CN109546246A - 软包动力电池放电能量回收化成分容设备 - Google Patents

软包动力电池放电能量回收化成分容设备 Download PDF

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Abstract

软包动力电池放电能量回收化成分容设备，包括机架、设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包动力电池正负电极极耳的电池化成分容夹装运动机构、用于放置软包动力电池的电池托盘、用于控制电池化成分容夹装运动机构运动的运动机构操控组件、安全保护传感器组件以及电池化成分容控制机构，充放电电源箱、电池化成分容夹装运动机构、电池托盘、运动机构操控组件以及安全保护传感器组件均与所述电池化成分容控制机构信号连接；所述的充放电电源箱的输电端与电池化成分容夹装运动机构的输电端电连接。本发明的有益效果体现在：提高自动化生产效率，设备可维修性好，兼容强，具有放电能量回收功能后可节约能源，降低设备整体发热量。

Description

软包动力电池放电能量回收化成分容设备
技术领域
本发明涉及一种软包动力电池放电能量回收化成分容设备，属于锂离子电池制造的技术领域。
背景技术
软包动力电池是锂离子电池的一种，与液锂电池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性等多种明显优势，是一种新型电池。软包锂离子电池的生产工艺中，化成和分容是十分重要的工序。化成是用电的能量对电池内部活性进行激活，在电池负极形成SEI膜，质量好的化成设备可以保证电池具有较好的充放电性能与循环寿命；分容是对已激活的电池进行几个满负荷的充放电循环过程，测试交直流内阻、充放电电压、恒流放电、恒压放电、恒功率放电曲线，进行分组以挑选相同电参数的电池进行串联并联应用，减少电池组合后的短板效应。
发明内容
为了克服现有软包动力电池化成分容工序中存在无法兼容多种电池尺寸、无法兼容单侧极耳与双侧极耳电池的生产、批量化生产效率低等缺点，本发明提供一种操作方便、安全性高、可同时兼容多种电池尺寸的软包动力电池放电能量回收，化成分容设备。
本发明所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：包括机架、设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包动力电池正负电极极耳的电池化成分容夹装运动机构、用于放置软包动力电池的电池托盘、用于控制电池化成分容夹装运动机构运动的运动机构操控组件、安全保护传感器组件以及电池化成分容控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱、电池化成分容夹装运动机构、电池托盘、运动机构操控组件以及安全保护传感器组件均与所述电池化成分容控制机构信号连接；所述的充放电电源箱的输电端与电池化成分容夹装运动机构的输电端电连接。
所述充放电电源箱包括电源机箱、电子线路、至少一块驱动功率板、DSP控制板、辅助工作电源、AC和DC之间双向流动和变换能力的逆变器电源、安全保护控制组件以及接口通讯板，其中电子线路、驱动功率板、DSP控制板、辅助工作电源、逆变器电源均设置在电源机箱内，并且所述的电子线路、驱动功率板、辅助工作电源以及分别与所述的DSP控制板连接，所述的DSP控制板通过接口通讯板与电池化成分容控制机构信号双向连接；所述驱动功率板的信号传输端与所述逆变器电源的信号传输端口信号连接。
所述的电子线路包括用于对单节锂离子电池充放电的可双方向流动电流的DC/DC电源、安全保护基准电阻、接受精确控制的充放电恒流控制环、充放电恒压控制环、主基准与微调基准两级基准合成电路。
所述驱动功率板包括多路PWM DC/DC控制模块、MOS功率管和散热器、DC/DC变压器、电容器、电感器和驱动功率板散热风机，所述的多路PWM DC/DC控制模块的分别与所述的MOS功率管和散热器、DC/DC变压器、电容器、电感器和驱动功率板散热风机信号连接；所述的逆变器电源的连接端口分别与电网、多路PWM DC/DC控制模块的输入端电连接，用以将电网电流从交流变换成直流给电池充电或将电池放电电流变换为交流回馈入电网，即电池充电时驱动功率板回路向逆变器电源索取电流AC/DC；电池放电时驱动功率板回路向逆变器电源释放电流DC/AC，形成放电回路能量回收的功能。
