和分流电阻部件，该分流电阻部件将均匀的电阻施加至相应的连接端子，并且供电单元包括：充放电装置，该充放电装置将电流供应至电压测量部件且对电池单体充电和放电；和万用表，该万用表测量分流电阻部件的电流和电压。
如上所述，根据本发明的检测器被构造为具有特定结构，其中检测充放电装置的充电电流的精度的检测器被划分为供电单元和仪器单元以测量多个电池单体的电流。因此，能够大大地提高充放电装置的充电电流的精度，同时简化设备。
另外，根据本发明的检测器可以被构造为具有这样的结构，其中分流电阻部件在没有另外的连接构件的情况下直接安装在连接端子处。因此，能够移除内阻元件，由此保证充电电流的精度。
还未提出检测充放电装置的充电电流的检测器。即，根据本发明的检测器是新颖的。
分流电阻是关于金属电阻的一般术语，其用于在其中难以直接地测量电流的情况下测量电压并将测量的电压转换为电流值。
分流电阻部件串联连接到突片，该突片是直流负载。分流电阻部件连接到正极(+)端子或负极(-)端子以执行测量。例如，在其中对于5mΩ的分流电阻部件测量到50mV的电压的情况下，根据欧姆定律电压被转换成5A的电流。
在优选的实例中，电压测量部件的数目可以是30至100。例如，25个电压测量部件可以形成在槽(tray)的左侧，并且25个电压测量部件可以形成在槽的右侧。
因此，电压测量部件能够同时为多个通道检测电压的精度。
具体地，本申请的发明人执行的实验的结果揭示，在充放电装置仅具有一个通道的情况下，其花费两个小时或更多来测量50个电池单体的充电电压，而在充放电装置具有50个通道的情况下，其花费一分钟或更少来测量50个电池单体的充电电压。
在另一优选的实例中，连接端子中的每个可以由金属板制成，该金属板的外表面被镀金以提高导电率。在这样的情况下，当充放电装置将电流供应至连接端子时，电阻被最小化，由此大大地提高检测电压的精度。
在以上结构中，金属板的形状不被特别地限制，只要能够提高导电率即可。例如，金属板的水平截面可以形成为四边形形状。
在另一实例中，充放电装置可以包括通道，通道的数目对应于电压测量部件的数目。通道的数目可以根据需要增加或减少。
另外，分流电阻部件对温度敏感。为此原因，仪器单元可进一步包括温度计和冷却风扇。
因此，能够一致地维持由于电流的供给而生成的热，由此防止用于冷却所需要的时间延迟。
在优选的实例中，施加至电压测量部件的电流可以是12A。
同时，仪器单元可进一步包括框架，框架具有通孔连接端子通过该通孔插入和固定。通孔的数目可以对应于连接端子的数目。
电池单体可以是锂离子电池或锂离子聚合物电池。然而，本发明不限于此。
根据本发明的另一方面，提供使用具有上述构造的检测器来检测电池单体充放电装置的充电电流的方法。
具体地，该检测方法包括：(a)通过充放电装置输入一定范围的待测量的电流；(b)从充放电装置向电压测量部件供应任意电流；(c)以预定间隔测量从供应电流测量的电压值；(d)将测量的电压值与初始电压值进行比较，以测量电流的改变值；以及(e)将电流的测量的改变值校准成初始供应的任意电流值。
在具体实例中，步骤(c)可包括：以1秒间隔连续测量电压值10次。
发明效果
如从以上描述显而易见的，根据本发明的检测电池单体充放电装置的充电电流的精度的检测器被构造为具有特定的结构。因此，能够精确地测量电池单体的充电电流的精度，由此保证充放电装置的可靠性并大大地减少电池单体的缺陷率。
另外，根据本发明的检测器被构造为具有在受限空间中的有效结构。因此，能够大规模生产该检测器。
附图说明
将结合附图从以下详细描述更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优势，其中：
图1是示出根据本发明的实施例的检测器的典型视图；
图2是根据本发明的实施例的检测器的示意性概念视图；
图3是示出根据本发明的实施例的检测器的照片；
图4是示出图3的部分A的后部的放大照片；
图5是示出根据本发明的实施例的检测方法的流程图；
图6是示出根据本发明的实例的电流值和根据比较的实例的电流值之间的比较的曲线图；并且
图7是示出根据本发明的实例的电流值的变化的曲线图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该注意的是，本发明的范围不限于示出的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的检测器的典型视图，并且图2是根据本发明的实施例的检测器的示意性概念视图。
参照这些附图，根据本发明的实施例的检测器包括：仪器单元200，该仪器单元200包括用以接纳电池单体的壳体220和电压测量部件300；用以将电压施加于电压测量单元300的充放电装置；以及万用表。
具体地，仪器单元200包括：壳体220，壳体220以在其顶部处开口的盒形形成；和电压测量部件300，该电压测量部件300包括连接端子260和分流电阻部件230，连接端子260在壳体220内侧安装在壳体220的相对侧，以检测充放电装置的电流的精度，连接端子260电连接到将在下文描述的供电单元100，分流电阻部件230将均匀的电阻施加至相应的连接端子260。
供电单元100包括：充放电装置(未示出)，该充放电装置将电流供应至电压测量部件300并对电池单体充电和放电；和万用表110，该万用表110测量分流电阻部件230的电流和电压。
图3是示出根据本发明的实施例的检测器的照片，并且图4是示出图3的部分A的放大照片。
参照这些附图，根据本发明的实施例的仪器单元200的电压测量部件300在壳体220内侧安装在壳体220的左侧和右侧处，使得25个电压测量部件300安装在壳体220的左侧处，且25个电压测量部件300安装在壳体220的右侧处。仪器单元200包括框架221，该框架221具有通孔222，连接端子260通过所述通孔222插入和固定。
