CN219778971U - 电池单元的充电系统 - Google Patents
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Abstract
电池单元的充电系统。根据本实用新型实施例的电池单元的充电系统是针对串联连接的多个电池单元的充电系统。上述电池单元的充电系统可以包括:充电电路,其以恒定电流对上述多个电池单元进行充电;电压传感器,其测量上述电池单元的电压;继电器开关,其在通过上述电压传感器测量到的上述电池单元的电压达到预定的设定电压时,使上述恒定电流绕过上述电池单元,以便对于上述电池单元切断上述恒定电流;以及控制器,其在对于上述多个电池单元切断了上述恒定电流时,控制上述充电电路降低上述恒定电流并对上述多个电池单元进行再次充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池单元的充电系统,更加详细地,涉及对串联连接的多个电池单元进行充电的充电系统。
背景技术
随着对于移动设备的技术开发和需求的增加以及电动汽车等的普及的扩大,作为能源的二次电池的需求急剧增加,其中,对高容量、高能量密度的锂二次电池的需求尤其高。
一般情况下,二次电池通过将由负极、正极以及分离膜构成的电极组件内置于圆筒形或棱柱形金属罐或者铝层压片的袋型壳体内,并向上述电极组件注入电解液从而制造。这样制造的二次电池需要实施规定的充电放电来激活电池才能发挥电池功能,将这样的工序称为化成(formation)工序或者激活工序。
用于这种激活工序中的充放电器按照规定的工法(recipe)(充电以及放电的电气电极等)执行电池单元的充电和放电。根据充电放电动作特性的结果,进行各电池单元的不良判断以及分拣(sorting),所以激活工序非常重要。
现有的充放电器按照恒定电流-恒定电压(Constant Current-ConstantVoltage,CC-CV)工法进行电池单元的充电。这种根据CC-CV工法的充电(下面称为“CC-CV充电”)采用如下方式,即在初期向电池单元施加恒定电流从而将电池单元迅速地充电到设定电压,之后施加恒定电压以使电池单元维持上述设定电压,同时连续减小电流。
在对各电池单元单独进行充电的情况下,CC-CV充电能够将电池单元准确地充电到设定电压,所以具有充电准确性高的有优点。
但是,在大量生产二次电池的工序中,优选地充放电器为了提高生产率而同时对多个电池单元进行充电放电。尤其是,为了降低充放电器的成本并且减少充放电室的面积,目前需要引入能够对串联连接的多个电池单元同时进行充电放电的串联式充放电器。
在这种串联式充放电器执行CC-CV充电的情况下,增加直到完成多个电池单元的充电为止所需的时间,结束充电的多个电池单元的电压分散性(离散程度)非常高,从而存在充电准确性下降的问题。
【现行技术文献】
【专利文献】
KR 10-2014-0117923A(2014.10.08)
KR 10-2014-0134925A(2014.11.25)
实用新型内容
要解决的技术问题
本实用新型要解决的一个技术问题是提供能够缩短充电时间并且提高充电准确性的电池单元的充电系统。
解决技术问题的手段
根据本实用新型实施例的电池单元的充电系统是针对串联连接的多个电池单元的充电系统。上述电池单元的充电系统可以包括:充电电路,其以恒定电流对上述多个电池单元进行充电;电压传感器,其测量上述电池单元的电压;继电器开关,其在通过上述电压传感器测量到的上述电池单元的电压达到预定的设定电压时,使上述恒定电流绕过上述电池单元,以便对于上述电池单元切断上述恒定电流;以及控制器,其在对于上述多个电池单元切断了上述恒定电流时,控制上述充电电路降低上述恒定电流并对上述多个电池单元进行再次充电。
上述充电电路可以阶梯式降低上述恒定电流。
直到完成上述多个电池单元的充电为止,上述充电电路可以将上述恒定电流降低至少三次。
上述多个电池单元中的至少一部分可以在彼此不同的时机被切断上述恒定电流。
每当上述充电电路中降低恒定电流时,上述多个电池单元之间的电压分散性可以减小。
实用新型效果
根据本实用新型的优选实施例,缩短直到完成多个电池单元的充电为止所需的时间,结束充电的多个电池单元之间的电压分散性能够变得均匀。