所述的逆变器电源包括机壳、电源输入输出接线座、程控状态按钮和工作状态指示灯、DSP芯片板、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感，其中所述电源输入输出接线座、程控状态按钮和工作状态指示灯均嵌装在机壳的操作区表面，而DSP芯片板、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感设置在机壳内部，所述的DSP芯片板的相应的信号传输端口分别与所述的程控按钮、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感电连接；所述DSP芯片板的电源输入输出端通过电源输入输出接线座与电网电连接，所述DSP芯片板的信号输入输出端与多路PWM DC/DC控制模块的输入端电连接；所述DSP芯片板的信号指示输出端与所述工作状态指示灯电连接，用于指示逆变器电源的工作状态。
所述的电池化成分容夹装运动机构包括平面铝板和设置在平面铝板上的用于夹住锂离子电池的正负电极极耳的极耳夹具、用于将电池托盘抱入锁紧定位的电池托盘抱紧气缸部件、用于将电池极耳与极耳夹具接触连接的极耳夹具压紧气缸部件、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑架、用于将极耳夹具移动至电池极耳位置的极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件以及与所述的电池化成分容控制机构连接的气动控制部件，所述平面铝板水平布置，且平面铝板上对称设置两套水平移动气缸部件，并保持两套水平移动气缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动气缸部件的活动端配装极耳夹具压紧气缸部件，极耳夹具压紧气缸部件的活动端移动方向与水平移动气缸部件的活动端移动方向垂直；极耳夹具压紧气缸部件朝向电池托盘架一侧均安装极耳夹具，且极耳夹具可沿极耳夹具压紧气缸部件轴向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与极耳夹具接触连接的同时实现二者的压紧；所述电池托盘支撑架设置在两套极耳夹具之间的平面铝板上，并且所述电池托盘支撑架上设有电池托盘抱紧气缸部件；所述的极耳夹具、电池托盘抱紧气缸部件、极耳夹具压紧气缸部件、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件均与所述的气动控制部件的信号输出端信号连接，而所述气动控制部件的信号输入端与所述电池化成分容控制机构的相应信号输出端信号连接，实现气动控制部件对极耳夹具、电池托盘抱紧气缸部件、极耳夹具压紧气缸部件、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件的控制；所述的导线束部件与所述的充放电电源箱的驱动功率板电连接。
所述的电池托盘包括底座、外框和托盘内衬，其中外框底部与底座固装，使得外框与底座围成用于盛放软包锂电池的容腔；外框相对的两侧面设有供软包锂电池极耳伸出的缺口；托盘内衬铺设在底座表面，并且托盘内衬表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳左右伸出后可与电池化成分容运动机构的极耳夹具相配合。
所述的电池托盘底座上有用以对软包动力电池进行流程管理的ID号码。
所述的安全保护传感器包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部的烟雾报警传感器、用于检测电池托盘放入状态并且当电池托盘到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作的位置对射传感器、以及用以检测电池托盘周边电池温度的温度传感器，其中所述烟雾报警传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端以及所述位置对射传感器的信号输出端分别与所述电池化成分容控制机构相应的信号输出端信号连接。
电池托盘由物流装载机构送入化成分容设备，设备会自动检测是否有托盘进入，待确认托盘进入后，启动托盘定位机构，待位置确认完毕后左右夹紧机构向中间靠近电池，待夹紧机构到位后夹具会自动夹紧电池极耳，待确认夹紧极耳后自动启动充放电流程，在这过程中每一步动作都装有传感器位置确认，待流程完毕由物流装载机自动送入下一工位。夹具夹紧机构朝向电池托盘架的一侧均安装有上下两层极耳夹具，用于同时兼容单侧极耳电池与双侧极耳电池。
所述的电池托盘的托盘内衬的表面设有与软包动力电池的形状大小匹配的、用于放置软包动力电池的若干放置位，通过更换托盘内衬可改变电池放置数量，分别是20个、25个、36个、48个、64个等，软包动力电池垂直放置在放置位，极耳伸出并且与夹装运动机构的极耳夹具相配合作用。电池托盘材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳在托盘左右空档位置伸出并且与电池化成分容夹装运动机构的极耳夹具相配合作用。
