CN113785460A - 模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构 - Google Patents

模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过单元模块使配置设计变得容易，从而能够有效地使用充放电系统的电源部空间的技术，根据一实施例的模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构可包括：底板，其以垂直竖立的状态固定于高精密充放电器的子机架；以及至少一个充放电器电源单元，其以电学方式或者物理方式装卸于所述底板的一侧面，在电池与电源之间通过双向AC‑DC转换或者双向DC‑DC转换进行充放电处理，而且用于处理所述处理充放电的组合电路沿着第一方向排列且具有沿第一方向的长条状，在所述底板上沿着垂直于所述第一方向的第二方并联布置。

Description

模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构
技术领域
本发明涉及一种通过单元模块使配置设计变得容易，从而能够有效地使用充放电系统的电源单元空间的技术。
背景技术
二次电池作为将外部供给的电能转换为化学能进行储存后必要时再将其转换成电能的装置，是指通过电能转换为化学能的充电和逆方向的放电可反复使用的电池。而且，二次电池不同于无法充电且使用一次便要废弃的一次电池(干电池)，二次电池可反复充电和放电，因此使用范围不仅包括移动电话、笔记本电脑、数码照相机等小型化且轻量化的电子设备，而且扩展到了最近商用化的混合驱动汽车及电动汽车领域。
二次电池中尤其是锂二次电池，相比于其他二次电池，单位重量的能量密度明显高，可进行高速充电，保存和使用寿命优秀，因此使用量呈现增加的趋势。通常，二次电池在结束组装后为了实现活化将其安装在充放电器上反复进行多次充电及放电工艺，同时执行化成工艺以赋予二次电池特性，被活化的电池成为可使用的电池完成品。将电池的阳极端子和阴极端子分别接触阳极接触销和阴极接触销，通过接触销将充电和放电所需的电流引入电池，从而实现化成工艺。
另外，为了生产并出售锂离子电池、锂聚合物电池等的二次电池，需要执行老化(Aging)工艺、充放电工艺、开路电压(Open Circuit Voltage，OCV)检测、IR(内部电阻)检测、分级(Grading)等各种工艺，其中，充放电工艺将对生产的二次电池反复进行充电和放电过程，然后再投放市场。
图1图示现有充放电器子机架结构100中使用的电源单元110的结构。
在现有的充放电器子机架结构100中，为进行测试，需要构建包括电源单元110的整个系统。
在现有的充放电器子机架结构100中，为了扩增信道数，需要根据信道数的变化每次重新设计子机架，并且需要进行改变换流器容量的设计。
发明内容
【技术问题】
本发明的目的在于，通过高精密充放电器子机架结构使结构优化，从而提高电流精度。
本发明的目的在于，提供一种由于包括所有充放电器电源单元构件因此能够单独进行测试的一体型电源模块。
本发明的目的在于，提供一种为了实现作为DC电网用充放电器电源单元的用途转换而用双向降压型DC-DC转换器(Bi-directional Step Down DC-DC Converter)取代配置在子机架内的双向AC-DC转换器的结构。
本发明的目的在于，由于自身具有充放电器电源单元的功能，因此根据需要通过扩增模块数来改变信道数。
本发明的目的在于，相比于现有技术使体积变小，从而通过单元模块使配置设计变得容易，因此能够有效地使用充放电系统的电源单元空间。
【技术方案】
根据一实施例的模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构可包括：底板，其以垂直竖立的状态固定于高精密充放电器的子机架；以及至少一个充放电器电源单元，其以电学方式或者物理方式装卸于所述底板的一侧面，在电池与电源之间通过双向AC-DC转换或者双向DC-DC转换进行充放电处理，而且用于处理所述处理充放电的组合电路沿着第一方向排列且具有沿第一方向的长条状，在所述底板上沿着垂直于所述第一方向的第二方并联布置。