另外，固定左电压测量部件300和右电压测量部件300的固定板280安装在壳体220的下端处。分流电阻部件230直接安装在电池单体的连接端子260处。
如上所述，内部部件被移除或布置成移除产生内电阻的元件。因此，即使在其中同时测量多个电池单体的情况下，能够在没有误差的情况下保证电流和电压测量的精度。
图5是典型地示出根据本发明的实施例的检测方法的流程图。
与图1至图4一起地参照图5，检测方法500包括：通过充放电装置输入一定范围的待测量的电流的步骤(S1)；从充放电装置向电压测量部件供应任意电流的步骤(S2)；以预定间隔测量从供应的电流测量的电压值的步骤(S3)；将测量的电压值与初始电压值比较，以测量电流的改变值的步骤(S4)；以及将测量的电流改变值校准成初始供应的任意电流值的步骤(S5)。
在具体的实例中，在步骤S2中，可以供给12A的电流持续10秒；然而，本发明不限于此。根据情况，供给的电流不被特别地限制，只要在分流电阻和电压之间的关系中不发生由于生成的热量而导致的误差即可。另外，可改变电流供应时间(10秒)，只要能够稳定地测量电流和电压即可。
在步骤S3中，电压值可连续地以1秒间隔测量10次，以便减少测量值的偏差。
图6是示出根据本发明的实施例的供应到检测器的电流值和根据比较的实例的电流值之间的比较的曲线图，并且图7是示出根据本发明的实例的电流值的改变的曲线图。
在下文中，将基于实例更详细地描述本发明；然而，仅为了示出本发明给出以下实例，因此，本发明的范围不限于实例。
<实例>
检测器的分流电阻部件被直接连接到电池单体的连接端子，使用充放电装置设定-5V至5V的电压范围，供应12A的电流，将分流电阻值设定为150uOhm(电流*电阻＝1.8V)，并且电池单体的电流改变值被重复地测量5次。
<比较实例>
除了检测器的分流电阻部件经由另外的导线连接到电池单体的连接端子之外，使用与实例中的方法相同的方法来测量电池单体的电流改变值。
<实验实例1>
将根据实例的电流改变值与根据比较实例的电流改变值进行比较。结果在下面表格1中示出。图6示出根据实例和比较实例的电流改变值和误差值。
<表格1>
能够从以上表格1看出，在实例中电流值的改变范围小于约2.9mA，而在比较实例中电流值的改变范围是约3.9mA或更多。因此，能够看出，误差范围之间的差异是-3mA或更多。
<实验实例2>
实例的电流的精度被重复测量总共49次。结果在以下表格2和图7中示出。
<表格2>
次序 测量值范围(mA) 改变值范围(测量值–平均值)(mA)
1至49 12007.33至12008.67 -1.034013605至0.299319728
能够从以上表格2和图7中看出，即使当在其中供应相同的电流值(12A)的状态下电流的精度被重复测量多次时，电流值的误差范围是-1mA至1mA。即，获得类似的结果值，并且因此能够看出，保证了电流的精度。
虽然为了说明性的目的已经公开本发明的示例性实施例，本领域的技术人员将理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改型、添加和替换是可能的。

Claims (11)

1.一种检测电池单体充放电装置的充电电流的精度的检测器，所述检测器包括仪器单元和供电单元，其中，
所述仪器单元包括：
壳体，所述壳体形成为盒形，所述盒形在其顶部处开口；和
多个电压测量部件，所述电压测量部件包括：一对连接端子，所述一对连接端子在所述壳体内侧安装在所述壳体的相对两侧处，以检测所述充放电装置的电流的精度，所述连接端子被电连接到所述供电单元；和分流电阻部件，所述分流电阻部件将均匀的电阻施加至相应的连接端子，并且
所述供电单元包括：充放电装置，所述充放电装置将电流供应至所述电压测量部件且对电池单体进行充电和放电；和万用表，所述万用表测量所述分流电阻部件的电流和电压，
其中，所述分流电阻部件在没有另外的连接构件的情况下直接安装在所述连接端子处。
2.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述电压测量部件的数目是30至100。
3.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述连接端子中的每个连接端子由金属板制成，所述金属板的外表面被镀金以提高导电率。
4.根据权利要求3所述的检测器，其中，所述金属板的水平截面形成为四边形。
5.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述充放电装置包括通道，所述通道的数目对应于所述电压测量部件的数目。
6.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述仪器单元进一步包括温度计和冷却风扇。
7.根据权利要求1所述的检测器，其中，供应至所述电压测量部件的电流是12A。
8.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述仪器单元进一步包括框架，所述框架具有通孔，所述连接端子通过所述通孔插入和固定。
9.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述电池单体是锂二次电池。
10.一种使用根据权利要求1至9中的任一项所述的检测器来检测所述电池单体充放电装置的充电电流的方法，包括如下步骤：
(a)通过所述充放电装置输入一定范围的待测量的电流；
(b)从所述充放电装置向所述电压测量部件供应任意电流；
(c)以预定间隔测量从所供应的电流测量的电压值；
(d)将所测量的电压值与初始电压值进行比较，以测量电流的改变值；以及
(e)将所测量的电流的改变值校准成初始供应的任意电流值。
11.根据权利要求10所述的检测方法，其中，步骤(c)包括：以1秒为间隔连续地测量所述电压值10次。
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