CN112799000A - 方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备及校准方法 - Google Patents

Abstract

方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，包括：工装整体结构装配体；模式控制转换单元，包括控制器和控制响应机构；信号反馈单元，包括DA模块和电源基准模块；检测单元，包括分流器和HP表，通道切换单元，包括通道切换控制板和响应极柱；供电电源，包括逆变电源转换器和开关电源转换器；以及中央处理单元；本发明还包括校准方法，包括以下步骤：中央控制器与控制器之间建立TCP/IP通讯，并向控制器发送指令；控制器解析中央控制器的指令，向控制响应机构发送控制信号；控制响应机构根据控制信号转换为相应数字信号；中央处理器读取HP表数值，并根据此时的实际电压值作为基准进行数据处理。本发明的有益效果是：校准速度快，校准精度高。

Description

方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备及校准方法

技术领域

本发明涉及一种方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备及校准方法，属于锂电池测试设备的制造领域。

背景技术

方形锂电池的测试工序中，化成测试、分容测试和OCV测试是十分重要的工序。化成是对锂电池进行小电流充电，用来激活电池内部活性物质且在电池负极材料表面形成SEI膜；分容是对已激活的电池进行充放电循环，用来淘汰有问题的电池且对电池按容量与内阻进行分组；OCV测试是为了获得电池的K值，以便挑选出电化学性能不合格的锂电池质。而在整个化成测试、分容测试和OCV测试中，测试电流与电压的精度对测试结果影响很大，因此在测试过程中，需要对电流精度与电压精度进行校正。但是现有的校准设备精度不够，校准速度慢。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备及校准方法，可以用来检查整机电源箱是否处于正常工作模式，电源箱是否有模块损坏，串联校正工装只有一个电流回路，因此电流校正只有一次，大大提高了校正速度；电压校正通过电源基准模块，精度高误差小稳定，提高了电压精度。

本发明所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，其特征在于，包括：

工装整体结构装配体，包括底板、侧板和顶板，所述底板、侧板和顶板围成一内部中空的长方形箱体；所述顶板上设有若干条形孔，且所述条形孔沿顶板的长度方向排成列，沿顶板的宽度方向排成行；

模式控制转换单元，包括控制器和控制响应机构，所述控制器设置在所述工装整体结构装配体内，所述控制器的信号输入端通过网口与所述中央处理单元电连接，用于解析中央控制器的指令是电流校正模式还是电压校正模式；所述控制器的信号输出端与所述的控制响应机构的信号输入端电连接；所述控制响应机构设置在所述安装腔内，用于将控制器的控制信号转换为相应的数字信号，所述控制响应机构的信号输出端分别与所述DA模块的信号输入端、所述分流器的信号输入端电连接；

信号反馈单元，设置在所述工装整体结构装配体内，包括DA模块和电源基准模块，所述DA模块的信号输出端与所述电源基准模块的信号输入端电连接，用于将控制响应机构输出的数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块上；所述电源基准模块的反馈信号输出端与所述控制响应机构的反馈信号输入端口电连接，用于将带驱动能力的反馈信号反馈给所述控制响应模块；

检测单元，设置在所述工装整体结构装配体内，包括分流器和HP表，所述分流器的信号输入端与所述控制响应机构的信号输出端电连接，所述分流器的控制端连接在所述HP表的测试端口上，若处于电流校正模式，所述分流器与所述HP表之间通路，所述中央控制器、控制器、控制响应机构、分流器以及HP表依次串联成一电流回路；若处于电压校正模式，所述分流器与所述HP表之间断路；所述HP表的信号输出端通过网口与所述中央处理单元的上位机的信号输入端电连接；所述HP表的反馈信号输入端口与所述控制响应机构的反馈信号输出端口电连接；

通道切换单元，包括通道切换控制板和响应极柱，所述通道切换控制板铺设在所述顶板的下方，所述通道切换控制板的信号输入端与所述控制响应机构的信号输出端电连接，所述通道切换控制板上布设若干对响应极柱，并且所述通道切换控制板的通道信号输出端与所述响应极柱的两连接端电连接；每对所述响应极柱对应一个条形孔，且所述响应极柱的顶部留有用于与化成分容设备检测探针接触连接的接触导通端；

供电电源，设置在所述工装整体结构装配体内，包括逆变电源转换器和开关电源转换器，所述逆变电源转换器的直流电压输入端与外部直流电压电连接，所述逆变电源转换器的交流电压输出端分别与所述电源基准模块、所述开关电源转换器的交流电压输入端电连接；所述开关电源转换器的直流电压输出端与所述控制器、所述控制响应机构的直流电压输入端电连接；