根据一实施例的所述充放电器电源单元可包括：AC电网；双向AC-DC转换器，其在所述AC电网与双向DC-DC转换器之间进行双向电力转换；双向DC-DC转换器，其用于对电池进行充电或者放电；以及夹具，其用于以物理方式连接所述双向DC-DC转换器与所述电池，所述AC电网、所述双向AC-DC转换器、所述双向DC-DC转换器及所述夹具布置于PCB信道上，以具有沿着所述第一方向以串联形态依次排列的长条状。
根据一实施例的所述充放电器电源单元可包括：DC电网；第一双向DC-DC转换器，其将从所述DC电网传递的高电压输入双向电力转换成适合第二双向DC-DC转换器的低电压DC并提供；第二双向DC-DC转换器，其对所述电力转换的低电压DC电池进行充电或者放电；以及夹具，其以物理方式连接所述第二双向DC-DC转换器与所述电池，所述DC电网、所述第一双向DC-DC转换器、所述第二双向DC-DC转换器及所述夹具布置于PCB信道上，以具有沿着所述第一方向以串联形态依次排列的长条状。
根据一实施例的高精密充放电器的子机架组装结构为所述底板的另一侧面可布置有控制器。
根据一实施例的高精密充放电器的子机架组装结构可进一步包括布置于不同的底板之间的阻隔壁。
【有益效果】
根据一实施例，通过高精密充放电器的子机架结构使结构优化，从而可提高电流精度。
根据一实施例，由于包括所有充放电器电源单元构件，因此可提供能够单独进行测试的一体型电源模块。
根据一实施例，为了实现作为DC电网用充放电器电源单元的用途转换，可提供用双向降压型DC-DC转换器(Bi-directional Step Down DC-DC Converter)取代配置在子机架内的双向AC-DC转换器的结构。
根据一实施例，由于自身具有充放电器电源单元的功能，因此根据需要可通过扩增模块数来改变信道数。
根据一实施例，相比于现有技术使体积变小，从而通过单元模块使配置设计变得容易，因此能够有效地使用充放电系统的电源单元空间。
附图说明
图1图示了现有充放电器的子机架结构中使用的电源单元的构成。
图2a和图2b是用于说明根据本发明一实施例的高精密充放电器的子机架结构的电源单元的方框图。
图3图示了附着有PCB信道的充放电器电源单元。
图4a至4b是附着有PCB信道的子机架结构的充放电器电源单元的示图。
具体实施方式
对于根据本说明书中公开的本发明概念的实施例，特定结构或者功能性说明只是为了说明根据本发明概念的实施例而例举的，根据本发明概念的实施例可以以各种形态实施，并不受限于本说明书中提及的实施例。
根据本发明概念的实施例可进行各种变更，并且可具有各种形态，因此本说明书将参照附图对实施例进行详细说明。然而，这并非是想要用特定的公开形态来限制根据本发明概念的实施例，而是包括在本发明的技术思想及技术范围内进行的变更、等同物或者替代物。
虽然第一或者第二等术语可应用于说明各种组成要素，但是所述组成要素并不受所述术语的限制。所述术语的目的在于，使一组成要素与其他组成要素区分开，例如在不超出根据本发明概念的权利范围的前提下，第一组成要素可命名为第二组成要素，类似地，第二组成要素也可以命名为第一组成要素。
当一组成要素被描述为与另一组成要素″连接″或者″接触″时，应理解为一组成要素能够与另一组成要素连接或者接触，也可以理解为它们之间存在其他的组成要素。相反，当一组成要素被描述为与另一组成要素″直接连接″或者″直接接触″时，则应理解为它们之间不存在其他的组成要素。用于说明组成要素间的关系的表述，例如″～之间″和″直接～之间″或者″与～紧相邻″等也应以同样的方式进行解释。
