【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種電池加工，具體涉及一種一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有技術(shù)中，單體電池生產(chǎn)需要經(jīng)歷的一個必要階段為“化成”，即，單體電池組裝完成后，在一定條件下給單體電池充放，從而激活單體電池電極上的活性物質(zhì)，同時在陽極表面生成一種致密的膜，借以保護整個化學(xué)界面。
2、市面上出現(xiàn)了多款針對電池化成階段充電的方案，其中常見的方案為并聯(lián)或者串聯(lián)方案。并聯(lián)方案的主要優(yōu)點在于，當其中一節(jié)電池出現(xiàn)問題后，并不會影響別的通道正常充放電，而傳統(tǒng)電池直接串聯(lián)方案則會導(dǎo)致整串停止工作，充電靈活性較弱。但并聯(lián)方案的成本及線損較高，每節(jié)電池都需要單獨的能量回饋模塊支撐，而串聯(lián)方案一串電池只需要一個能量回饋模塊，結(jié)構(gòu)簡單，線路較少，效率上，串聯(lián)方案較優(yōu)于并聯(lián)方案。
3、另外，串聯(lián)方案在cc旁路串聯(lián)及cv旁路串聯(lián)方案的橫空出世，彌補了傳統(tǒng)電池直接串聯(lián)方案在充電上的靈活性。將這兩方案統(tǒng)稱為帶旁路串聯(lián)方案，該方案相較于電池直接串聯(lián)方案來說，效率上會由于新增的電池接至針床外部旁路箱的線長而降低。
4、如今，串聯(lián)方案一般用于中壓方案，系統(tǒng)效率上很難進一步提高。同時，若市場上想要更換不同的串聯(lián)方案，則需要大批量更改設(shè)備，設(shè)備適應(yīng)性較差，換型困難。
5、因此，有必要提供一種具備高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，以優(yōu)化化成階段的效率及提高設(shè)備換型的靈活度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提出了一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，可以優(yōu)化化成階段
2、為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)提供了一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，包括：高能效電源柜模塊和高能效針床模塊，所述高能效電源柜模塊與高能效針床模塊之間通過n組正負極輸出線連接，所述高能效電源柜包括高壓能量回饋模塊和適應(yīng)性匹配模塊，所述適應(yīng)性匹配模塊通過信號線與高壓能量回饋模塊電性連接，通過控制信號靈活的選擇串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)；所述高能效針床模塊包括電池狀態(tài)處理模塊和電池組模塊，所述電池組模塊包括若干節(jié)電池及若干節(jié)短接線，所述電池組模塊由若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線在高能效針床模塊內(nèi)部連接而成。
3、優(yōu)選的，所述高壓能量回饋模塊包括acdc模塊、隔離式dcdc模塊，所述acdc模塊作為所述高壓能量回饋模塊的輸入端，為隔離式dcdc模塊提供高壓700v直流母線，所述高壓700v直流母線作為所述隔離式dcdc模塊的直流輸入源，所述隔離式dcdc模塊作為高壓能量回饋模塊的輸出端，隔離式dcdc模塊兩端分別與電池組模塊電性連接，所述acdc模塊與隔離式dcdc模塊電性連接。
4、優(yōu)選的，所述高壓能量回饋模塊內(nèi)部由多個隔離式dcdc模塊串聯(lián)而成。
5、優(yōu)選的，所述dcdc模塊采用移相全橋倍流整流方案。
6、優(yōu)選的，所述電池狀態(tài)處理模塊用于實時采集各節(jié)電池電壓并通過can線傳輸給所述高壓能量回饋模塊，若某一節(jié)電池電壓達到設(shè)定值，則所述電池狀態(tài)處理模塊根據(jù)所選擇的串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)對該節(jié)電池進行旁路切出、單節(jié)恒壓或整串停止充放電。
7、優(yōu)選的，所述適應(yīng)性匹配模塊中的控制信號為軟件配置或者硬件配置，所述軟件配置為軟件代碼直接配置所選擇的系統(tǒng)充電架構(gòu)，所述硬件配置是通過撥碼的形式選擇不同的系統(tǒng)充電架構(gòu)。
8、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)充電架構(gòu)包括電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)及帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，所述帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)包括cc旁路串聯(lián)充電架構(gòu)和cv旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，若控制信號是通過撥碼形式進行配置，則撥碼選擇0001表示電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)，撥碼選擇0010表示cc旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，撥碼選擇0011表示cv旁路串聯(lián)充電架構(gòu)。
9、優(yōu)選的，在電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)中，所述電池狀態(tài)處理模塊包括監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊用于實時對電池組模塊中的若干節(jié)電池進行電壓采樣并及時通過can通訊上傳數(shù)據(jù)給所述高壓能量回饋模塊，且所述電池組模塊的一端直接接于高壓能量回饋模塊的一端，所述電池組模塊的另一端直接接于高壓能量回饋模塊的另一端，所述若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線串聯(lián)相接，若電池組模塊中出現(xiàn)某一節(jié)電池達到設(shè)定電壓值上限時，高壓能量回饋模塊將停止電流輸出。
