[发明专利]一种能量回馈型锂动力电池串联化成、分容装置

说明书

本发明公开了一种能量回馈型锂动力电池串联化成分容装置，包括主回路和控制电路，所述主回路电路包括一个AC/DC模块、i个单体动力电池、i个串联双模态开关，i个旁路双模态开关，i个单体动力电池与各自串联双模态开关串联后依次串联连接到AC/DC电源模块的正负极，单体动力电池的正极均串有串联双模态开关，串联双模态和旁路双模态开关均由两组MOSFET单元串联组成。串联双模态开关的另一端和单体动力电池的负极端均并联有旁路双模态开关，单体动力电池的两端以及串联双模态开关的两端通过电路与控制电路相连。本发明最多可以实现128个电池的串联化成或分容。本发明在串联化成或分容的充放电过程中，在电流不中断的情况下，某一电池的投入或退出，不会影响到其他电池的正常工作。

技术领域

本发明涉及动力电池化成、分容技术，具体涉及一种能量回馈型锂动力电池化成装置。

背景技术

锂动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池。这种电池具有能量高、电池电压高、工作温度宽、贮存寿命长等优点，已得到广泛的应用。

电池制造完成后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。锂动力电池的化成是为了在首次充放电过程中，锂动力电池与EC或DMC溶剂、痕量水、氢氟酸HF等在石墨表面形成的一层钝化膜，是一种包含高分子与无机盐的多空层，称为SEI膜。该SEI膜的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能。

传统的化成方法是采用动力电池检测设备的电池通道对单体电池进行化成，即一个电池占有一个充电通道，规模化化成过程所用到的化成设备多，占地面积大。这种化成方法由于不同的电池通道输出电流精度不可能完全一致，造成电池最终的化成效果也不可能完全一致。

发明内容

本发明提供了一种能量回馈型锂动力电池串联化成、分容装置，目的在于减少锂动力电池批量化成或分容过程中所用到的设备数量，并提高化成或分容后产品的一致性。

本发明采用串联化成技术，在减少化成柜数量的同时，提高电池的一致性。包括主回路电路和控制电路，所述主回路电路包括一个AC/DC模块、i个单体动力电池、i个串联双模态开关、i个旁路双模态开关；

i个单体动力电池与各自的串联双模态开关串联后依次串联连接到AC/DC电源模块的正负极，每个串联双模态开关的一端串联连接到其对应的单体动力电池的正极，另一端和单体动力电池的负极端并联有所述旁路双模态开关；

本发明的双模态双向开关具备A、B两个控制极，通过控制A、B两个控制极可实现双向导通、双向截止、正向续流反向截止、反向续流正向截止4种状态。

所述单体动力电池的两端以及串联双模态开关的两端与所述控制电路电连接，所述控制电路用于实时地采集单体动力电池电压和串联双模态开关两端的电压，以完成对单体动力电池工作状态的故障判断，以及对开关控制信号的逻辑处理和互锁。

所述的控制电路接收电池电压、串联双模态开关电压信息，对电池的工作状态进行故障判断及控制，对信号进行逻辑处理和互锁处理后驱动串联双模态开关和旁路双模态开关，保证可靠触发串联双模态开关和旁路双模态开关，且不会造成动力电池正负极短路，通过对串联双模态开关和旁路双模态开关的各个开关的进行开通和关断控制，实现串联化成单体动力电池的投入和退出。串联化成或分容的充放电过程中，在保证电流不中断的情况下，某一电池的投入或退出，不会影响到其他电池的正常工作。

本发明还可作以下优化改进：

本发明所述串联双模态开关和所述旁路双模态开关均由两组MOSFET单元串联组成，每组MOSFET单元包括一个并联系列，所述并联系列包括一个MOSFET即场效应管或至少两个并联的MOSFET，串联双模态开关或者旁路双模态开关的并联系列共源极或者共漏极。