CN216748020U - 一种可测容值锂电池芯短路检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可测容值锂电池芯短路检测装置，属于锂电芯技术领域，其输入滤波器分别与功率模块和电源板连接，电源板与主控板连接，主控板分别与按键板、所通讯板、功率模块和电容测量板连接，高压输出端子和电容测量板连接，电容测量板采用干簧继电器进行信号切换，能精确检测锂电池芯的等效容值，根据设定上下限检出容值不良的锂电池芯，帮助发现锂电池芯隔膜材质、正负极材料、温湿度等异常；采用干簧继电器进行信号切换，将电容测试输出低压信号和短路测试脉冲高压信号隔离开来，防止高压信号损坏电容测试电路，而且，干簧继电器耐压高，寿命长，动作速度快，可满足锂电芯自动化产线高稳定性的要求。

Description

一种可测容值锂电池芯短路检测装置

技术领域

本实用新型涉及锂电芯技术领域，尤其涉及一种可测容值锂电池芯短路检测装置。

背景技术

锂电池芯在卷绕或叠片过程中会不可避免的出现料尘混入，卷绕不齐，隔膜破损等问题，这些都会导致锂电池存在安全隐患，且检测困难。目前行业内的检测设备和方法不够完善，不合格品的检出率不理想。另外注液前锂电池芯作为物理特性呈明显容性的被测品，其容值受隔膜材质、正负极材料、温湿度以及测试压力等诸多因素影响而变化，该特性对锂电池芯本质容性问题的识别、产品状态参数一致性的控制均有至关重要的作用，目前并未受到良好的控制。因此，急需一款针对于锂电池芯开发的短路容值二合一测试装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种可测容值锂电池芯短路检测装置，旨在解决上述的技术缺陷。

本实用新型提供的具体技术方案如下：

本实用新型提供的一种可测容值锂电池芯短路检测装置包括输入滤波器、电源板、主控板、按键板、通讯板、电容测量板、功率模块和高压输出端子，其中，所述输入滤波器分别与所述功率模块和所述电源板连接，所述电源板与所述主控板连接，所述主控板分别与所述按键板、所述通讯板、所述功率模块和所述电容测量板连接，所述高压输出端子和所述电容测量板连接，所述电容测量板采用干簧继电器进行信号切换。

可选的，所述电容测量板的信号切换电路包括第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器，其中，所述第一干簧继电器用于实现功率模块正端和高压输出端子之间的断开和导通，所述第二干簧继电器用于实现高压输出端子和电容测量板正端之间的断开和导通，所述第三干簧继电器用于实现高压输出端子和电容测量板负端之间的断开和导通，所述第四干簧继电器用于实现功率模块负端和高压输出端子之间的断开和导通。

可选的，所述电容测量板的信号切换电路的第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器均与尖峰抑制二极管并联使用。

可选的，所述输入滤波器的输入端连接单相供电模块，所述输入滤波器的两个输出端分别连接所述功率模块和所述电源板。

可选的，所述主控板与所述按键板、所述通讯板、所述功率模块和所述电容测量板之间均是双向通信连接，所述电容测量板与所述高压输出端子和所述功率模块之间均是单向通信连接。

本实用新型具有如下有益技术效果：

本实用新型提供一种可测容值锂电池芯短路检测装置包括输入滤波器、电源板、主控板、按键板、通讯板、电容测量板、功率模块和高压输出端子，其中，输入滤波器分别与功率模块和电源板连接，电源板与主控板连接，主控板分别与按键板、所通讯板、功率模块和电容测量板连接，高压输出端子和电容测量板连接，电容测量板采用干簧继电器进行信号切换，能精确检测锂电池芯的等效容值，根据设定上下限检出容值不良的锂电池芯，帮助发现锂电池芯隔膜材质、正负极材料、温湿度等异常；采用干簧继电器进行信号切换，将电容测试输出低压信号和短路测试脉冲高压信号隔离开来，防止高压信号损坏电容测试电路，而且，干簧继电器耐压高，寿命长，动作速度快，可满足锂电芯自动化产线高稳定性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种可测容值锂电池芯短路检测装置的框架结构示意图；

