[發明專利]一種能量回饋型鋰動力電池串聯化成、分容裝置

在審

• 申請號: 201811262126.0
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109273788A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 張興旺;孫君光;賴前程;楊康佳;秦茂;解建偉
• 申請（專利權）人: 廣州擎天實業有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/058
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華

本發明公開了一種能量回饋型鋰動力電池串聯化成分容裝置，包括主回路和控制電路，所述主回路電路包括一個AC/DC模塊、i個單體動力電池、i個串聯雙模態開關，i個旁路雙模態開關，i個單體動力電池與各自串聯雙模態開關串聯后依次串聯連接到AC/DC電源模塊的正負極，單體動力電池的正極均串有串聯雙模態開關，串聯雙模態和旁路雙模態開關均由兩組MOSFET單元串聯組成。串聯雙模態開關的另一端和單體動力電池的負極端均并聯有旁路雙模態開關，單體動力電池的兩端以及串聯雙模態開關的兩端通過電路與控制電路相連。本發明最多可以實現128個電池的串聯化成或分容。本發明在串聯化成或分容的充放電過程中，在電流不中斷的情況下，某一電池的投入或退出，不會影響到其他電池的正常工作。

技術領域

本發明涉及動力電池化成、分容技術，具體涉及一種能量回饋型鋰動力電池化成裝置。

背景技術

鋰動力電池是20世紀開發成功的新型高能電池。這種電池具有能量高、電池電壓高、工作溫度寬、貯存壽命長等優點，已得到廣泛的應用。

電池制造完成后，通過一定的充放電方式將其內部正負極物質激活，改善電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程稱為化成。鋰動力電池的化成是為了在首次充放電過程中，鋰動力電池與EC或DMC溶劑、痕量水、氫氟酸HF等在石墨表面形成的一層鈍化膜，是一種包含高分子與無機鹽的多空層，稱為SEI膜。該SEI膜的好壞直接影響到電池的循環壽命、穩定性、自放電性、安全性等電化學性能。

傳統的化成方法是采用動力電池檢測設備的電池通道對單體電池進行化成，即一個電池占有一個充電通道，規?；蛇^程所用到的化成設備多，占地面積大。這種化成方法由于不同的電池通道輸出電流精度不可能完全一致，造成電池最終的化成效果也不可能完全一致。

發明內容

本發明提供了一種能量回饋型鋰動力電池串聯化成、分容裝置，目的在于減少鋰動力電池批量化成或分容過程中所用到的設備數量，并提高化成或分容后產品的一致性。

本發明采用串聯化成技術，在減少化成柜數量的同時，提高電池的一致性。包括主回路電路和控制電路，所述主回路電路包括一個AC/DC模塊、i個單體動力電池、i個串聯雙模態開關、i個旁路雙模態開關；

i個單體動力電池與各自的串聯雙模態開關串聯后依次串聯連接到AC/DC電源模塊的正負極，每個串聯雙模態開關的一端串聯連接到其對應的單體動力電池的正極，另一端和單體動力電池的負極端并聯有所述旁路雙模態開關；

本發明的雙模態雙向開關具備A、B兩個控制極，通過控制A、B兩個控制極可實現雙向導通、雙向截止、正向續流反向截止、反向續流正向截止4種狀態。

所述單體動力電池的兩端以及串聯雙模態開關的兩端與所述控制電路電連接，所述控制電路用于實時地采集單體動力電池電壓和串聯雙模態開關兩端的電壓，以完成對單體動力電池工作狀態的故障判斷，以及對開關控制信號的邏輯處理和互鎖。

所述的控制電路接收電池電壓、串聯雙模態開關電壓信息，對電池的工作狀態進行故障判斷及控制，對信號進行邏輯處理和互鎖處理后驅動串聯雙模態開關和旁路雙模態開關，保證可靠觸發串聯雙模態開關和旁路雙模態開關，且不會造成動力電池正負極短路，通過對串聯雙模態開關和旁路雙模態開關的各個開關的進行開通和關斷控制，實現串聯化成單體動力電池的投入和退出。串聯化成或分容的充放電過程中，在保證電流不中斷的情況下，某一電池的投入或退出，不會影響到其他電池的正常工作。

本發明還可作以下優化改進：

本發明所述串聯雙模態開關和所述旁路雙模態開關均由兩組MOSFET單元串聯組成，每組MOSFET單元包括一個并聯系列，所述并聯系列包括一個MOSFET即場效應管或至少兩個并聯的MOSFET，串聯雙模態開關或者旁路雙模態開關的并聯系列共源極或者共漏極。