电池的充电电流、放电电流、充电最高电压、放电截止电压、充放电时间均由电池化成分容控制机构对逆变器电源进行控制。所述由总控制器专用控制的电池化成分容控制机构，设定锂离子电池化成分容条件发送到充放电电源箱中的DSP控制板，由DSP控制板执行对电池的进行充放电的限时间、限电压、限电流的进程条件限制，同时采集每个电池的电压和电流信号，将信号数据上传至电池化成分容控制机构，电池化成分容控制机构专用控制软件对收到的数据进行解析并保存，形成锂离子电池化成分容数据库。这些数据作为判定电池性能的依据，一台电池化成分容控制机构可以同时处理很多个电池的数据。
所述的安全保护传感器组件包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部上方的烟雾报警传感器、用于于检测电池托盘放入状态并且当电池托盘到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作的位置对射传感器以及用以检测电池托盘内的电池温度的温度传感器。烟雾报警传感器、位置对射传感器以及温度传感器均设置在分容夹装运动机构顶部的机架上；并且每个托盘对应两个烟雾报警传感器、位置对射传感器以及温度传感器，并且位置对射传感器相对设置在同一水平线上，保持二者相互关联；通过异常信号传递可实现异常工作时设备停止作业、报警、断电的功能。
所述位置对射传感器包括用以检测电池托盘放入状态传感器、托盘位置确认传感器、夹紧机构到位传感器、夹具夹紧传感器。
化成分容控制专用软件特定的通讯接口在电池化成分容控制机构中进行传输，系统是主从方式工作的，适合于集散控制网络系统。
化成分容软件具备限时间、限电压、限电流的每工步进程结束条件，可由恒流充电、恒压充电、恒流放电、休眠四种属性可选。充放电电流可在10A～150A之间设置，充放电电压可在0.5V～5V之间设置，每工步时间可设置，能够实时绘制需要的每节电池化成分容过程的动态曲线。包括电压/时间山线，电流/时间曲线，容量/时间曲线，能量/时间曲线，并且可形成数据列表形式，使分容功能得以实现。
本发明的有益效果体现在：该设备将软包锂电池化成和分容两个工序在同一机器内完成，也可以单独专门进行化成或分容工序，可兼容多种电池尺寸，可兼容单侧极耳与双侧极耳电池的生产，简化设备品种，并且能够适应多层堆叠，更加适应于堆垛机投放电池托盘，提高自动化生产效率，设备可维修性好，兼容强，具有放电能量回收功能后可节约能源，降低设备整体发热量。
附图说明
图1a是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体前后模式示意图之一。
图1b是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体前后模式示意图之二。
图1c是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体左右模式示意图之一
图1d是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体左右模式示意图之二
图1e是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体上下模式示意图之一
图1f是本发明软包动力电池化成分容设备结构整体上下模式示意图之二
图2a是本发明可变条件的充放电电源箱的外部结构示意图。
图2b是本发明可变条件的充放电电源箱的内部结构示意图。
图2c是本发明可变条件的充放电电源箱的驱动功率板的结构示意图。
图2d是本发明可变条件的充放电电源箱的DSP控制板的结构示意图。
图2e是本发明可变条件的充放电电源箱的散热风机的结构示意图。
图3a是本发明电池托盘夹装运动机构的结构示意图。
图3b是本发明电池托盘夹装运动机构两层极耳夹具的结构示意图。
图4a是本发明单侧极耳电池托盘的结构示意图。
图4b是本发明双侧极耳电池托盘的结构示意图。
图5a是本发明逆变器电源的内部结构示意图。
图5b是本发明逆变器电源的外部结构示意图。
图6是本发明安全保护传感器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，包括机架1、设置在机架上的可变条件的充放电电源箱2、用于夹装软包动力电池正负电极极耳的电池化成分容夹装运动机构3、用于放置软包动力电池的电池托盘4、用于控制电池化成分容夹装运动机构运动的运动机构操控组件、安全保护传感器组件6以及电池化成分容控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱2、电池化成分容夹装运动机构3、电池托盘4、运动机构操控组件以及安全保护传感器组件6均与所述电池化成分容控制机构信号连接；所述的充放电电源箱2的输电端与电池化成分容夹装运动机构3的输电端电连接。
