高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池化成分容设备，旨在提供一种效率高、发热量少、生产效率高的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备。本发明包括至少一个单元模块，所述单元模块包括MCU（1）、双向AC/DC控制板（2）、双向DC/DC控制板（3）、与所述双向AC/DC控制板（2）相连接的双向AC/DC整流器（4）以及与所述双向DC/DC控制板（3）相连接的双向AC/DC转换器（5），所述双向AC/DC控制板（2）和所述双向DC/DC控制板（3）均与所述MCU（1）相连接，所述双向AC/DC整流器（4）和所述双向AC/DC转换器（5）相连接。本发明应用于锂离子电池化成分容设备的技术领域。
【专利说明】
高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种锂离子电池化成分容设备，特别涉及一种高频隔离双向单功率锂呙子电池化成分容设备。
【背景技术】
[0002]化成是通过电能把电池内部进行激活，分容是对已激活过的电池进行满负荷的充放电循环过程。目前锂离子电池生产企业主要的分容设备都是使用电阻转化成热量耗掉，这部分能量不仅没有利用上，而且还会使环境空间温度急剧上升而增加了降温设备的投入，耗电量也随之上升。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种效率高、发热量少、生产效率高的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备。
[0004]本发明所采用的技术方案是:本发明包括至少一个单元模块，所述单元模块包括MCU、双向AC/DC控制板、双向DC/DC控制板、与所述双向AC/DC控制板2相连接的双向AC/DC整流器以及与所述双向DC/DC控制板相连接的双向AC/DC转换器，所述双向AC/DC控制板和所述双向DC/DC控制板均与所述MCUl相连接，所述双向AC/DC整流器和所述双向AC/DC转换器相连接。
[0005]所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述MCUl相连接的主功率板、MOS功率管、电感器、电容器。
[0006]所述双向AC/DC整流器采用高频隔离双向AC/DC电路。
[0007]所述双向AC/DC控制板采用双向无桥APFC和同步逆变技术的AC/DC控制电路，所述AC/DC控制电路包含一个HVM控制芯片、高频电流互感器、M0S驱动器、过零检测电路、PTOl切换电路。
[0008]所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述双向AC/DC转换器相连接的高频隔离的辅助电源，所述高频隔离的辅助电源用于所述MCUl的供电。
[0009]所述双向DC/DC控制板包括单片机组件。
[0010]所述主功率板上设有一个电池防反接电路，所述电池防反接电路与单片机进行连接，通过单片机检测电池信号来控制其的关与断。
[0011 ]所述双向DC/DC控制板包括设置有16位模数转换芯片。
[0012]所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括四位拔码开关。
[0013]本发明的有益效果是:由于本发明包括至少一个单元模块，所述单元模块包括MCU、双向AC/DC控制板、双向DC/DC控制板、与所述双向AC/DC控制板2相连接的双向AC/DC整流器以及与所述双向DC/DC控制板相连接的双向AC/DC转换器，所述双向AC/DC控制板和所述双向DC/DC控制板均与所述MCUl相连接，所述双向AC/DC整流器和所述双向AC/DC转换器相连接，通过上述的设计，从而使得本发明具有以下优点:1.能耗低，发热量小;2.节省70%-80%用电成本;3.提升品质和生产效率;4.设备体积小，为用户节省大量的场地投资、承重加固投资；5.减少了人工成本、提高电芯一致性;6.改善厂房散热环境;7.能适用于不同类型的电芯、超级电容;8.确保分容数据的准确性;9.提高了设备的可靠性、可用性、有效性；10.还能最大限度减少故障。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的单元模块结构图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，在本实施例中，本发明包括至少一个单元模块，所述单元模块包括MCU1、双向AC/DC控制板2、双向DC/DC控制板3、与所述双向AC/DC控制板2相连接的双向AC/DC整流器4以及与所述双向DC/DC控制板3相连接的双向AC/DC转换器5，所述双向AC/DC控制板2和所述双向DC/DC控制板3均与所述MCUl相连接，所述双向AC/DC整流器4和所述双向AC/DC转换器5相连接。目前同行业的设计都是以一个总AC/DC带动多个DC/DC方式来运行，此主要缺点是当总AC/DC出现故障时，与其相连的多个DC/DC则不能正常工作，影响面较大。本设计为单元模块式设计，每单元模块自带AC/DC与DC/DC转换功能，不存在以上所述问题。
[0016]在本实施例中，所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述MCUl相连接的主功率板、MOS功率管、电感器、电容器。