并且,能够提高通过对按照本实用新型的优选实施例充电的多个电池单元进行放电时测量到的容量与对各电池单元单独进行充电放电时测量到的实际容量之间的相关性。由此,能够提高各电池单元的不良判断以及分拣的可靠性。
除此之外,可以包括本领域技术人员可以从根据本实用新型优选实施例的构成容易预测的效果。
附图说明
本说明书中附带的下面的附图中示意性示出了本实用新型的优选实施例,起到与后面说明的实用新型的详细说明一起进一步解释本实用新型的技术思想的作用,不应该解释为本实用新型限定于这些附图中示出的事宜。
图1是根据本实用新型一实施例的电池单元的充电系统的简要电路图。
图2是根据本实用新型另一实施例的电池单元的充电方法的流程图。
图3是通过图2示出的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电流特性图。
图4是通过图2示出的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电压特性图。
图5是示出通过根据本实用新型的实验例以及比较例的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电压分散性的曲线图。
图6是通过根据本实用新型的实验例的电池单元的充电方法进行充电的电池单元的测量容量与实际容量的相关性的曲线图。
附图标记说明
10:电池单元
20:断续电路
21:电压传感器
22:继电器开关
100:充电电路
200:控制器
具体实施方式
下面参照附图详细说明本实用新型的优选实施例,以使本实用新型所属技术领域的技术人员可以容易实施本实用新型的技术思想。但是本实用新型可以通过多种不同的方式实现,并不受限于下面的实施例。
为了明确说明本实用新型,省略了与说明无关的部分或者关于有可能混淆本实用新型的宗旨的相关公知技术的详细说明,在说明书中为各构成元素标注附图标记时,在整个说明书中对于相同或者相似的构成元素标注相同或者相似的附图标记。
并且,对于本说明书以及权利要求书中使用的术语和单词不应该限定在通常的含义或者词典中的含义中解释,鉴于为了以最佳的方法说明自身的实用新型,发明人可以适当地定义术语概念的原则,应该解释为符合本实用新型技术思想的含义以及概念。
图1是根据本实用新型一实施例的电池单元的充电系统的简要电路图。
根据本实用新型一实施例的电池单元的充电系统(下面称为“充电系统”)可以对串联连接的多个电池单元10进行充电。上述充电系统可以是包括在串联式充放电器中的构成。需要说明的是并不限定于此。
上述充电系统可以包括对于多个电池单元10以恒定电流进行充电的充电电路100、基于电池单元10的电压使流过电池单元10的电流断续(on-off)的断续电路20、以及控制充电电路100以及断续电路20的控制器200。
充电电路100可以包括电源或者可以连接于外部电源。充电电路100可以构成为向多个电池单元10供给恒定电流。充电电路100可以构成为改变向多个电池单元10供给的恒定电流的大小。
充电电路100的构成不受限定。这种充电电路100是公知技术,所以本领域技术人员可以使用多个电气元件容易构成充电电路100。
例如,上述充电电路100可以包括并联连接并且具有彼此不同大小的多个电阻以及与多个电阻串联连接的多个开关。在这种情况下,通过改变根据多个开关的开闭来确定的上述多个电阻的组合,能够改变通过具有恒定电压的电源所流过的电流的大小。
断续电路20可以与多个电池单元10对应地设有多个。电池单元10以及断续电路20的数量不受限制。
例如,多个电池单元10可以依次包括串联连接的第一电池单元10a、第二电池单元10b、第三电池单元10c以及第四电池单元10d。多个断续电路20可以包括基于第一电池单元10a的电压使流过第一电池单元10a的电流断续的第一断续电路20a、基于第二电池单元10b的电压使流过第二电池单元10b的电流断续的第二断续电路20b、基于第三电池单元10c的电压使流过第三电池单元10c的电流断续的第三断续电路20c、以及基于第四电池单元10d的电压使流过第四电池单元10d的电流断续的第四断续电路20d。