所述充放电电源箱2包括电源机箱21、电子线路、至少一块驱动功率板23、DSP控制板22、辅助工作电源26、AC和DC之间双向流动和变换能力的逆变器电源24以及接口通讯板25，其中电子线路、驱动功率板23、DSP控制板22、辅助工作电源26、逆变器电源24均设置在电源机箱21内，并且所述的电子线路、驱动功率板23、辅助工作电源26分别与所述的DSP控制板22连接，所述的DSP控制板22通过接口通讯板25与电池化成分容控制机构信号双向连接；所述驱动功率板23的信号传输端与所述逆变器电源24的信号传输端口信号连接。
所述的电子线路包括用于对单节锂离子电池充放电的可双方向流动电流的DC/DC电源、安全保护基准电阻、接受精确控制的充放电恒流控制环、充放电恒压控制环、主基准与微调基准两级基准合成电路。
所述驱动功率板23包括多路PWM DC/DC控制模块231、MOS功率管和散热器232、DC/DC变压器233、电容器234、电感器235和驱动功率板散热风机236，所述的多路PWM DC/DC控制模块231的分别与所述的MOS功率管和散热器232、DC/DC变压器233、电容器234、电感器235和驱动功率板散热风机236信号连接；所述的逆变器电源24的连接端口分别与电网、多路PWM DC/DC控制模块231的输入端电连接，用以将电网电流从交流变换成直流给电池充电或将电池放电电流变换为交流回馈入电网，即电池充电时驱动功率板回路向逆变器电源索取电流AC/DC；电池放电时驱动功率板回路向逆变器电源释放电流DC/AC，形成放电回路能量回收的功能。
所述的逆变器电源24包括机壳241、电源输入输出接线座242、程控状态按钮243和工作状态指示灯244、DSP芯片板246、IGBT主功率模块247、IGBT管功率管组件248、电源控制电路组件249以及滤波电感245，其中所述电源输入输出接线座242、程控状态按钮243和工作状态指示灯244均嵌装在机壳241的操作区表面，而DSP芯片板246、IGBT主功率模块247、IGBT管功率管组件248、电源控制电路组件249以及滤波电感245设置在机壳241内部，所述的DSP芯片板246的相应的信号传输端口分别与所述的程控按钮243、IGBT主功率模块247、IGBT管功率管组件248、电源控制电路组件249以及滤波电感245电连接；所述DSP芯片板246的电源输入输出端通过电源输入输出接线座242与电网电连接，所述DSP芯片板246的信号输入输出端与多路PWM DC/DC控制模块231的输入端电连接；所述DSP芯片板246的信号指示输出端与所述工作状态指示灯244电连接，用于指示逆变器电源的工作状态。
所述的电池化成分容夹装运动机构3包括平面铝板31和设置在平面铝板上的用于夹住锂离子电池的正负电极极耳的极耳夹具38、用于将电池托盘抱入锁紧定位的电池托盘抱紧气缸部件32、用于将电池极耳与极耳夹具接触连接的极耳夹具压紧气缸部件33、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑架34、用于将极耳夹具移动至电池极耳位置的极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件35、导线束部件36以及与所述的电池化成分容控制机构连接的气动控制部件37，所述平面铝板31水平架装在机架上，且平面铝板31上对称设置两套水平移动气缸部件35，并保持两套水平移动气缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动气缸部件35的活动端配装极耳夹具压紧气缸部件，极耳夹具压紧气缸部件33的活动端移动方向与水平移动气缸部件的活动端移动方向垂直；极耳夹具压紧气缸部件33朝向电池托盘架一侧均安装极耳夹具，且极耳夹具38可沿极耳夹具压紧气缸部件轴向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与极耳夹具接触连接的同时实现二者的压紧；所述电池托盘支撑架34设置在两套极耳夹具之间的平面铝板31上，并且所述电池托盘支撑架34上设有电池托盘抱紧气缸部件32；所述的极耳夹具38、电池托盘抱紧气缸部件32、极耳夹具压紧气缸部件33、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件35、导线束部件36均与所述的气动控制部件37的信号输出端信号连接，而所述气动控制部件37的信号输入端与所述电池化成分容控制机构的相应信号输出端信号连接，实现气动控制部件对极耳夹具38、电池托盘抱紧气缸部件32、极耳夹具压紧气缸部件33、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件35、导线束部件36的控制；所述的导线束部件与所述的充放电电源箱的驱动功率板电连接。
