CN203039042U - 锂电池成组分容柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了锂电池成组分容柜，其包括：成组电池的夹持装置、充放电装置，内设有电池的充电、放电电路，其用于连接至电源装置和能量回收装置上，电源装置，电源装置外接市电电网，并将交流市电变成低压直流电以供充放电装置对夹持装置中的各单体电池进行充电，能量回收装置，用于将充放电装置中各单体电池的放电电压予以升高并转换成交流电返回至市电电网或局域电网中；测试控制板，用于检测并控制各单体电池的充放电状况，并记录各单体电池的充电、放电电流的大小以及时间。与现有技术相比具有以下优点：1）可实现大电流充放电，缩短了电池分容周期；2）装配效率高；3）电能回收利用，节能能源；4）在分容过程中，还能测量出电池内阻。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种锂电池成组分容柜。
【背景技术】
锂离子电池作为新能源领域的重要组成部分，它凭借其重量轻、比能量高、工作电压高、寿命长、自放电低等优点，得到了长足的发展，并迅速应用于各种现代化移动通讯设备和便携式电子设备领域中。随着能源危机的愈演愈烈，各国都在寻找最合适的汽车能源的替代品，锂离子电池由于其具备上述的优势，逐渐成为各汽车厂家优选的新能源。
人们在实践中发现，相同工艺条件成批生产出来的单体电池的容量各不相同，甚至相差甚远。如果这些不同容量的单体电池不加以区别，直接地以串并联方式使用，则在充放电的过程中，经常会出现部分单体电池过充，部分单体电池充电不饱和，严重影响了单体电池的寿命，也对整个供电系统的稳定性埋下了隐患。由此可见，对加工好的单体电池予以分容处理至关重要。
现有的分容柜主要存在以下两方面的不足：1）人工将单体电池一个个地夹持在设有弹性体的探针之间，效率低，并且弹性体的压力不一致，影响充放电效果；2）在电池分容的过程中需要对各单体电池进行反复几次的充电放电，目前的传统工艺是将各单体电池放电的能量转化为热能消耗掉，浪费了能源，而且导致环境温度升高。
鉴于以上弊端，实有必要提供一种改进的锂电池成组分容柜以克服上述缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型提供了一种结构简单、制造成本低廉，分容效率高，并能有效利用能源，节省成本的锂电池成组分容柜。
为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种锂电池成组分容柜，其包括：
成组电池的夹持装置，设有用于对接各单体电池正负极的探针，分别自正负极探针向外延伸连接至充放电装置的第一导线；
充放电装置，内设有电池的充电、放电电路，其用于连接至电源装置和能量回收装置上；
电源装置，电源装置外接市电电网，并将交流市电变成低压直流电以供充放电装置对夹持装置中的各单体电池进行充电；
能量回收装置，用于将充放电装置中各单体电池的放电电压予以升高并转换成交流电返回至市电电网或局域电网中；
测试控制板，用于检测并控制各单体电池的充放电状况，并记录各单体电池的充电、放电电流的大小以及时间。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述成组电池的夹持装置包括底座、上压板、下托板以及自底座向上延伸贯穿下托板的导杆，所述上压板和下托板之间设有气缸驱动装置，下托板和底座之间的导杆套设有弹簧，上压板和下托板的相对面还分别设置有上针板和下针板，下针板上还放置有电池收容盒。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述能量回收装置包括BOOST升压电路和逆变电路。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述测试控制板可设定各单体电池的最高充电电压和最低放电电压，并实施监控各单体电池的实时电压，以控制对各单体电池充放电的开启和关闭。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述分容柜还包括可分层的存储框架，每层存储框架上都安放有所述成组电池的夹持装置。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述电源装置将交流市电转换成12V直流电。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述锂电池成组分容柜还设有电控箱，所述充放电装置、电源装置、能量回收装置和测试控制板收容于电控箱内。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述上针板和下针板结构一致，其上均设有若干呈矩阵排列的探针。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述充放电装置的充电、放电的电流为20A～30A。