10、優(yōu)選的，在帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)中，所述電池狀態(tài)處理模塊包括若干切換單元，由若干切換單元組成若干串電池切換模塊，所述若干切換單元獨立帶有一監(jiān)控單元，且所述高壓能量回饋模塊的一端接到所述某串電池切換模塊的一端，所述高壓能量回饋模塊的另一端接到所述某串電池切換模塊的另一端，所述該串電池切換模塊中所述的若干切換單元通過pcb走線形成串聯(lián)關(guān)系，所述若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線接于所述若干切換單元，所述切換單元實時采樣所連接的電池電壓數(shù)據(jù)并通過can通訊上傳至所述高壓能量回饋模塊，若電池組模塊中出現(xiàn)某一節(jié)電池達到設(shè)定電壓值上限時，所述切換單元即會執(zhí)行切出或者單電芯恒壓的工況，且并不影響所述高壓能量回饋模塊輸出的總電流正常運行。
11、優(yōu)選的，所述電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)及帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)的電池組串聯(lián)的接線方式均在針床內(nèi)部完成接線。
12、本專利技術(shù)提供的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)的有益效果在于：
13、(1)本專利技術(shù)通過所述適應(yīng)性匹配模塊可通過控制信號靈活的選擇所述串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)。串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)包括電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)及帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，旁路串聯(lián)充電架構(gòu)即帶切入、切出功能和帶單通道恒壓充電功能的充電架構(gòu)。
14、(2)本專利技術(shù)中高能效針床模塊以針床內(nèi)部串聯(lián)的方式，克服現(xiàn)有外部串聯(lián)的線長缺點。現(xiàn)有外部串聯(lián)方式是將針床探針模組的功率線拉出來針床外面，然后再從外面使用短接線進行串聯(lián)，整串線路損耗大。而內(nèi)部串聯(lián)的每條短接線由銅條或者軟銅線構(gòu)成，僅探針模組間距的長度，最大程度的縮小系統(tǒng)線損，增加效率。
15、(3)本專利技術(shù)通過所述多個隔離式dcdc模塊串聯(lián)，提高輸出電壓等級，使系統(tǒng)適應(yīng)性更高，可兼容更多電池串聯(lián)充放電環(huán)境。
16、(4)本專利技術(shù)采用高壓700v直流母線，相較于現(xiàn)有中壓直流母線，效率能進一步提高。
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1.一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于包括：高能效電源柜模塊和高能效針床模塊，所述高能效電源柜模塊與高能效針床模塊之間通過n組正負極輸出線連接，所述高能效電源柜包括高壓能量回饋模塊和適應(yīng)性匹配模塊，所述適應(yīng)性匹配模塊通過信號線與高壓能量回饋模塊電性連接，通過控制信號靈活的選擇串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)；所述高能效針床模塊包括電池狀態(tài)處理模塊和電池組模塊，所述電池組模塊包括若干節(jié)電池及若干節(jié)短接線，所述電池組模塊由若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線在高能效針床模塊內(nèi)部連接而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓能量回饋模塊包括ACDC模塊、隔離式DCDC模塊，所述ACDC模塊作為所述高壓能量回饋模塊的輸入端，為隔離式DCDC模塊提供高壓700V直流母線，所述高壓700V直流母線作為所述隔離式DCDC模塊的直流輸入源，所述隔離式DCDC模塊作為高壓能量回饋模塊的輸出端，隔離式DCDC模塊兩端分別與電池組模塊電性連接，所述ACDC模塊與隔離式DCDC模塊電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特
4.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述DCDC模塊采用移相全橋倍流整流方案。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述電池狀態(tài)處理模塊用于實時采集各節(jié)電池電壓并通過CAN線傳輸給所述高壓能量回饋模塊，若某一節(jié)電池電壓達到設(shè)定值，則所述電池狀態(tài)處理模塊根據(jù)所選擇的串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)對該節(jié)電池進行旁路切出、單節(jié)恒壓或整串停止充放電。