所述的电池托盘4包括底座41、外框45和托盘内衬42，其中外框45底部与底座41固装，使得外框45与底座41围成用于盛放软包锂电池的容腔；外框45相对的两侧面设有供软包锂电池43极耳44伸出的缺口；托盘内衬42铺设在底座41表面，并且托盘内衬42表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池43垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳左右伸出后可与电池化成分容运动机构的极耳夹具相配合。
所述的电池托盘底座41上有用以对软包动力电池进行流程管理的ID号码。
所述的安全保护传感器组件6包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部的烟雾报警传感器61、用于检测电池托盘放入状态并且当电池托盘到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作的位置对射传感器62、以及用以检测电池托盘周边电池温度的温度传感器63，其中烟雾报警传感器、位置对射传感器以及温度传感器均设置在分容夹装运动机构顶部的机架上；所述烟雾报警传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端以及所述位置对射传感器的信号输出端分别与所述电池化成分容控制机构相应的信号输出端信号连接。
电池托盘由物流装载机构送入化成分容设备，设备会自动检测是否有托盘进入，待确认托盘进入后，启动托盘定位机构，待位置确认完毕后左右夹紧机构向中间靠近电池，待夹紧机构到位后夹具会自动夹紧电池极耳，待确认夹紧极耳后自动启动充放电流程，在这过程中每一步动作都装有传感器位置确认，待流程完毕由物流装载机自动送入下一工位。夹具夹紧机构朝向电池托盘架的一侧均安装有上下两层极耳夹具，用于同时兼容单侧极耳电池与双侧极耳电池。
所述的电池托盘的托盘内衬的表面设有与软包动力电池的形状大小匹配的、用于放置软包动力电池的若干放置位，通过更换托盘内衬可改变电池放置数量，分别是20个、25个、36个、48个、64个等，软包动力电池垂直放置在放置位，极耳伸出并且与夹装运动机构的极耳夹具相配合作用。电池托盘材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳在托盘左右空档位置伸出并且与电池化成分容夹装运动机构的极耳夹具相配合作用。
电池的充电电流、放电电流、充电最高电压、放电截止电压、充放电时间均由电池化成分容控制机构对逆变器电源进行控制。所述由总控制器专用控制的电池化成分容控制机构，设定锂离子电池化成分容条件发送到充放电电源箱中的DSP控制板，由DSP控制板执行对电池的进行充放电的限时间、限电压、限电流的进程条件限制，同时采集每个电池的电压和电流信号，将信号数据上传至电池化成分容控制机构，电池化成分容控制机构专用控制软件对收到的数据进行解析并保存，形成锂离子电池化成分容数据库。这些数据作为判定电池性能的依据，一台电池化成分容控制机构可以同时处理很多个电池的数据。
所述的安全保护传感器组件包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部上方的烟雾报警传感器、用以检测电池托盘放入状态传感器，托盘位置确认传感器、夹紧机构到位传感器、夹具夹紧传感器以及用以检测电池托盘内的电池温度的温度传感器。通过异常信号传递可实现异常工作时设备停止作业、报警、断电的功能。
化成分容控制专用软件特定的通讯接口在电池化成分容控制机构、单片机中进行传输，系统是主从方式工作的，适合于集散控制网络系统。
化成分容软件具备限时间、限电压、限电流的每工步进程结束条件，可由恒流充电、恒压充电、恒流放电、休眠四种属性可选。充放电电流可在10A～150A之间设置，充放电电压可在0.5V～5V之间设置，每工步时间可设置，能够实时绘制需要的每节电池化成分容过程的动态曲线。包括电压/时间山线，电流/时间曲线，容量/时间曲线，能量/时间曲线，并且可形成数据列表形式，使分容功能得以实现。