以及中央处理单元，设置在工装整体结构装配体内，所述中央处理单元的信号传输端口通过网口与所述控制器的信号输出端口电连接；所述中央处理器的信号输入端口通过网口与所述HP表的信号输出端电连接，用于读取并处理所述HP表两端的数据来校正电流数据与电压数据。

进一步，所述控制器为DSP28335，通过网口与所述中央控制器建立TCP/IP通讯。

进一步，所述逆变电源转换器为24V直流转为220V交流的逆变电源转换器。

进一步，所述开关电源转换器的直流电压输出端输出的直流电压为+12V、-12V和5V。

利用本发明所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)中央控制器与控制器之间建立TCP/IP通讯，然后向控制器发送指令；

2)控制器根据TCP/IP通讯协议解析接收到的指令，判断是电流校准模式还是电流校准模式，然后向控制响应机构发送相应的控制信号；

3)控制响应机构接收控制器的控制信号，并将控制信号转换为相应的数字信号，所述数字信号包括驱动DA模块的数字信号、通道切换模块的数字信号以及选择分流器的数字信号；

若为电压校正模式，根据所述控制响应机构输出的数字信号选择DA模块输出数值，DA模块将数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块上，所述电源基准模块根据DA模块的模拟信号，输出稳定带驱动能力的反馈信号，并通过导线接回到控制响应机构；分流器与HP表之间断路，而控制响应机构直接将反馈信号接入到所述HP表的两端；通道切换控制板根据控制响应机构的数字信号选择第几通道输出信号，并输出到相应的响应极柱上，由于响应极柱与化成分容设备的检测探针接触连接，从而将信号输出至化成分容设备的检测探针；

若为电流校正模式：将分流器接入整个电流回路，使得分流器与HP表之间通路，将所述分流器两端接入到所述HP表的两连接端；

4)中央处理器读取HP表数值后获取实际电压值，并根据此时的实际电压值作为基准进行数据处理。

进一步，整个校正工装在校准过程中，逆变电源转换器将24V直流输入电压转为220V交流信号给电源基准模块以及开关电源转换器使用；开关电源转换器将获取的交流信号转换为直流+12V,-12V,5V给控制器与所述控制响应机构供电使用。

根据中央控制器校准后结果保存发给给化成分容设备，化成分容设备进行计量模式，如果计量正确，那么电流精度会在千分之一以内，电压精度会在2MV以内。

本发明的有益效果体现在：一方面可以用来检查整机电源箱是否处于正常工作模式，另一方面可以检查电源箱是否有模块损坏；此外，串联校正工装只有一个电流回路，因此电流校正只有一次，大大提高了校正速度；电压校正通过电源基准模块，精度高误差小稳定，提高了电压精度。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的主视图；

图5是本发明的内部结构图。

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本发明所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，包括：

工装整体结构装配体1，包括底板13、侧板14和顶板15，所述底板13、侧板14和顶板15围成一内部中空的长方形箱体；所述顶板15上设有若干条形孔151，且所述条形孔151沿顶板的长度方向排成列，沿顶板的宽度方向排成行；除中央控制器12以外，其他部件置于所述工装整体结构装配体1的内部或者表面；

模式控制转换单元，包括控制器2和控制响应机构3，所述控制器2设置在所述工装整体结构装配体1内，所述控制器2的信号输入端通过网口与所述中央处理单元12电连接，用于解析中央控制器的指令是电流校正模式还是电压校正模式，并根据TCP/IP通讯协议将指令给控制响应机构3输出相应的控制信号；所述控制器的信号输出端与所述的控制响应机构3的信号输入端电连接；所述控制响应机构3设置在所述安装腔内，用于将控制器2的控制信号转换为相应的数字信号，所述控制响应机构3的信号输出端分别与所述DA模块4的信号输入端、所述分流器6的信号输入端电连接；

信号反馈单元，设置在所述工装整体结构装配体1内，包括DA模块4和电源基准模块5，所述DA模块的信号输出端与所述电源基准模块5的信号输入端电连接，用于将控制响应机构3输出的数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块5上；所述电源基准模块5的反馈信号输出端与所述控制响应机构3的反馈信号输入端口电连接，用于将带驱动能力的反馈信号反馈给所述控制响应模块3；

检测单元，设置在所述工装整体结构装配体1内，包括分流器6和HP表7，所述分流器6的信号输入端与所述控制响应机构3的信号输出端电连接，所述分流器6的控制端连接在所述HP表7的测试端口上，若处于电流校正模式，所述分流器6与所述HP表7之间通路，所述中央控制器、控制器、控制响应机构、分流器以及HP表依次串联成一电流回路；若处于电压校正模式，所述分流器6与所述HP表7之间断路；所述HP表7的信号输出端通过网口与所述中央处理单元12的上位机的信号输入端电连接；所述HP表7的反馈信号输入端口与所述控制响应机构3的反馈信号输出端口电连接；