各断续电路20可以基于各电池单元10的电压使电流断续。各断续电路20可以与各电池单元10并联连接。
各断续电路20可以包括电压传感器21以及继电器开关22。电压传感器21以及继电器开关22分别可以并联连接于电池单元。
电压传感器21可以测量电池单元10的电压。
在通过电压传感器21测量到的电池单元10的电压达到预定的设定电压时,继电器开关22可以使恒定电流绕过(bypass)电池单元10,以便对于电池单元10切断恒定电流。
控制器200可以包括至少一个处理器。控制器200通过控制充电电路100,可以调节充电电路100供给的恒定电流的大小。
控制器200可以基于各电压传感器21的测量电压,控制继电器开关22的开闭。更加详细地,在通过电压传感器21测量到的电池单元10的电压达到预定的设定电压时,控制器200闭合继电器开关22,从而使恒定电流绕过电池单元10,以便对于电池单元10切断恒定电流。
即使在设计时对多个电池单元10赋予相同的容量,但在实际上经过用于制造电池单元10的多个工序的过程中还是有可能产生少量的容量差异。因此,多个电池单元10中的至少一部分有可能在彼此不同的时机达到设定电压。即电池单元10有可能在彼此不同的时机被切断恒定电流。
被切断恒定电流的电池单元10可出现电压下降。因此,在彼此不同时机被切断恒定电流的多个电池单元之间有可能出现电压分散性。为了提高充电准确性,优选地最大限度缩小这种电压分散性。
为此,在对于多个电池单元10切断了恒定电流时,控制器200可以控制充电电路100降低恒定电流来对多个电池单元10进行再次充电。从充电电路100供给的恒定电流的下降可以是阶梯式下降。
更加详细地,当多个电池单元10均达到预定的设定电压从而切断恒定电流时,控制器200可以降低充电电路100供给的恒定电流,并且可以断开所有的继电器开关22以便所有的电池单元10中流过下降的恒定电流。
之后,当通过电压传感器21测量到的电池单元10的电压再次达到上述设定电压时,控制器200可以闭合继电器开关22,使下降的恒定电流绕过电池单元10,以便对于电池单元10切断下降的恒定电流。
当对于多个电池单元10切断下降的恒定电流时,控制器200可以控制充电电路100进一步降低下降的恒定电流,对多个电池单元10进行再次充电。
随着反复多个电池单元10达到设定电压从而切断恒定电流并且充电电路100降低恒定电流而再次开始对于多个电池单元10的充电的一系列过程,多个电池单元10之间的电压分散性可以变得更小。即,可以在每当充电电路100降低恒定电流时,多个电池单元10之间的电压分散性减小。
将上述一系列的过程反复预定的次数,从而可以结束对于多个电池单元10的充电。优选地,上述一系列的过程可以反复至少三次。即,直到完成多个电池单元10的充电为止,充电电路100可以将恒定电流降低至少三次。由此,多个电池单元10之间的电压分散性变得充分小,能够提高充电准确性。
图2是根据本实用新型另一实施例的电池单元的充电方法的流程图,图3是通过图2示出的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电流特性图,图4是通过图2示出的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电压特性图。
下面,作为本实用新型另一实施例说明由上述说明的充电系统执行的电池单元的充电方法。
根据本实用新型另一实施例的电池单元的充电方法(下面称为充电方法)可以对串联连接的多个电池单元10进行充电。
上述充电方法可以包括:以第一恒定电流I1对多个电池单元10进行充电,并且对于达到预定的设定电压V1的电池单元10切断第一恒定电流I1的步骤(下面称为“第一充电步骤”);以及当对于多个电池单元10切断第一恒定电流I1时,以比第一恒定电流I1低的第二恒定电流I2对多个电池单元10进行充电,并且对于再次达到上述设定电压V1的电池单元10切断第二恒定电流I2的步骤(下面称为“第二充电步骤”)。
上述充电方法还可以包括:当对于多个电池单元10切断第二恒定电流I2时,以比第二恒定电流I2低的第三恒定电流I3对多个电池单元10进行充电,并且对于达到上述设定电压V1的电池单元10切断第三恒定电流I3的步骤(下面称为“第三充电步骤”)。本领域技术人员可以容易理解上述充电方法可以进一步包括第四充电步骤、第五充电步骤……。