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述適應(yīng)性匹配模塊中的控制信號為軟件配置或者硬件配置，所述軟件配置為軟件代碼直接配置所選擇的系統(tǒng)充電架構(gòu)，所述硬件配置是通過撥碼的形式選擇不同的系統(tǒng)充電架構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)充電架構(gòu)包括電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)及帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，所述帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)包括CC旁路串聯(lián)充電架構(gòu)和CV旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，若控制信號是通過撥碼形式進行配置，則撥碼選擇0001表示電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)，撥碼選擇0010表示CC旁路串聯(lián)充電架構(gòu)，撥碼選擇0011表示CV旁路串聯(lián)充電架構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：在電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)中，所述電池狀態(tài)處理模塊包括監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊用于實時對電池組模塊中的若干節(jié)電池進行電壓采樣并及時通過CAN通訊上傳數(shù)據(jù)給所述高壓能量回饋模塊，且所述電池組模塊的一端直接接于高壓能量回饋模塊的一端，所述電池組模塊的另一端直接接于高壓能量回饋模塊的另一端，所述若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線串聯(lián)相接，若電池組模塊中出現(xiàn)某一節(jié)電池達到設(shè)定電壓值上限時，高壓能量回饋模塊將停止電流輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：在帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)中，所述電池狀態(tài)處理模塊包括若干切換單元，由若干切換單元組成若干串電池切換模塊，所述若干切換單元獨立帶有一監(jiān)控單元，且所述高壓能量回饋模塊的一端接到所述某串電池切換模塊的一端，所述高壓能量回饋模塊的另一端接到所述某串電池切換模塊的另一端，所述該串電池切換模塊中所述的若干切換單元通過PCB走線形成串聯(lián)關(guān)系，所述若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線接于所述若干切換單元，所述切換單元實時采樣所連接的電池電壓數(shù)據(jù)并通過CAN通訊上傳至所述高壓能量回饋模塊，若電池組模塊中出現(xiàn)某一節(jié)電池達到設(shè)定電壓值上限時，所述切換單元即會執(zhí)行切出或者單電芯恒壓的工況，且并不影響所述高壓能量回饋模塊輸出的總電流正常運行。
10.如權(quán)利要求9所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述電池直接串聯(lián)充電架構(gòu)及帶旁路串聯(lián)充電架構(gòu)的電池組串聯(lián)的接線方式均在針床內(nèi)部完成接線。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于包括：高能效電源柜模塊和高能效針床模塊，所述高能效電源柜模塊與高能效針床模塊之間通過n組正負極輸出線連接，所述高能效電源柜包括高壓能量回饋模塊和適應(yīng)性匹配模塊，所述適應(yīng)性匹配模塊通過信號線與高壓能量回饋模塊電性連接，通過控制信號靈活的選擇串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)；所述高能效針床模塊包括電池狀態(tài)處理模塊和電池組模塊，所述電池組模塊包括若干節(jié)電池及若干節(jié)短接線，所述電池組模塊由若干節(jié)電池通過所述若干節(jié)短接線在高能效針床模塊內(nèi)部連接而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓能量回饋模塊包括acdc模塊、隔離式dcdc模塊，所述acdc模塊作為所述高壓能量回饋模塊的輸入端，為隔離式dcdc模塊提供高壓700v直流母線，所述高壓700v直流母線作為所述隔離式dcdc模塊的直流輸入源，所述隔離式dcdc模塊作為高壓能量回饋模塊的輸出端，隔離式dcdc模塊兩端分別與電池組模塊電性連接，所述acdc模塊與隔離式dcdc模塊電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓能量回饋模塊內(nèi)部由多個隔離式dcdc模塊串聯(lián)而成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述dcdc模塊采用移相全橋倍流整流方案。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述電池狀態(tài)處理模塊用于實時采集各節(jié)電池電壓并通過can線傳輸給所述高壓能量回饋模塊，若某一節(jié)電池電壓達到設(shè)定值，則所述電池狀態(tài)處理模塊根據(jù)所選擇的串聯(lián)化成系統(tǒng)充電架構(gòu)對該節(jié)電池進行旁路切出、單節(jié)恒壓或整串停止充放電。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高效高適應(yīng)性的串聯(lián)化成系統(tǒng)，其特征在于：所述適應(yīng)性匹配模塊中的控制信號為軟件配置或者硬件配置，所述軟件配置為軟件代碼直接配置所選擇的系統(tǒng)充電架構(gòu)，所述硬件配置是通過撥碼的形式選擇不同的系統(tǒng)充電架構(gòu)。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳輝，林日升，伍偉杰，夏攀，王守模，
申請(專利權(quán))人：廣東恒翼能科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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