图2为本实用新型实施例的信号切换电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合图1和图2对本实用新型实施例的一种可测容值锂电池芯短路检测装置进行详细的说明，本实用新型实施例的一种可测容值锂电池芯短路检测装置可以用于锂电池芯、镍氢电芯、超级电容等不同材料的电芯检测，可用于卷绕机、叠片机、电芯装配线以及电芯注液前的(微)短路测试，可以提高产线的测试效率，适应产线测试节拍。

参考图1所示，本实用新型实施例提供的一种多通道锂电芯极耳外壳短路检测装置包括输入滤波器1、电源板2、主控板3、按键板4、通讯板5、电容测量板6、功率模块7和高压输出端子8，其中，输入滤波器1分别与功率模块7和电源板2连接，电源板2与主控板3连接，主控板3分别与按键板4、通讯板5、功率模块7和电容测量板6连接，高压输出端子8与电容测量板6连接，装置内部采用干簧继电器9进行信号切换。

参考图1所示，输入滤波器1的输入端连接单相供电模块，输入滤波器1的两个输出端分别连接功率模块7和电源板2。主控板3与按键板4、通讯板5、功率模块7和电容测量板6之间均是双向通信连接。电源板2的输入端连接输入滤波器1的输出端，电源板2的输出端连接主控板3的输入端。电源板2通过主控板3将供电提供给按键板4、通讯板5、电容测量板6和功率模块7。电容测量板6与高压输出端子8和功率模块7之间均是单向通信连接。

参考图1所示，输入滤波器1安装在电源供电端口，其用于抑制功率器件高频开关产生的传导干扰和辐射干扰，具备共模和差模抑制能力，可以提高系统可靠性。电源板2包括输入过压、欠压异常保护电路。

功率模块7包含工频变压器、高压板、放电板，主要负责提供检测所需的直流高压。工频变压器提供产生高压的初级电压，由于检测时不良电芯存在击穿放电的情况，对于变压器的额定功率要求较高。高压板是脉冲测试的核心，负责产生检测需要设定的充电高压，同时采样电芯极耳上的电压波形来侦测电芯的优劣。采样电阻对应测试仪的输出阻抗，要求越大越好，同时又能满足精度的要求。放电板在测试结束后，对被测电芯放电，保障后续工位产线工人的安全。

电容测量板6不仅要对被测锂电池芯等效容值的检测，而且还要实现短路测试高压信号和电容测试低压信号的切换。由于各个锂电池芯生产厂家产品种类繁多，装置电容值测量范围1nF～10000nF，电容测量板6可满足各个电池厂家容值测试需求。容值测试时间可设至为最快0.1s的测试速度，可极大提高产线节拍。

主控板3功能包括整机的测试电压设定，被测锂电池芯两极耳实时电压波形采样显示，以及电容测量切换板测量值AD采样和切换信号给定，结果判定、电芯异常报警等。

本实用新型实施例的可测容值锂电池芯短路检测装置采用干簧继电器组成信号切换电路，其中，参考图2所示，信号切换电路包括第一干簧继电器91、第二干簧继电器92、第三干簧继电器93和第四干簧继电器94，其中，第一干簧继电器91用于实现功率模块正端(功率模块输出+)和高压输出端子(装置输出端口HV)之间的断开和导通，第二干簧继电器92用于实现高压输出电子(装置输出端口HV)和电容测量板正端(CAP+)之间的断开和导通，第三干簧继电器93用于实现高压输出端子(装置输出端口RTN)和电容测量板负端(CAP-)之间的断开和导通，第四干簧继电器94用于实现功率模块负端(功率模块输出-)和高压输出端子(装置输出端口RTN)之间的断开和导通。

参考图2所示，信号切换电路的第一干簧继电器91、第二干簧继电器92、第三干簧继电器93和第四干簧继电器94均与尖峰抑制二极管10并联使用。

参考图2所示，RY1～RY4是干簧继电器9，D1～D4是尖峰抑制二极管10，吸收干簧继电器关断时产生的反向尖峰电压。干簧继电器是12V供电，Z1～KZ4是RY1～RY4干簧继电器控制信号，低电平继电器吸合，高电平不吸合。该信号切换电路的工作机制是：