图3以及图4中示例性示出了上述充电方法包括第一充电步骤至第五充电步骤的例子。
图3的电流特性图中示出了施加于多个电池单元10的第一恒定电流I1至第五恒定电流I5阶梯式减小的样子。
图4的电压特性图中示出了在施加各恒定电流I1~I5的期间,四个电池单元10的电压增加,当各电池单元10达到设定电压V1时,切断恒定电流I1~I5,从而出现电压下降的样子。在图4的电压特性图中,实线表示施加恒定电流I1~I5的期间的各电池单元10的电压变化,虚线表示切断恒定电流I1~I5的期间的各电池单元10的电压变化。
下面,对第一充电步骤进行说明。第一充电步骤可以是图3以及图4示出的时间在“t1”之前的区间。
充电电路100可以以第一恒定电流I1对多个电池单元10进行充电(S11)。由此,各电池单元10的电压可以连续增加,可以达到预定的设定电压V1。需要说明的是,如上述说明,多个电池单元10中的至少一部分具有容量差异,所以多个电池单元10中的至少一部分可以在彼此不同的时机达到设定电压V1。
控制器200可以判断是否存在达到设定电压V1的电池单元10,对于达到设定电压V1的电池单元10,可以切断第一恒定电流I1(S12)、(S13)。更加详细地,通过感测各电池单元10的电压的电压传感器21,控制器200可以判断各电池单元10是否达到设定电压V1。控制器200控制继电器开关22以使第一恒定电流I1绕过达到设定电压V1的电池单元10,从而对于达到设定电压V1的电池单元10可以切断第一恒定电流I1。由此,被切断第一恒定电流I1的电池单元10中可出现电压下降。
多个电池单元10中的至少一部分在彼此不同的时机达到设定电压V1,所以多个电池单元10中的至少一部分可以在彼此不同的时机被切断第一恒定电流I1。电池单元10越早达到设定电压V1,被切断第一恒定电流I1的时间越长,所以可出现更多的电压下降。
下面为了便于说明,以容量随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d越来越大的情况为例进行说明。随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,直到达到设定电压V1为止的时间有可能越来越长,并且被切断第一恒定电流I1的时间越来越晚。因此,在结束第一充电步骤的时间点,随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,出现的电压下降越来越小。这样在多个电池单元10中电压下降的程度出现差异,所以在结束第一充电步骤的时间点,多个电池单元10之间有可能出现电压分散性。
为了减小这种电压分散性,可以执行第二充电步骤。
下面,对于第二充电步骤进行说明。第二充电步骤可以是在图3以及图4示出的时间在“t1”与“t2”之间的区间。
对于多个电池单元10全部切断了第一恒定电流I1时,充电电路100可以以第二恒定电流I2对多个电池单元10进行充电(S21,n=2)。可以从第一恒定电流I1阶梯式下降到第二恒定电流I2。
由此,出现过电压下降的各电池单元10的电压可以再次增加,可以再次达到设定电压V1。
多个电池单元10中的至少一部分具有在上述第一充电步骤中出现的电压下降量的差异,所以多个电池单元10中的至少一部分在彼此不同的时机可以再次达到设定电压V1。
控制器200判断是否存在再次达到设定电压V1的电池单元10,对于达到设定电压V1的电池单元10可以切断第二恒定电流I2(S22)、(S23)(n=2)。更加详细地,通过感测各电池单元10的电压的电压传感器21,控制器200可以判断各电池单元10是否再次达到设定电压V1。控制器200控制继电器开关22以使第二恒定电流I2绕过达到设定电压V1的电池单元10,从而对于达到设定电压V1的电池单元10可以切断第二恒定电流I2。由此,在被切断第二恒定电流I2的电池单元10中可出现电压下降。
多个电池单元10中的至少一部分在彼此不同的时机再次达到设定电压V1,所以多个电池单元10中的至少一部分可以在彼此不同的时机被切断第二恒定电流I2。