本说明书中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定本发明。单数的表述可包括复数，除非上下文中有明确的不同含义。本说明书中，″包括″或者″具有″等术语是用于指特征、数字、步骤、动作、组成要素、部件或者它们的组合的存在，不应理解为预先排除一个或者一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、组成要素、部件或者它们的组合的存在或者附加的可能性。
如无其他定义，在这里使用的包括技术或者科学术语在内的所有术语具有与本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员通常所理解的相同的含义。通常使用的词典中定义的术语应依据于相关技术的上下文中的含义相同的含义进行解释，本说明书中如无明确定义，则不应理想或过于正式地解释。
下面，将参照附图对实施例进行详细说明。但是，所述实施例并不能限制或者限定本专利申请范围。各附图中图示的相同附图标记将表示相同的部件。
图2a和图2b是用于说明根据本发明一实施例的高精密充放电器子机架结构的电源单元的方框图。
尤其，根据本发明的高精密充放电器的子机架组装结构可包括底板及装卸于底板一侧面的充放电器电源单元。
充放电器电源单元以电学方式或者物理方式装卸于底板一侧面，在电池与电源之间可通过AC-DC转换或者DC-DC转换进行充放电。而且，用于处理充放电的配置电路沿着第一方向排列且具有沿着第一方向的长条状。
首先，参照图2a，根据一实施例的充放电器电源单元210可应用于为了充放电需要将AC转换为DC的过程的情况，可包括AC电网211、双向AC-DC转换器212、双向DC-DC转换器213及夹具214。
双向AC-DC转换器212在AC电网211与双向DC-DC转换器213之间负责双向电力转换的功能。
双向DC-DC转换器213负责电池的充电或者放电的功能，夹具214可以以物理方式连接双向DC-DC转换器213与电池。
另外，AC电网211、双向AC-DC转换器212、双向DC-DC转换器213及夹具214可以布置于PCB信道上，以具有沿第一方向以串联形态依次排列的长条状。
在底板上可布置至少一个充放电器电源单元210，优选可布置多个。
此时，在底板上可沿着垂直于第一方向的第二方向并联布置。
第一方向和第二方向可以是在由底板形成的平面上沿着x轴或者y轴等相互直交的轴延伸的方向。
然后，图2b相当于充放电时无需将AC转换为DC的过程的情况下的充放电器电源单元220，可包括DC电网221、双向DC-DC转换器222、双向DC-DC转换器223及夹具224。
可包括双向DC-DC转换器222，其将从DC电网221传递的高电压输入双向电力转换成适合双向DC-DC转换器223的低电压DC并提供。
此外，双向DC-DC转换器223可负责对电力转换的低电压DC电池进行充电或者放电的功能。
另外，夹具224可负责以物理方式连接双向DC-DC转换器223与电池的功能。
根据一实施例的充放电器电源单元220可包括DC电网221、双向DC-DC转换器222、双向DC-DC转换器223及夹具224，并可以布置于PCB信道上，以具有沿第一方向以串联形态依次排列的长条状。
同样，充放电器电源单元220可在底板上布置至少一个，优选地可布置多个，在底板上可沿着垂直于第一方向的第二方向并联布置。
图3图示了附着有PCB信道302的充放电器电源单元300。
为此，在高精密充放电器的子机架组装结构中，以底板301的一侧面附着有包括PCB信道302的配置电路的形态，布置并形成一个充放电器电源单元。
此外，一个充放电器电源单元300在高精密充放电器的子机架中能够以层叠安装多个的形态布置成垂直竖立状。
优选地，一个充放电器电源单元300附着有8个PCB信道302，可负责双向DC-DC转换器的功能。
布置于PCB信道的双向DC-DC转换器可实现为PCB信道302的形态，而且可以沿着第一方向形成为长条状，可以沿着垂直于第一方向的第二方向并联布置多个。
另外，如附图标记303所示，沿着垂直于PCB信道的第一方向的第二方向布置分流器，通过减小温度差的误差范围，从而可使电流精确地流动。