通道切换单元，包括通道切换控制板8和响应极柱9，所述通道切换控制板8铺设在所述顶板15的下方，所述通道切换控制板8的信号输入端与所述控制响应机构3的信号输出端电连接，所述通道切换控制板8上布设若干对响应极柱9，并且所述通道切换控制板8的通道信号输出端与所述响应极柱9的两连接端电连接；每对所述响应极柱9对应一个条形孔，且所述响应极柱9的顶部留有用于与化成分容设备检测探针接触连接的接触导通端；

供电电源，设置在所述工装整体结构装配体1内，包括逆变电源转换器10和开关电源转换器11，所述逆变电源转换器10的直流电压输入端与外部直流电压电连接，所述逆变电源转换器10的交流电压输出端分别与所述电源基准模块5、所述开关电源转换器11的交流电压输入端电连接；所述开关电源转换器11的直流电压输出端与所述控制器2、所述控制响应机构3的直流电压输入端电连接；

以及中央处理单元12，设置在工装整体结构装配体1内，所述中央处理单元12的信号传输端口通过网口与所述控制器2的信号输出端口电连接；所述中央处理器12的信号输入端口通过网口与所述HP表7的信号输出端电连接，用于读取并处理所述HP表两端的数据来校正电流数据与电压数据。

所述控制器为DSP28335，通过网口与所述中央控制器12建立TCP/IP通讯。

所述逆变电源转换器10为24V直流转为220V交流的逆变电源转换器。

所述开关电源转换器的直流电压输出端输出的直流电压为+12V、-12V和5V。

实施例2利用实施例1所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备的校准方法，包括以下步骤：

1)中央控制器12与控制器2之间建立TCP/IP通讯，然后向控制器发送指令；

2)控制器2根据TCP/IP通讯协议解析接收到的指令，判断是电流校准模式还是电流校准模式，然后向控制响应机构3发送相应的控制信号；

3)控制响应机构3接收控制器2的控制信号，并将控制信号转换为相应的数字信号，所述数字信号包括驱动DA模块的数字信号、通道切换模块的数字信号以及选择分流器的数字信号；

若为电压校正模式，根据所述控制响应机构输出的数字信号选择DA模块输出数值，DA模块4将数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块上，所述电源基准模块5根据DA模块的模拟信号，输出稳定带驱动能力的反馈信号，并通过导线接回到控制响应机构；分流器与HP表7之间断路，而控制响应机构直接将反馈信号接入到所述HP表的两端；通道切换控制板8根据控制响应机构的数字信号选择第几通道输出信号，并输出到相应的响应极柱9上，由于响应极柱与化成分容设备的检测探针接触连接，从而将信号输出至化成分容设备的检测探针；

若为电流校正模式：将分流器6接入整个回路，使得分流器与HP表7之间通路，将所述分流器6两端接入到所述HP表7的两连接端；

4)中央处理器12读取HP表7数值后获取实际电压值，并根据此时的实际电压值作为基准进行数据处理。

整个校正工装在校准过程中，逆变电源转换器10将24V直流输入电压转为220V交流信号给电源基准模块以及开关电源转换器11使用；开关电源转换器11将获取的交流信号转换为直流+12V,-12V,5V给控制器与所述控制响应机构供电使用。

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 (6)

1.方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，其特征在于，包括：

工装整体结构装配体(1)，包括底板(11)、侧板(12)和顶板(13)，所述底板(11)、侧板(12)和顶板(13)围成一内部中空的长方形箱体；所述顶板上设有若干条形孔，且所述条形孔沿顶板的长度方向排成列，沿顶板的宽度方向排成行；

模式控制转换单元，包括控制器(2)和控制响应机构(3)，所述控制器(2)设置在所述工装整体结构装配体(1)内所述控制器(2)的信号输入端通过网口与所述中央处理单元(12)电连接，用于解析中央控制器的指令是电流校正模式还是电压校正模式；所述控制器的信号输出端与所述的控制响应机构(3)的信号输入端电连接；所述控制响应机构(3)设置在所述安装腔内，用于将控制器(2)的控制信号转换为相应的数字信号，所述控制响应机构(3)的信号输出端分别与所述DA模块(4)的信号输入端、所述分流器(6)的信号输入端电连接；