更加详细地,在第一充电步骤中越早被切断第一恒定电流I1的电池单元10,电压下降量越大,所以在第二充电步骤中可以越晚达到设定电压V1。即,在第一充电步骤中一个电池单元10比其他电池单元10更早被切断第一恒定电流I1,在第二充电步骤中上述一个电池单元10可以比上述其他电池单元10更晚被切断第二恒定电流I2。
例如,在结束第一充电步骤的时间点,如果随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,出现的电压下降越来越小,则在第二充电步骤中随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,直到达到设定电压V1为止的时间可以越来越短,越早被切断第二恒定电流I2。因此,在结束第二充电步骤的时间点,与结束第一充电步骤的时间点相反地,随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,出现的电压下降可以越来越大。
需要说明的是,与结束第一充电步骤的时间点相比较,在结束第二充电步骤的时间点,可以减小多个电池单元10之间的电压分散性。这是因为各电池单元10的电压在开始第二充电步骤的时间点比开始第一充电步骤的时间点更高,所以多个电池单元10在第二充电步骤中再次达到设定电压V1所需的时间比多个电池单元10在第一充电步骤中达到设定电压V1所需的时间更短。
为了减小电压分散性,可以实施第三充电步骤。
下面,对第三充电步骤进行说明。第三充电步骤可以是在图3以及图4示出的时间在“t2”与“t3”之间的区间。
当对于多个电池单元10全部切断了第二恒定电流I2时,充电电路100可以以第三恒定电流I3对多个电池单元10进行充电(S21,n=3)。可以从第二恒定电流I2阶梯式下降到第三恒定电流I3。
由此,出现过电压下降的各电池单元10的电压可以再次增加,可以再次达到设定电压V1。
多个电池单元10中的至少一部分具有在上述第二充电步骤中产生的电压下降量的差异,所以多个电池单元10中的至少一部分可以在彼此不同的时机再次达到设定电压V1。
控制器200判断是否存在再次达到设定电压V1的电池单元10,对于达到设定电压V1的电池单元10可以切断第三恒定电流I3(S22)、(S23)(n=3)。更加详细地,通过感测各电池单元10的电压的电压传感器21,控制器200可以判断各电池单元10是否再次达到设定电压V1。控制器200控制继电器开关22以使第三恒定电流I3绕过达到设定电压V1的电池单元10,从而对于达到设定电压V1的电池单元10可以切断第三恒定电流I3。由此,在被切断第三恒定电流I3的电池单元10中可出现电压下降。
多个电池单元10中的至少一部分在彼此不同的时机再次达到设定电压V1,所以多个电池单元10中的至少一部分可以在彼此不同的时机被切断第三恒定电流I3。
更加详细地,在第二充电步骤中越早被切断第二恒定电流I2的电池单元10,电压下降量越大,所以在第三充电步骤中可以越晚达到设定电压V1。即,在第二充电步骤中一个电池单元10比其他电池单元10更早被切断第二恒定电流I2,在第三充电步骤中上述一个电池单元10可以比上述其他电池单元10更晚被切断第三恒定电流I3。
例如,在结束第二充电步骤的时间点,如果随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,出现的电压下降越来越大,则在第三充电步骤中随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,直到达到设定电压V1为止的时间可以越来越长,越晚被切断第三恒定电流I3。因此,在结束第三充电步骤的时间点,与结束第二充电步骤的时间点相反地,随着从第一电池单元10a到第四电池单元10d,出现的电压下降可以越来越小。
需要说明的是,与结束第二充电步骤的时间点相比较,在结束第三充电步骤的时间点,可以减小多个电池单元10之间的电压分散性。这是因为各电池单元10的电压在开始第三充电步骤的时间点比开始第二充电步骤的时间点更高,所以多个电池单元10在第三充电步骤中再次达到设定电压V1所需的时间比多个电池单元10在第二充电步骤中再次达到设定电压V1所需的时间更短。
