[發明專利]電池充放電裝置及方法

在審

• 申請號: 202011596022.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN113437770A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 趙貞九;姜載鳳
• 申請（專利權）人: 綠色電力株式會社
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;田英愛

本發明涉及一種電池充放電裝置，尤其涉及一種在串聯連接多個電池單元進行充放電的裝置中，由于串聯連接的各個電池單元的容量及內部電阻不完全相同而導致具有不同的充放電特性的電池單元能夠實現均衡的充電的電池充放電裝置。本發明的電池充放電裝置包括：充電開關，其串聯連接于各個電池單元；旁路開關，其使上述各個電池單元和上述充電開關的兩端短路；電壓傳感器，其感測上述各個電池單元的電壓；電流傳感器，測量充放電電流；電源裝置，其提供上述充放電電流；及控制器，該裝置在多個電池單元串聯連接的狀態下，通過適當調整上述充電開關和上述開關，使電池單元之間均衡，從而執行低成本、低損失及快速的充放電。

技術領域

本發明涉及一種電池充放電裝置，尤其涉及一種在串聯連接多個電池單元進行充放電的裝置中，由于串聯連接的各個電池單元的容量及內部電阻不完全相同而導致具有不同的充放電特性的電池單元能夠實現均衡的充電的電池充放電裝置。

背景技術

二次電池以便攜式電子設備、電動汽車、能量存儲裝置等多種方式使用。最近，由于電動汽車的爆發性增長，對二次電池的需求正在急劇增加，并且為了克服資源枯竭和化石燃料導致的地球環境破壞等問題，預計今后對二次電池的需求會進一步增加。隨著電池的大容量化，也在開發并普及100A以上的大容量電池單元。

從二次電池的制造過程來看，二次電池的制造過程主要由電極生成過程、組裝過程和激活(formation)過程組成。電極生成過程為生成二次電池的陽極和陰極的過程，組裝過程為在層疊電極和分離膜后卷繞并使用鋁板包裝的過程，激活過程為通過對二次電池進行充放電以激活二次電池內部的化學物質，使二次電池實際可用的過程。這些過程中，消耗時間最長的是激活過程。目前采用各個二次電池的電池單元分別使用充放電裝置來激活的方法，為了提高二次電池的生產性，需要使用非常多的激活設備，且由于每個電池單元需要單獨連接電纜，存在占據空間大的問題。尤其，激活100A以上的大容量電池單元需要連接粗電纜，因此空間問題和高成本問題較嚴重。為了改善上述問題，研究出了在串聯連接多個電池單元的狀態下，使用一個充放電裝置進行充放電的方式。該方式通過串聯連接多個電池單元一次性進行充放電，從而具有可以極大地減少激活設備成本、電纜線束及空間的優點。然而，由于電池單元之間的容量偏差，存在電池單元之間充電不均衡的問題。為了解決上述問題，存在一種將由電阻和開關構成的放電電路連接到各個電池單元以實現電池單元之間的均衡，但該方法存在由于電阻導致功率損失和產生熱量的缺點。也有提出通過在各個電池單元配備串聯連接的充電開關及使充電開關和電池單元短路的旁路開關，以調整各個電池單元的充電時間和旁路時間，使電池單元均衡的方法，但由于具有在恒電壓充電模式下難以控制的問題，因此還未能實用化。

發明內容

發明所要解決的問題

本發明是為解決上述問題而研發，本發明的目的在于，在對串聯連接有多個電池單元的電池進行充電時，在不使用電阻性電池單元均衡電路的情況下，不僅要解決恒電流充電模式下的電池單元均衡問題，而且還要解決恒電壓充電模式下的電池單元均衡問題。

本發明為解決上述問題而研發，本發明的目的在于提供一種控制方法，其作為在對串聯連接有多個電池單元的電池進行充電時，用于減少由電阻性電池單元均衡電路引起的不必要的能量消耗的方案，通過在各個電池單元配備串聯連接的充電開關及用于將充電開關和電池單元短路的旁路開關，調整各個電池單元的充電時間和旁路開關時間，從而使電池單元均衡，并且，在恒電流充電模式和恒電壓充電模式下，能夠容易地使電池單元的均衡。

用于解決問題的方案