实施例2参照图1至图6，软包动力电池放电能量回收化成分容设备，包括机架1、可变条件的充放电电源箱2、用于夹装软包动力电池的正负电极极耳的电池化成分容夹装运动机构3、电池托盘4、运动机构操控组件、安全保护传感器组件6以及设置在总控制器内的电池充放电分容控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱2、所述电池化成分容夹装运动机构3、电池托盘4、运动机构操控组件、以及安全保护传感器组件6均受控于一个电池充放电分容控制机构，所述的电池充放电分容控制机构设置在机架外的总控制器内；所述的可变条件的充放电电源箱2与所述的电池化成分容夹装运动机构3电连接。
软包动力电池放电能量回收化成分容设备内设有设备维修通道5，其中设备维修通道5上端延伸至机架顶部，下端延伸至机架底部，用于维修人员攀爬以对机架内的机构进行维修。
所述的可变条件的充放电电源箱2包括电源机箱21,设置在电源机箱21内的电子线路、DSP控制板22、驱动功率板23、辅助工作电源26以及用于与电池充放电分容控制机构的通讯连接的接口通讯板25,所述的电子线路、驱动功率板23、辅助工作电源26以及接口通讯板25分别与所述的DSP控制板22连接，所述的DSP控制板22通过接口通讯板25与电池充放电分容控制机构连接；所述的电子线路包括用于对单节锂离子电池充放电的可双方向流动电流的DC/DC电源、安全保护基准电阻、接受精确控制的充放电恒流控制环、充放电恒压控制环、主基准与微调基准两级基准合成电路。
所述的驱动功率板23包括多路PWM DC/DC控制模块231、MOS功率管和散热器232、DC/DC变压器233、电容器234、电感器235和驱动功率板散热风机236，所述的多路PWM DC/DC控制模块231分别与所述的MOS功率管和散热器232、DC/DC变压器233、电容器234、电感器235和驱动功率板散热风机236连接。
所述的逆变器电源24分别与电网、DC/DC模块的输入端连接，用以将电网电流从交流变换成直流给电池充电或将电池放电电流变换为交流回馈入电网。
所述的逆变器电源24包括机壳241，设置在机壳外部的电源输入输出接线座242、程控状态按钮244和工作状态指示灯243，设置在机壳241内部的DSP芯片板246、IGBT主攻率模块247、IGBT功率管组件248、电源控制电路组件249以及滤波电感245，所述的DSP芯片板分别与所述的程控按钮、IGBT主功率模块、IGBT功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感连接。
所述的电池化成分容夹装运动机构3包括底板31和设置在底板31上的用于夹住软包动力电池的正负电极极耳的极耳夹具38、用于将电池极耳与极耳夹具接触连接的极耳夹具压紧气缸部件33、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑架34、用于将极耳夹具移动至电池极耳位置的极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件35，导线束部件36以及与所述的电池化成分容控制机构连接的气动控制部件37，所述的极耳夹具38、极耳夹具压紧气缸部件33、水平移动气缸部件35、导线束部件36均受控于所述的气动控制部件37，所述的导线束部件36与所述充放电电源箱2的驱动功率板23电连接。电源机箱21内设置多块驱动功率板23，每块驱动功率板23上有多路充放电电路，充放电电路与逆变器电源24相连接。当电池充电时驱动功率板23回路向逆变器电源24索取电流AC/DC；当电池放电时驱动功率板23回路向逆变器电源24释放电流DC/AC,形成放电回路能量回收的功能。底板31是整个夹装运动机构3的基准基础部件，电池托盘4放在电池托盘支撑架34上定位，极耳夹具压紧部件33在水平移动气缸部件35的作用下左右两个夹具探针部件分别向电池托盘4中心平行移动，使电池极耳的正负极位于极耳夹具38中间，极耳夹具压紧气缸部件33动作后使极耳夹具38压紧，接触阻抗越小越好，导线束部件36与可变条件的充放电电源箱2相接可实现充放电功能。所述底板31的两端的极耳夹具压紧气缸部件33朝向电池托盘架34的一侧均安装有上下两层极耳夹具38，用于同时兼容单侧极耳电池与双侧极耳电池。
所述的电池托盘4还包括底座41、设置在底座上的托盘内衬42，所述托盘内衬42的表面设有与软包动力电池43的形状大小匹配的、用于放置软包动力电池43的若干放置位，通过更换托盘内衬可改变电池放置数量，分别是20个、25个、36个、48个、64个等，软包动力电池43垂直放置在放置位，极耳44伸出并且与夹装运动机构3的极耳夹具38相配合作用。电池托盘4材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳44在托盘4左右空档位置伸出并且与电池化成分容夹装运动机构的极耳夹具相配合作用。
所述的电池托盘还包括底座、设置在底座上的托盘内衬以及用以对软包动力电池进行流程管理的ID号码。