信号反馈单元，设置在所述工装整体结构装配体(1)内，包括DA模块(4)和电源基准模块(5)，所述DA模块的信号输出端与所述电源基准模块(5)的信号输入端电连接，用于将控制响应机构(3)输出的数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块(5)上；所述电源基准模块(5)的反馈信号输出端与所述控制响应机构(3)的反馈信号输入端口电连接，用于将带驱动能力的反馈信号反馈给所述控制响应模块(3)；

检测单元，设置在所述工装整体结构装配体(1)内，包括分流器(6)和HP表(7)，所述分流器(6)的信号输入端与所述控制响应机构(3)的信号输出端电连接，所述分流器(6)的控制端连接在所述HP表(7)的测试端口上，若处于电流校正模式，所述分流器(6)与所述HP表(7)之间通路，所述中央控制器、控制器、控制响应机构、分流器以及HP表依次串联成一电流回路；若处于电压校正模式，所述分流器(6)与所述HP表(7)之间断路；所述HP表(7)的信号输出端通过网口与所述中央处理单元(12)的上位机的信号输入端电连接；所述HP表(7)的反馈信号输入端口与所述控制响应机构(3)的反馈信号输出端口电连接；

通道切换单元，包括通道切换控制板(8)和响应极柱(9)，所述通道切换控制板(8)铺设在所述顶板(13)的下方，所述通道切换控制板(8)的信号输入端与所述控制响应机构(3)的信号输出端电连接，所述通道切换控制板(8)上布设若干对响应极柱(9)，并且所述通道切换控制板(8)的通道信号输出端与所述响应极柱(9)的两连接端电连接；每对所述响应极柱(9)对应一个条形孔，且所述响应极柱(9)的顶部留有用于与化成分容设备检测探针接触连接的接触导通端；

供电电源，设置在所述工装整体结构装配体(1)内，包括逆变电源转换器(10)和开关电源转换器(11)，所述逆变电源转换器(10)的直流电压输入端与外部直流电压电连接，所述逆变电源转换器(10)的交流电压输出端分别与所述电源基准模块(5)、所述开关电源转换器(11)的交流电压输入端电连接；所述开关电源转换器(11)的直流电压输出端与所述控制器(2)、所述控制响应机构(3)的直流电压输入端电连接；

以及中央处理单元(12)，设置在工装整体结构装配体(1)内，所述中央处理单元(12)的信号传输端口通过网口与所述控制器(2)的信号输出端口电连接；所述中央处理器(12)的信号输入端口通过网口与所述HP表(7)的信号输出端电连接，用于读取并处理所述HP表两端的数据来校正电流数据与电压数据。

2.如权利要求1所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，其特征在于：所述控制器为DSP28335，通过网口与所述中央控制器(12)建立TCP/IP通讯。

3.如权利要求2所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，其特征在于：所述逆变电源转换器(10)为24V直流转为220V交流的逆变电源转换器。

4.如权利要求3所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备，其特征在于：所述开关电源转换器(11的直流电压输出端输出的直流电压为+12V、-12V和5V。

5.利用权利要求4所述的方形锂电池串联化成设备电流电压校正设备的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)中央控制器与控制器之间建立TCP/IP通讯，然后向控制器发送指令；

2)控制器根据TCP/IP通讯协议解析接收到的指令，判断是电流校准模式还是电流校准模式，然后向控制响应机构发送相应的控制信号；

3)控制响应机构接收控制器的控制信号，并将控制信号转换为相应的数字信号，所述数字信号包括驱动DA模块的数字信号、通道切换模块的数字信号以及选择分流器的数字信号；

若为电压校正模式，根据所述控制响应机构输出的数字信号选择DA模块输出数值，DA模块将数字信号转换为模拟信号输出到所述电源基准模块上，所述电源基准模块根据DA模块的模拟信号，输出稳定带驱动能力的反馈信号，并通过导线接回到控制响应机构；分流器与HP表之间断路，而控制响应机构直接将反馈信号接入到所述HP表的两端；通道切换控制板根据控制响应机构的数字信号选择第几通道输出信号，并输出到相应的响应极柱上，由于响应极柱与化成分容设备的检测探针接触连接，从而将信号输出至化成分容设备的检测探针；

若为电流校正模式：将分流器接入整个电流回路，使得分流器与HP表之间通路，将所述分流器两端接入到所述HP表的两连接端；

4)中央处理器读取HP表数值后获取实际电压值，并根据此时的实际电压值作为基准进行数据处理。

6.如权利要求5所述的校准方法，其特征在于：整个校正工装在校准过程中，逆变电源转换器将24V直流输入电压转为220V交流信号给电源基准模块以及开关电源转换器使用；开关电源转换器将获取的交流信号转换为直流+12V,-12V,5V给控制器与所述控制响应机构供电使用。

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