充电方法可以将这样的充电步骤反复预定的次数n,从而可以完成多个电池单元10的充电。作为一例,在反复三次的充电步骤的情况下,充电方法可以包括第一充电步骤至第三充电步骤。
作为另一例,反复五次的充电步骤的情况下,充电方法可以包括第一充电步骤至第五充电步骤。本领域技术人员基于上述的对于第一充电步骤至第三充电步骤的说明可以容易理解第四充电步骤、第五充电步骤。
通过反复这样的充电步骤,从而缩小多个电池单元10之间的电压分散性,能够提高充电准确性。
另一方面,随着反复充电步骤,各充电步骤的持续时间可以变得越短。这是因为随着反复充电步骤,各电池单元10的电压下降量变得越小,所以从下降的电压再次达到设定电压所需的时间变得越短。需要说明的是在图3、图4示出的“t1”至“t5”并未反映出这样的时间差,为了帮助理解而均匀地示出。
第一充电步骤的持续时间t1可以比第二充电步骤的持续时间t2-t1长。更加详细地,对于多个电池单元10以第一恒定电流I1进行充电的时间t1可以比以第二恒定电流I2进行充电的时间t2-t1长。
并且,第二充电步骤的持续时间t2-t1可以比第三充电步骤的持续时间t3-t2长。更加详细地,对于多个电池单元10以第二恒定电流I2进行充电的时间t2-t1可以比以第三恒定电流I3进行充电的时间t3-t2长。
另一方面,第一充电步骤是为了迅速地充电电池单元10的步骤,第一充电步骤之后的步骤(第二充电步骤、第三充电步骤、……)可以是用于缩小多个电池单元10之间的电压分散性的步骤。
第一充电步骤的持续时间t1可以是直到完成多个充电为止所需的时间的90%以上。更加详细地,对于多个电池单元10以第一恒定电流I1进行充电的时间t1可以是直到完成多个电池单元10的充电为止所需的时间的90%以上。
例如,在充电方法包括第一充电步骤至第五充电步骤的情况下,第一充电步骤的持续时间t1可以是第一充电步骤的持续时间t1、第二充电步骤的持续时间t2-t1、第三充电步骤的持续时间t3-t2、第四充电步骤的持续时间t4-t3以及第五充电步骤的持续时间t5-t4之和的90%以上。
以最大的恒定电流、即第一恒定电流I1对多个电池单元10进行充电的第一充电步骤占据整个充电过程的大部分,所以能够迅速地进行多个电池单元10的充电,能够缩短直到完成充电为止所需的时间。
图5是示出根据本实用新型的实验例以及比较例的电池单元的充电方法进行充电的多个电池单元的电压分散性的曲线图。
关于根据本实用新型实验例的充电方法,可以引用上述说明的内容。
根据比较例的充电方法可以表示恒定电流-恒定电压(Constant Current-Constant Voltage,CC-CV)的充电工法。这种CC-CV充电工法是现有技术,所以简单地说明。
根据CC-CV充电工法,当对于串联连接的多个电池单元施加恒定电流,并且任意一个电池单元达到设定电压时,之后开始对于多个电池单元可以施加恒定电压。上述恒定电压可以是使各电池单元维持设定电压的电压,根据以哪一个电池单元为基准来设定而可以不同。即,根据比较例的充电方法,可以包括施加以各电池单元为基准设定的恒定电压的多个步骤,上述多个步骤的次数可以对应于多个电池单元的数量。由此串联连接的电池单元的数量越多,整个充电时间越长。
被施加恒定电压的电池单元中流过的电流可以连续减小。
在各步骤中成为设定恒定电压的基准的电池单元在之后的步骤中可以被切断电流。因此,随着持续充电,被施加电流的电池单元的数量减少。需要说明的是,在对其他电池单元进行充电的期间,电流被切断的电池单元中出现电压下降。由此,在结束对于多个电池单元的充电的时间点,多个电池单元之间的电压分散性有可能变得非常大。
在本实用新型的实验例以及比较例中,设定电压是4.2V,电池单元的数量是16个,各电池单元是具有4680的形状系数的圆筒形电池。其中,形状系数是表示圆筒形电池的直径以及高度的值。在形状系数示出的数值中,前面的两个数字表示电池的直径,其后面的两个数字表示电池的高度。即,各电池单元是直径为约46mm、高度为约80mm的圆筒形电池。