电池的充电电流、放电电流、充电最高电压、放电截止电压、充放电时间均由总控制器对逆变器电源进行控制。所述由总控制器专用控制的电池化成分容控制机构，设定锂离子电池化成分容条件发送到充放电电源箱中的DSP控制板，由DSP控制板执行对电池的进行充放电的限时间、限电压、限电流的进程条件限制，同时采集每个电池的电压和电流信号，将信号数据上传至总控制器，总控制器专用控制软件对收到的数据进行解析并保存，形成锂离子电池化成分容数据库。这些数据作为判定电池性能的依据，一台总控制器可以同时处理很多个电池数据。
所述的安全保护传感器包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部上方的烟雾报警传感器61、用以检测电池托盘放入状态并且当电池托盘到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作的位置对射传感器62、以及用以检测电池托盘内的电池温度的温度传感器63。通过异常信号传递可实现异常工作时设备停止作业、报警、断电的功能。当电池出现过热冒烟，火燃烧时报警信息传递后DSP控制板和气动控制部件松开电池托盘抱紧控制部件、松开极耳夹具压紧气缸部件并且迅速平移至初始位置便于迅速取出电池托盘作安全处理；位置对射传感器检测到电池托盘入位到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作。
化成分容控制专用软件由特定的通讯接口在总控制器、单片机中进行传输，系统是主从方式工作的，适合于集散控制网络系统。
化成分容软件具备限时间、限电压、限电流的每工步进程结束条件，可由恒流充电、恒压充电、恒流放电、休眠四种属性可选。充放电电流可在10A～150A之间设置，充放电电压可在0.5V～5V之间设置，每工步时间可设置，能够实时绘制需要的每节电池化成分容过程的动态曲线。包括电压/时间曲线，电流/时间曲线，容量/时间曲线，能量/时间曲线，并且可形成数据列表形式，使分容功能得以实现。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：包括机架、设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包动力电池正负电极极耳的电池化成分容夹装运动机构、用于放置软包动力电池的电池托盘、用于控制电池化成分容夹装运动机构运动的运动机构操控组件、安全保护传感器组件以及电池化成分容控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱、电池化成分容夹装运动机构、电池托盘、运动机构操控组件以及安全保护传感器组件均与所述电池化成分容控制机构信号连接；所述的充放电电源箱的输电端与电池化成分容夹装运动机构的输电端电连接。
2.如权利要求1所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述充放电电源箱包括电源机箱、电子线路、至少一块驱动功率板、DSP控制板、辅助工作电源、AC和DC之间双向流动和变换能力的逆变器电源、安全保护控制组件以及接口通讯板，其中电子线路、驱动功率板、DSP控制板、辅助工作电源、逆变器电源均设置在电源机箱内，并且所述的电子线路、驱动功率板、辅助工作电源以及分别与所述的DSP控制板连接，所述的DSP控制板通过接口通讯板与电池化成分容控制机构信号双向连接；所述驱动功率板的信号传输端与所述逆变器电源的信号传输端口信号连接。
3.如权利要求2所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的电子线路包括用于对单节锂离子电池充放电的可双方向流动电流的DC/DC电源、安全保护基准电阻、接受精确控制的充放电恒流控制环、充放电恒压控制环、主基准与微调基准两级基准合成电路。
4.如权利要求2所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述驱动功率板包括多路PWM DC/DC控制模块、MOS功率管和散热器、DC/DC变压器、电容器、电感器和驱动功率板散热风机，所述的多路PWM DC/DC控制模块的分别与所述的MOS功率管和散热器、DC/DC变压器、电容器、电感器和驱动功率板散热风机信号连接；所述的逆变器电源的连接端口分别与电网、多路PWM DC/DC控制模块的输入端电连接，用以将电网电流从交流变换成直流给电池充电或将电池放电电流变换为交流回馈入电网，即电池充电时驱动功率板回路向逆变器电源索取电流AC/DC；电池放电时驱动功率板回路向逆变器电源释放电流DC/AC,形成放电回路能量回收的功能。
