[發明專利]用于成型鋰離子電池單元的設備

無效

• 申請號: 201110280640.9
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102386451A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: K·格施維特爾;M·施威格爾;V·D·海尼格;B·考爾特沙克;U·威格曼
• 申請（專利權）人: AVL里斯脫有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙科

技術領域

本發明涉及用于成型(Formierung)鋰離子電池單元(Zelle)的設備，優選包括用于要成型的鋰離子電池單元的對象載體和成型系統，該成型系統包括帶AD/DC逆變器(Umrichtereinheit)的電路，可能帶多個DC輸出端，鋰離子電池單元可與這些輸出端導電連接。

背景技術

成型表示第一次執行鋰離子電池單元的規定的充電-放電過程，并且作為鋰離子電池單元的制造過程的一部分在專門為此設計的設備中進行。

鋰離子電池單元指具有含鋰的電解質的所有種類的電化學電池單元。它們可以具有由載體膜和由石墨、金屬、合金或者鈦酸鹽形成的用于裝入鋰的活性材料組成的負電極。此外可以設置有由載體膜和包括鋰和至少一種或者多種元素Ni、Mn、Co、Fe、Mg、V、P的活性材料組成的正電極。電解質可以以液體、固體或者膠狀(gelifizierter)形式存在，也可能存在隔板(Separator)。

要成型的鋰離子電池單元優選固定在對象載體上并且傳送到成型系統。在成型期間，每一個鋰離子電池單元自動地與一個電路導電連接。該電路構成成型系統的主要組成部分。該設備的中間電路作為帶有一個AC輸入端和多個DC輸出端的AC-DC轉換器實現。這種類型(一個AC輸入端、多個DC輸出端)的系統架構為了在成型期間使能量損失最小化而通常提供了兩種可能性。一方面是在分開的DC回路之間的能量分支，以便一個鋰離子電池單元(在DC回路1上)的放電能量通過中間電路轉接到另一個鋰離子電池單元(在DC電路n上)，在該另一個鋰離子電池單元處該能量被用于給該鋰離子電池單元充電，或者另一方面是在DC-AC回路之間的能量回授(Energierückspeisung)。在這種情況下，多個鋰離子電池單元的放電能量(DC)匯總地通過中間電路被回授到AC回路中。在這樣的設備中，DC-AC能量回授的效率由于DC側輸入電壓低而很低。這些DC輸出端的特征在于，它們實現小于6伏特的最大DC輸出信號和從幾安培直到數百安培的電流。

發明內容

因此，本發明的任務在于實現一種成型設備使得能夠能量優化地成型。

為實現該任務，開始時提到的設備的特征在于，電池管理系統連接到每一個DC輸出端，并且能與至少一個鋰離子電池單元連接。由此可以實現對于DC-AC能量回授高效率并且能量優化的成型，但是其中該電池管理系統優選不是成型系統的組成部分。

根據該設備的一種有利的實施方式，每一個DC輸出端都實現為能夠進行能量回授。

根據本發明的另一個可選的特征，有利地規定，成型系統具有一個AC輸入端和一個DC輸出端，其中后者實現直到數百安培和數百伏特的最大DC輸出信號。

根據本發明的另一種實施方式，DC/DC變換器、優選是獨立的DC/DC變換器連接到成型系統的該DC輸出端或者每一個DC輸出端，并且與電池管理系統連接。

電池單元可以單獨地供給成型系統，在此在一種優選的實現方案中，電池單元通過傳送系統單個地在對象載體上固定并供給成型系統。

附圖說明

在下面的說明中根據實施例和附圖詳細說明本發明。

圖1表示根據現有技術的鋰離子電池單元的成型系統的示意結構，具有一個AC輸入端和n個DC輸出端，

圖2表示根據本發明的使用電池管理系統的成型系統的示意結構。

具體實施方式

電路圖示意地在圖1中被表示出的設備是用于成型鋰離子電池單元1的設備的一個可能的實施例，鋰離子電池單元優選在對象載體上固定并且如此供給成型系統。在成型期間，每一個鋰離子電池單元1自動地與一個電路導電連接，其中該設備的中間電路2作為帶有一個AC輸入端3和多個DC輸出端4(例如圖1中所示的兩個輸出端)的AC-DC轉換器實現。通常，二路三相轉換器用作為AC-DC轉換器，AC輸入端3是3相AC輸入端。DC輸出端優選是隔離型DC/DC變換器。

如AC輸入端3附近的箭頭所表示的那樣，來自電路2的回授能量可以被提供給AC源。上面的DC輸出端4上面的箭頭表示來自鋰離子電池單元1的放電電流，而充電電流由下面的DC輸出端4上面的短箭頭表示。下面的DC輸出端4上面左側的彎曲箭頭表示回授，各個DC回路4之間的能量分支，由此，一個鋰離子電池單元1(例如上面的電池單元)的放電能量經由中間電路2到另一鋰離子電池單元1(例如下面的電池單元)，該能量用于對鋰離子電池單元1充電。