[實用新型]單體動力電池在線檢測系統

有效

• 申請號: 201921385901.1
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN210487936U
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王莉;葉岍;劉靜茹;曹玉龍;婁本相;孔國紅
• 申請（專利權）人: 天津農學院;天津齊物科技有限公司
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389;G01R31/385
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李淑惠

本實用新型涉及單體動力電池在線檢測系統。單體動力電池在線檢測系統，包括：上位機PC、與上位機PC連接的PLC，單獨與PLC連接的光電傳感器、頂升氣缸、阻擋氣缸、移送滑臺氣缸、動力滾筒電機、觸摸屏、掃碼槍，單獨與上位機PC連接的內阻測試儀、開路電壓測試儀。所述上位機PC為電池生產線現場操作人員提供豐富的顯示，還要完成對測試儀采集的數據進行分析處理；所述PLC從上位機接收到命令后，執行從上位機PC分配的任務。本實用新型的有益效果是：實現了對電池內阻、開路電壓的單體動力電池在線檢測。

技術領域：

本實用新型涉及鋰離子電池制造工藝。進一步涉及單體動力電池在線檢測系統。

背景技術：

由于具有高比能量(功率)密度、壽命長和使用安全性高等特點，鋰離子電池成為了電動汽車的最主要動力源。鋰離子動力電池滿足續航時間長、壽命優異和安全可靠三個基本要求，電動車才能市場化。而鋰離子電池的一致性問題直接或間接的影響著這三個基本問題，成為所有電池應用技術中最基本的課題之一，成功解決這個問題一方面可以增加電池成組的壽命，另外一方面有效的減少電池不一致帶來的過充、過放等安全問題的發生。

由于單體動力電池并不能滿足實際應用中所需要的高功率和高容量的要求，因此較好的辦法是將多個電池進行組合，形成電池組。雖然電池組中進行組合的多個電池經過產線分選閾值的設定性能參數很接近，但是由于諸多的因素的影響也仍然會存在一些差異，并且在后續的循環使用中，這些差異會逐漸放大，從而導致電池組失效。因此把性能非常接近的電池，專門分類是非常有必要的，這樣組合成電池組的性能才可以達到最佳。這樣對于提高電池組的整體性能會有很明顯的效果，而且還可以減少不必要材料的浪費，甚至可以減輕對環境污染。為了提高電池組的整體性功能，就得縮小單體電池之間存在的差異性，也就是將是單體電池的不一致性盡可能的降低。

目前，基于成本和良率考慮大多數電池廠線使用反應電池性能的顯性指標對電池進行分選，如容量，ACR和OCV。加強對電池生產線上單體電池性能測試系統的研究，可以很大程度地提高單體電池的一致性。電池生產線上單體電池性能測試系統能夠對單體電池進行內阻、開路電壓性能參數的值進行實時獲取，同時，調用產線軟件的充放電曲線參數，保存測試參數，對電池進行全面的分析。特別是，在線測試電池性能參數的特有的功能，使在線測試方法有別與市面上普遍所采用的離線測試法，能夠更快、更準確地獲得相應的各個單體電池內阻、開路電壓的值，從而更加精確地判斷單體電池的使用等級，實現對應單體電池分類。單體動力電池性能檢測系統是電池生產的一道必要工序，對電池各項性能指標數據進行的采集處理，確定電池分選策略，進而決策電池分類，以此滿足保證用戶需求。受原材料性能、電極材料的結構、生產工藝等多種因素的影響和制約，單體動力電池檢測系統的開發尤為重要。

電池組PACK要求電池具有高度的一致性(容量、內阻、電壓、放電曲線、壽命)。目前，評價鋰離子動力電池一致性的標準主要有容量、內阻和開路電壓。常見的分選方法是采集鋰離子單體電池容量、開路電壓及滿電態時電池的內阻作為基礎數據，對電池進行分檔和配組。但電池經過這種小電流工藝分容篩選后，配組的電池在使用過程中仍然會出現很多開路電壓偏低、電性能差異性愈來愈明顯，從而導致成組模塊甚至整個電池包由于個別單體電池的異常而失效。因此動力池成組之前，必須對單體電池進行篩選，去除差異性大的單體，選擇一致，好的電池組。電池內阻和開路電壓是關鍵參數，在線監測非常必要。

電池內阻：在電池工作時，流過電池內部電流受到的阻力稱為電池內阻。包括歐姆內阻和極化內阻。在電池放電工作時，電壓會隨著電池內阻的增大而降低，并且放電時長也會相應地縮短。電池原材料、制造過程工藝、電池結構組成是影響電池內阻的主要因素。內阻是評價單體電池性能的關鍵因素。