5.如权利要求4所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的逆变器电源包括机壳、电源输入输出接线座、程控状态按钮和工作状态指示灯、DSP芯片板、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感，其中所述电源输入输出接线座、程控状态按钮和工作状态指示灯均嵌装在机壳的操作区表面，而DSP芯片板、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感设置在机壳内部，所述的DSP芯片板的相应的信号传输端口分别与所述的程控按钮、IGBT主功率模块、IGBT管功率管组件、电源控制电路组件以及滤波电感电连接；所述DSP芯片板的电源输入输出端通过电源输入输出接线座与电网电连接，所述DSP芯片板的信号输入输出端与多路PWM DC/DC控制模块的输入端电连接；所述DSP芯片板的信号指示输出端与所述工作状态指示灯电连接，用于指示逆变器电源的工作状态。
6.如权利要求1所述的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的电池化成分容夹装运动机构包括平面铝板和设置在平面铝板上的用于夹住锂离子电池的正负电极极耳的极耳夹具、用于将电池托盘抱入锁紧定位的电池托盘抱紧气缸部件、用于将电池极耳与极耳夹具接触连接的极耳夹具压紧气缸部件、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑架、用于将极耳夹具移动至电池极耳位置的极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件以及与所述的电池化成分容控制机构连接的气动控制部件，所述平面铝板水平布置，且平面铝板上对称设置两套水平移动气缸部件，并保持两套水平移动气缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动气缸部件的活动端配装极耳夹具压紧气缸部件，极耳夹具压紧气缸部件的活动端移动方向与水平移动气缸部件的活动端移动方向垂直；极耳夹具压紧气缸部件朝向电池托盘架一侧均安装极耳夹具，且极耳夹具可沿极耳夹具压紧气缸部件轴向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与极耳夹具接触连接的同时实现二者的压紧；所述电池托盘支撑架设置在两套极耳夹具之间的平面铝板上，并且所述电池托盘支撑架上设有电池托盘抱紧气缸部件；所述的极耳夹具、电池托盘抱紧气缸部件、极耳夹具压紧气缸部件、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件均与所述的气动控制部件的信号输出端信号连接，而所述气动控制部件的信号输入端与所述电池化成分容控制机构的相应信号输出端信号连接，实现气动控制部件对极耳夹具、电池托盘抱紧气缸部件、极耳夹具压紧气缸部件、极耳夹具压紧部件的水平移动气缸部件、导线束部件的控制；所述的导线束部件与所述的充放电电源箱的驱动功率板电连接。
7.如权利要求6所述的的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的电池托盘包括底座、外框和托盘内衬，其中外框底部与底座固装，使得外框与底座围成用于盛放软包锂电池的容腔；外框相对的两侧面设有供软包锂电池极耳伸出的缺口；托盘内衬铺设在底座表面，并且托盘内衬表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳左右伸出后可与电池化成分容运动机构的极耳夹具相配合。
8.如权利要求7所述的的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的电池托盘的底座上有用以对软包动力电池进行流程管理的ID号码。
9.如权利要求10所述的的软包动力电池放电能量回收化成分容设备，其特征在于：所述的安全保护传感器组件包括安装在电池化成分容夹装运动机构顶部的烟雾报警传感器、用于检测电池托盘放入状态并且当电池托盘到正确位置后指示电池托盘抱紧气缸部件动作的位置对射传感器、以及用以检测电池托盘周边电池温度的温度传感器，其中烟雾报警传感器、位置对射传感器以及温度传感器均设置在分容夹装运动机构顶部的机架上；所述烟雾报警传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端以及所述位置对射传感器的信号输出端分别与所述电池化成分容控制机构相应的信号输出端信号连接。
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