附图标记304相当于双向AC-DC转换器，在AC电网与双向DC-DC转换器之间可进行双向电力转换。
附图标记305可负责用于降低温度的风扇的功能，以防止充放电器电源单元300过热。
图4a至4b是用于说明附着有PCB信道的子机架结构的充放电器电源单元的示图。
此外，如图4a所示，在一个高精密充放电器的子机架结构中9个充放电器电源单元410能够以并联的结构并排布置，从而可提高空间效率。
此时，不同的充放电器电源单元410的底板之间布置有阻隔壁，从而可执行屏蔽的功能。
然后，图4b是图示以底板为中心布置有充放电器电源单元410的一侧面及其相反的另一侧面的实施例430。
底板的另一侧面可布置有控制器，充放电器电源单元410和控制器能够以底板为中心分别布置于相反的侧面。
由此，可解决现有充放电器结构中为了进行测试需要构建整个系统的问题。换言之，根据本发明的高精密充放电器的子机架结构，能够单独地对充放电器电源单元410进行测试。
此外，通过用双向降压型DC-DC转换器取代配置在子机架内的双向AC-DC转换器，能够直接作为DC电网用充放电器电源单元而使用。
此外，对于现有的充放电器而言，为了扩增信道数，需要根据信道数的变化每次重新设计子机架并改变换流器容量的过程。
但是，根据本发明的高精密充放电器的子机架结构，由于本身具有充放电器电源单元410的功能，因此根据需要可通过扩增模块数来改变信道数。
即，充放电器电源单元410通过单元模块使配置设计变得容易，从而能够有效地使用充放电系统的电源单元空间，其相比于现有技术能够明显缩减体积。
如上所述，虽然基于有限的附图对实施例进行了说明，但是对于本技术领域的普通技术人员而言，可在上述记载的基础上进行各种修改和变更。例如，即使上面所述的技术以不同于上述方法的顺序执行或上面所述的结构、装置等的组成要素以不同于上述方法的形态结合或者组合或者被另一组成要素或等同物替代或者置换，也能够达到适宜的结果。
因此，其他具体化、其他实施例及与权利要求书等同的内容均属于后附的权利要求书的范围。

Claims (5)

1.一种模块化形态的高精密充放电器的子机架组装结构，包括：
底板，其以垂直竖立的状态固定于高精密充放电器的子机架；以及
至少一个充放电器电源单元，其以电学方式或者物理方式装卸于所述底板的一侧面，在电池与电源之间通过双向AC-DC转换或者双向DC-DC转换进行充放电处理，而且用于处理所述处理充放电的配置电路沿着第一方向排列且具有沿第一方向的长条状，在所述底板上沿着垂直于所述第一方向的第二方并联布置。
2.如权利要求1所述的高精密充放电器的子机架组装结构，其中，所述充放电器电源单元包括：AC电网；双向AC-DC转换器，其在所述AC电网与双向DC-DC转换器之间进行双向电力转换；双向DC-DC转换器，其用于对电池进行充电或者放电；以及夹具，其用于以物理方式连接所述双向DC-DC转换器与所述电池，所述AC电网、所述双向AC-DC转换器、所述双向DC-DC转换器及所述夹具布置于PCB信道上，以具有沿着所述第一方向以串联形态依次排列的长条状。
3.如权利要求1所述的高精密充放电器的子机架组装结构，其中，所述充放电器电源单元包括：DC电网；第一双向DC-DC转换器，其将从所述DC电网传递的高电压输入双向电力转换成适合第二双向DC-DC转换器的低电压DC并提供；第二双向DC-DC转换器，其对所述电力转换的低电压DC电池进行充电或者放电；以及夹具，其以物理方式连接所述第二双向DC-DC转换器与所述电池，所述DC电网、所述第一双向DC-DC转换器、所述第二双向DC-DC转换器及所述夹具布置于PCB信道上，以具有沿着所述第一方向以串联形态依次排列的长条状。
4.如权利要求1所述的高精密充放电器的子机架组装结构，其中，所述底板的另一侧面布置有控制器。
5.如权利要求1所述的高精密充放电器的子机架组装结构，其中，进一步包括布置于不同的底板之间的阻隔壁。
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