作为本实用新型锂电池成组分容柜的一种改进，所述锂电池成组分容柜还包括电池内阻检测单元，所述电池内阻检测单元可在单体电池分容时同时检测出电池的内阻并记录在测试控制板中。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1）可实现大电流充放电，缩短了电池的分容周期；
2）整盒的放置单体电池进行测试分容，装配效率高；
3）电能回收利用，节能能源，并能保证环境温度不升高，保证了分容的准确性；
4）在分容的过程中，还能测量出电池的内阻。
【附图说明】
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型锂电池成组分容柜及其有益技术效果进行详细说明。
附图1为本实用新型锂电池成组分容柜整体结构立体图；
附图2为本实用新型锂电池成组分容柜A部分的夹持装置的立体图；
附图3为本实用新型锂电池成组分容柜的夹持装置部分结构的分解图；
附图4为本实用新型锂电池成组分容柜的原理结构图；
附图5为本实用新型锂电池成组分容柜的内阻检测单元的主要电路图。
【具体实施方式】
请参考图1至图5所示，本实用新型一种锂电池成组分容柜100，其包括：成组电池的夹持装置10，设有用于对接各单体电池正负极的探针，分别自正负极探针向外延伸连接至充放电装置的第一导线；充放电装置20，内设有电池的充电、放电电路，其用于连接至电源装置和能量回收装置上，电源装置30，电源装置外接市电电网，并将交流市电变成低压直流电以供充放电装置对夹持装置中的各单体电池进行充电，能量回收装置40，用于将充放电装置中各单体电池的放电电压予以升高并转换成交流电返回至市电电网或局域电网中；测试控制板50，用于检测并控制各单体电池的充放电状况，并记录各单体电池的充电、放电电流的大小以及时间。
成组电池的夹持装置10包括底座11、上压板12、下托板13、上下针板（14、15）、气缸驱动装置16、导杆17、弹簧18以及电池收容盒60。其中，所述底座11、上压板12和下托板13结构基本一致，均为矩形片状，这三者自上向下的组装顺序是：第一层为上压板12、中间层为下托板13、最下层为底座11，所述上压板12和下托板13之间安装有气缸驱动装置16，所述气缸驱动装置16包括气缸顶杆，连接在气缸顶杆上的顶板161，所述顶板161的两端还开设有贯穿孔162，前述的导杆17安装于贯穿孔162中，其延伸后穿过下托板13，并最终固定安装至底座11上，在下托板13和底座11之间的导杆17上套设有弹簧18。前述的顶板161固定连接至上压板12，这样，当气缸顶杆收缩时，由于弹簧18的弹力作用，下托板13与底座11之间的间距可基本保持不变，但上压板12会在顶杆收缩的拉力下向下托板13方向移动。所述上压板12和下托板13的相对面还分别设置有上针板14和下针板15，所述上针板14和下针板15结构一致，其上均设有若干呈矩阵排列的探针。下针板上还放置有电池收容盒60，所述电池收容盒60用于收容各单体电池70并保证单体电池70的正负极与上下针板上的探针一一对应。
本实用新型充放电装置20中所采用的充电、放电电路，均采用直流恒流电路，还可以实现20A～30A的大电流充放电功效。
电源装置30外接市电电网，并将交流市电变成12V低压直流电以供充放电装置对夹持装置中的各单体电池进行充电，所述的电源装置30可以选择常见的一些电源转换器。
能量回收装置40包括BOOST升压电路和逆变电路，在本实用新型中，由于单体电池70的电压比较小，故可对单体电池70进行多次升压，优选的是，先将单体电池升压至12V，再升压至60V，随后，结合逆变电路再次升压成交流220V。
本实用新型一种锂电池成组分容柜100还包括可分层的存储框架80，每层存储框架80上都安放有所述成组电池的夹持装置10；在存储框架80的旁边还设有电控箱90，前述的充放电装置20、电源装置30、能量回收装置40和测试控制板50收容于电控箱内。为了便于分容柜以后的维护，可将该设备中的易损电子原件分别制成若干单元模块，例如，所述的测试控制板就包括若干小的测试控制板组装而成。