[0017]在本实施例中，所述双向AC/DC整流器4采用高频隔离双向AC/DC电路。在一套电路中通过改变PWM导通角自动进行能量双向变换，电路采用了高频同步整流的方式对输出进行整流，传统的整流方式是通过二极管直接整流，由于二极管导通压降大再加上输出都为低压大电流，从面使得电路在二极管上的损耗特别大。本电路中传用的是高频同步整流技术，利用本技术使输出整流时省去了传统二极管的损耗，大大提高了本设备的充电效率，具有成本低、效率尚、可靠性尚的特点。
[0018]在本实施例中，所述双向AC/DC控制板2采用双向无桥APFC和同步逆变技术的AC/DC控制电路，所述AC/DC控制电路包含一个PffM控制芯片、高频电流互感器、M0S驱动器、过零检测电路、Pmi切换电路。本发明采用的无桥APFC省去了四个整流二极管，从而省去了四个二极管在工作过程中带来的损耗，而且随着功率的不断提高，本发明越显出高效率。
[0019]本发明含充放电PWM极限:限制输出最大电流功能。接触电压极限:通过channelsource voltage与夹具测量的电压差设定极限值。基本安全功能:反向插入、温度，过电压，过电流等。
[0020]在本实施例中，所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述双向AC/DC转换器5相连接的高频隔离的辅助电源，所述高频隔离的辅助电源用于所述MCUl的供电。
[0021]在本实施例中，所述双向DC/DC控制板3包括单片机组件。所述单片机组件用于与PC间通过RS485进行连接，同时还用于监测充放电的实时电流、电压，计算电池容量，各类安全保护的控制。
[0022]在本实施例中，所述主功率板上设有一个电池防反接电路，所述电池防反接电路与单片机进行连接，通过单片机检测电池信号来控制其的关与断。
[0023]在本实施例中，所述双向DC/DC控制板3包括设置有16位模数转换芯片。通过单片机控制，用于转换实时电流、电压值。板上同时含用基准发生电路，通过单片机控制，完成不同基准信号的产生，用于充放电的电压、电流控制环的设定值，以此设定值作为控压、控制流的大小。
[0024]在本实施例中，所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括四位拔码开关，用于设置单元模块间的地址。
[0025]本发明的充放电范围充放电电压可在0.5V?5V之间设置，电流从200mA-100000mA之间设置。
[0026]综上所述，本发明效率高、发热量少、体积小、保护功能完善，大大改善了厂房散热环境，提高了生产效率，增强了系统的安全性。
[0027]本发明应用于锂离子电池化成分容设备的技术领域。
[0028]虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。
【主权项】
1.一种高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括至少一个单元模块，所述单元模块包括M⑶(I)、双向AC/DC控制板(2 )、双向DC/DC控制板(3 )、与所述双向AC/DC控制板(2 )相连接的双向AC/DC整流器(4 )以及与所述双向DC/DC控制板(3 )相连接的双向AC/DC转换器(5 )，所述双向AC/DC控制板(2 )和所述双向DC/DC控制板(3 )均与所述MCU (I)相连接，所述双向AC/DC整流器(4 )和所述双向AC/DC转换器(5)相连接。2.根据权利要求1所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述MCU(I)相连接的主功率板、MOS功率管、电感器、电容器。3.根据权利要求1或2所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述双向AC/DC整流器(4)采用高频隔离双向AC/DC电路。4.根据权利要求1或2所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述双向AC/DC控制板(2 )采用双向无桥APFC和同步逆变技术的AC/DC控制电路，所述AC/DC控制电路包含一个HVM控制芯片、高频电流互感器、M0S驱动器、过零检测电路、PTOl切换电路。5.根据权利要求1所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括与所述双向AC/DC转换器(5)相连接的高频隔离的辅助电源，所述高频隔离的辅助电源用于所述MCU(I)的供电。6.根据权利要求2所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述双向DC/DC控制板(3)包括单片机组件。7.根据权利要求6所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述主功率板上设有一个电池防反接电路，所述电池防反接电路与单片机进行连接，通过单片机检测电池信号来控制其的关与断。8.根据权利要求1所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述双向DC/DC控制板(3 )包括设置有16位模数转换芯片。9.根据权利要求1所述的高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备，其特征在于:所述高频隔离双向单功率锂离子电池化成分容设备包括四位拔码开关。
【文档编号】H01M10/44GK106025363SQ201610391476
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】李永富, 王安国, 李远杰, 邱立国
【申请人】珠海泰坦新动力电子有限公司