装置为脉冲短路测试时：KZ1为低电平，干簧继电器RY1吸合，将功率模块输出的短路测试高压信号正极切换到装置输出端口HV。KZ4为低电平，继电器RY4吸合，将功率模块输出的短路测试高压信号负极切换到装置输出端口RTN。KZ2、KZ3为高电平，继电器RY2、RY3不吸合。端口HV接被测锂电池芯正极耳，端口RTN接被测锂电池芯负极耳，此时短路测试高压信号施加到被测锂电池芯上，实现短路测试。

装置为电容测试时：KZ2为低电平，干簧继电器RY2吸合，将电容测量板产生的电容测试低压信号正极切换到装置输出端口HV。KZ3为低电平，继电器RY3吸合，将电容测量板产生的电容测试低压信号负极切换到装置输出端口RTN。KZ1、KZ1为高电平，继电器RY1、RY4不吸合。端口HV接被测锂电池芯正极耳，端口RTN接被测锂电池芯负极耳，此时电容测试低压信号施加到被测锂电池芯上，实现电容测试。

本实用新型实施例的可测容值锂电池芯短路检测装置，可以根据锂电池芯生产厂家的要求，在锂电池芯短路测试的同时，先进行容值测试，既能检测锂电池芯的绝缘不良情况，又能检出个别受隔膜材质、正负极材料等异常导致容值偏差大的锂电池芯，解决了客户材料及工艺上的检测难点，填补了国内外锂电池芯产线容值检测的空白。

本实用新型提供一种可测容值锂电池芯短路检测装置包括输入滤波器、电源板、主控板、按键板、通讯板、电容测量板、功率模块和高压输出端子，其中，输入滤波器分别与功率模块和电源板连接，电源板与主控板连接，主控板分别与按键板、所通讯板、功率模块和电容测量板连接，高压输出端子和电容测量板连接，电容测量板采用干簧继电器进行信号切换，能精确检测锂电池芯的等效容值，根据设定上下限检出容值不良的锂电池芯，帮助发现锂电池芯隔膜材质、正负极材料、温湿度等异常；采用干簧继电器进行信号切换，将电容测试输出低压信号和短路测试脉冲高压信号隔离开来，防止高压信号损坏电容测试电路，而且，干簧继电器耐压高，寿命长，动作速度快，可满足锂电芯自动化产线高稳定性的要求。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种可测容值锂电池芯短路检测装置，其特征在于，所述可测容值锂电池芯短路检测装置包括输入滤波器、电源板、主控板、按键板、通讯板、电容测量板、功率模块和高压输出端子，其中，所述输入滤波器分别与所述功率模块和所述电源板连接，所述电源板与所述主控板连接，所述主控板分别与所述按键板、所述通讯板、所述功率模块和所述电容测量板连接，所述高压输出端子和所述电容测量板连接，所述电容测量板采用干簧继电器进行信号切换。

2.根据权利要求1所述的可测容值锂电池芯短路检测装置，其特征在于，所述电容测量板的信号切换电路包括第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器，其中，所述第一干簧继电器用于实现功率模块正端和高压输出端子之间的断开和导通，所述第二干簧继电器用于实现高压输出端子和电容测量板正端之间的断开和导通，所述第三干簧继电器用于实现高压输出端子和电容测量板负端之间的断开和导通，所述第四干簧继电器用于实现功率模块负端和高压输出端子之间的断开和导通。

3.根据权利要求1所述的可测容值锂电池芯短路检测装置，其特征在于，所述电容测量板的信号切换电路的第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器均与尖峰抑制二极管并联使用。

4.根据权利要求1所述的可测容值锂电池芯短路检测装置，其特征在于，所述输入滤波器的输入端连接单相供电模块，所述输入滤波器的两个输出端分别连接所述功率模块和所述电源板。

5.根据权利要求1所述的可测容值锂电池芯短路检测装置，其特征在于，所述主控板与所述按键板、所述通讯板、所述功率模块和所述电容测量板之间均是双向通信连接，所述电容测量板与所述高压输出端子和所述功率模块之间均是单向通信连接。

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