本实用新型一种锂电池成组分容柜100是这样工作的：先将待分容的单体电池70装入电池收容盒60中，并保持单体电池70竖立放置，再将整盒的单体电池放置于分容柜100的每一层存储框架上的成组电池的夹持装置10中，具体来说，就是将整盒单体电池放置于成组电池夹持装置10的下针板15上方，并保证下针板15上的探针与单体电池70下方的端极一一对应。在分容过程中，首先，分容柜100会对电池收容盒60中的各单体电池70进行充电，即启动成组电池夹持装置10的气缸驱动装置16，在气缸驱动装置16的作用下，上针板14就会向下针板15方向移动，直到上针板14上的探针分别对应地抵接至待分容电池的另一端极，随后，电源装置30将市电转换成12V直流电并通过充放电装置20对各单体电池70充电，在该过程中，测试控制板50可根据预先设定的各单体电池70的最高充电电压控制各单体电池的充电状态，所述测试控制板50还可以记录充电电流的大小和充电时间的长短，随后，在放电过程中，测试控制板50可根据预先设定的各单体电池的最低放电电压控制单体电池的放电状态，所述测试控制板50也可以记录放电电流的大小和放电时间的长短，根据Q=IT，则可根据充放电的电量差值就可得知单体电池的容量，在实际分容过程中，会对单体电池70进行反复充放电并测出多个差值以便保证单体电池容量的准确性高。上述多个差值都会记录在测试控制板50的芯片中，再根据一定的计算方法（比如，求平均值）来最后确定每个电池的容量，并将容量的大小与各单体电池在电池盒中的位置关系对应起来存放在测试控制板50的芯片中，随后，使用者可操作该装置的控制屏，在控制屏上便会显示出各单体电池的容量以及位置信息。在前述放电过程中，各个单体电池会经过BOOST升压电路和逆变电路将单体电池中的电能回收至市电网或者局域电网中。充放电完毕后，气缸驱动装置16带动气缸顶杆上时，便会托起上压板12，使上压板12恢复至初始位置。
锂电池成组分容柜还包括电池内阻检测单元，所述电池内阻检测单元可在单体电池分容时同时检测出电池的内阻并记录在测试控制板50的芯片中，所述内阻检测单元的主要电路图请参考图5所示。
本实用新型一种锂电池成组分容柜，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种锂电池成组分容柜，其特征在于，包括：
成组电池的夹持装置，设有用于对接各单体电池正负极的探针，分别自正负极探针向外延伸连接至充放电装置的第一导线；
充放电装置，内设有电池的充电、放电电路，其用于连接至电源装置和能量回收装置上；
电源装置，电源装置外接市电电网，并将交流市电变成低压直流电以供充放电装置对夹持装置中的各单体电池进行充电；
能量回收装置，用于将充放电装置中各单体电池的放电电压予以升高并转换成交流电返回至市电电网或局域电网中；
测试控制板，用于检测并控制各单体电池的充放电状况，并记录各单体电池的充电、放电电流的大小以及时间。
2.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述成组电池的夹持装置包括底座、上压板、下托板以及自底座向上延伸贯穿下托板的导杆，所述上压板和下托板之间设有气缸驱动装置，下托板和底座之间的导杆套设有弹簧，上压板和下托板的相对面还分别设置有上针板和下针板，下针板上还放置有电池收容盒。
3.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述能量回收装置包括BOOST升压电路和逆变电路。
4.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述测试控制板可设定各单体电池的最高充电电压和最低放电电压，并实施监控各单体电池的实时电压，以控制对各单体电池充放电的开启和关闭。
5.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述分容柜还包括可分层的存储框架，每层存储框架上都安放有所述成组电池的夹持装置。
6.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述电源装置将交流市电转换成12V直流电。
7.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述锂电池成组分容柜还设有电控箱，所述充放电装置、电源装置、能量回收装置和测试控制板收容于电控箱内。
8.如权利要求2所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述上针板和下针板结构一致，其上均设有若干呈矩阵排列的探针。
9.如权利要求1所述的锂电池成组分容柜，其特征在于：所述充放电装置的充电、放电的电流为20A～30A。
10.如权利要求1-9所述的任一锂电池成组分容柜，其特征在于：所述锂电池成组分容柜还包括电池内阻检测单元，所述电池内阻检测单元可在单体电池分容时同时检测出电池的内阻并记录在测试控制板中。
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