[发明专利]电池化成分容系统

说明书

技术领域

本发明属于电池化成分容设备领域，具体涉及电池化成分容系统。

背景技术

电池化成分容设备是电池制造厂生产用设备。可充电电池在生产出厂之前一般需要对其进行几轮次的充电和放电测试，以便激活电池内的化学物质，这叫做化成。由于个体差异，即使是同一批次的电池，其容量也存在一定的不同，而使用时往往需要将相同容量的电池进行串并联组合，这样，就要求将相同容量的电池检测出来进行配对，这就叫做分容。因此化成分容设备就需要对电池进行充放电，并在充放电的过程中计算每个电池的容量。设备可以通过软件对充放电电压、电流进行设定从而适应不同容量电池使用。其核心部件是充电和放电两部分。

目前国内的电池生产企业大部分采用的还是原始落后的充放电设备来进行化成分容。即充电设备和放电设备分开，充电设备将市电转化成直流电给电池供电。放电设备一般采用电阻或者电子负载作为负载，将电池的能量通过电阻或者电子负载内部三极管发热消耗掉。放电时，电池能量转化为热量，因此需要附加的空调设备降温。虽然一个电池能量并不是很大，但是由于电池产量大，化成分容过程的耗能十分巨大。

近年，已出现了一些专利技术提出将电池放电的能量循环利用，比如：

(1)专利200810068350.6采用内外母带结构实现电池放电能量回收的方法。该方法的充放电单元是一种双向变换的DC-DC电压转换单元，既可以充电，也可以放电。充电时，充电电源将AC电转换为直流电，经过充放电单元给电池充电。放电时，电池通过充放电单元将电放到直流母线上。如果电池1处于充电状态，电池2处于放电状态，则电池2的能量被利用于给电池1充电。当放电能量大于充电能量时，多余的能量存储于蓄电池组中，当充电能量大于放电能量时，充电电源从电网补充需要的能量。

但是该方法存在两个缺点：

1)蓄电池组体积大，且由于经常处于充放电工作状态，寿命短，需要经常更换，维护成本高。

2)蓄电池组能量和被测电池能量存在不匹配的问题，当被测电池的能量大于蓄电池组能吸收的能量的时候，被测电池放电时，电池库电压将会很高，甚至烧毁蓄电池组。

也有一些专利方法为了减少蓄电池组的维护成本，用电子负载代替蓄电池组，即当放电能量大于充电能量时，电子负载将多余的能量消耗掉。这种方法存在的问题：用户使用时，需要将处于充电状态和处于放电状态的电池分配均匀，否则，电子负载经常处于工作状态，由于电子负载时耗能型的，因此节能效果就大打折扣。但是实际上用户使用时，是很难操作分配均匀。

另外，该方法中，充放电单元工作于PWM模式，开关纹波大，电流精度不高，仅适合于大容量的铅酸蓄电池的充放电，不适合小容量的锂电池的化成分容。

(2)专利ZL200710134763.5公开了一种节能的电池充放电方法，该方法利用并网逆变技术和非隔离双向变换技术，实现了电池的充放电一体化，并实现了放电的节能。但是该方法只适用于高压电池(即电池需串联多个)，而电池化成的时候一般是不串联多个的，这种方法的实用性不强。

(3)专利申请号201110297199.5(专利名称：一种电池节能充放电的方法及测试系统)，该专利公开的充放电测试系统包括若干个被测试电池、若干个直流-直流变换单元(DC-DC)和一个直流-交流(DC-AC)变换单元。被测试电池分别连接到相应的DC-DC单元，各DC-DC单元通过一个公共直流母线接到DC-AC变换单元，DC-AC变换单元又接到电网。

采用的DC-DC和DC-AC变化单元都是双向变换器，即能量可以从左边传输到右边，也可以从右边传输到左边。即电池既可以从电网获取能量，也可以将能量放电到电网中供其他用电设备使用。该方法解决了专利方法1中需要的储能蓄电池的问题，对于大容量的铅酸电池或者动力锂电池(比如车用锂电池)的化成分容，节能效果显著。但是用于小容量的电池(比如手机电池)来说，存在以下一些问题：

1)、电池连接的DC-DC单元工作于PWM模式，电流纹波大，电流精度达不到小容量电池的要求。

2)、每个电池对应的DC-DC所需用到功率器件和控制器件都较多，成本高，节电效益和价格比不具竞争力。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种电池化成分容系统，该系统能耗低，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电池化成分容系统，包括：

线性充放电单元，用于与电池连接；对电池进行充放电控制；

DC-DC单元，用于将高压直流电和低压直流电相互转换；