图5的“CC-CV电压”是按照最终电压表示通过根据比较例的充电方法进行充电的多个电池单元的数据,“阶梯式CC电压”是按照最终电压表示通过根据本实用新型实施例的充电方法进行充电的多个电池单元的数据。另外,图5的“密度”表示多个电池单元中具有相应最终电压的电池单元的数量的比例。即,在特定电压下密度越高,可以表示最终电压为上述特定电压的电池单元的数量越多。
参照图5,可以发现通过根据比较例的充电方法进行充电的多个电池单元的最终电压分布多样,从而具有较大的电压分散性,通过根据本实用新型实验例的充电方法进行充电的多个电池单元的最终电压集中在较窄的区间(约4.196V附近),从而具有较小的电压分散性。
从定量上看,通过根据比较例的充电方法进行充电的多个电池单元的电压分散性(标准偏差)是4.802,相反通过根据本实用新型实验例的充电方法进行充电的多个电池单元的电压分散性(标准偏差)是0.2062,可以发现获得了约23倍的改善。
图6是示出通过根据本实用新型实验例的电池单元的充电方法进行充电的电池单元的测量容量和实际容量的相关性的曲线图。
图6的“真实(real)容量”可以表示对于各电池单元单独进行恒定电流-恒定电压的充电之后进行放电从而测量到的容量(下面称为“实际容量”)。另外,“阶梯式CC容量”可以是对于串联连接的多个电池单元按照根据本实用新型实验例的充电方法进行充电之后进行放电从而测量到的容量(下面称为“第一测量容量”)。
在大量生产电池单元的情况下,测量容量与实际容量之间的相关性越高,电池单元的不良判断以及分拣(sorting)越具有可靠性。
参照图6,可以发现第一测量容量与实际容量具有正的相关性。从定量上看,可以发现第一测量容量与实际容量之间的确定系数(Coefficient of Determination,R方)是43.0%。
相反,虽然在附图中未示出,发现对于串联连接的多个电池单元通过根据比较例的充电方法进行充电之后进行放电从而测量到的容量(下面称为“第二测量容量”)与实际容量之间的确定系数是0.3%。
即,发现第一测量容量为43%,比第二测量容量0.3%改善了约143倍。
结果,能够提高对于按照本实用新型进行充电的多个电池单元进行放电从而测量到的容量与对于各电池单元单独进行充电放电从而测量到的实际容量之间的相关性。由此,能够提高各电池单元的不良判断以及分拣的可靠性。
以上的说明只是示例性说明了本实用新型的技术思想,本实用新型所属技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的本质特性的范围内可以得到多种修改以及变形。
因此,本实用新型中公开的多个实施例是用于说明本实用新型的技术思想的,并不是用于限定本实用新型的技术思想的,本实用新型的技术思想的范围并不限定于这些实施例。
应该基于权利要求书来解释本实用新型的保护范围,可以解释为与其等同范围内的所有的技术思想均包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种电池单元的充电系统,该充电系统是针对串联连接的多个电池单元的充电系统,其特征在于,其包括:
充电电路,其以恒定电流对上述多个电池单元进行充电;
电压传感器,其测量上述电池单元的电压;
继电器开关,其在通过上述电压传感器测量到的上述电池单元的电压达到预定的设定电压时,使上述恒定电流绕过上述电池单元,以便对于上述电池单元切断上述恒定电流;以及
控制器,其在对于上述多个电池单元切断了上述恒定电流时,控制上述充电电路降低上述恒定电流并对上述多个电池单元进行再次充电。
2.根据权利要求1所述的电池单元的充电系统,其特征在于,
上述充电电路阶梯式降低上述恒定电流。
3.根据权利要求1所述的电池单元的充电系统,其特征在于,
直到完成上述多个电池单元的充电为止,上述充电电路将上述恒定电流降低至少三次。
4.根据权利要求1所述的电池单元的充电系统,其特征在于,
上述多个电池单元中的至少一部分在彼此不同的时机被切断上述恒定电流。
5.根据权利要求1所述的电池单元的充电系统,其特征在于,
每当上述充电电路中降低恒定电流时,上述多个电池单元之间的电压分散性减小。
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