軟包動力鋰離子電池放電能量回收化成分容設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種軟包動力鋰離子電池放電能量回收化成分容設備，屬于鋰離子電池制造的技術領域。
【背景技術】
[0002]軟包鋰離子電池的生產工藝中，化成和分容是十分重要的工序。化成是用電的能量對電池內部活性進行激活，在電池負極形成SEI膜，質量好的化成設備可以保證電池具有較好的充放電性能與循環壽命；分容是對已激活的電池進行幾個滿負荷的充放電循環過程，測試交直流內阻、充放電電壓、恒流放電、恒壓放電、恒功率放電曲線，進行分組以挑選相同電參數的電池進行串聯并聯應用，減少電池組合后的短板效應。
【發明內容】
[0003]為了克服現有軟包動力鋰離子電池化成分容工序中存在的靠人工周轉的制造方式的不足，本實用新型提供一種高品質、高效率、可追溯性的軟包動力鋰離子電池放電能量回收化成分容設備。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:
[0005]軟包動力鋰離子電池放電能量回收化成分容設備，包括機架，其特征在于:還包括設置在機架上的可變條件的充放電電源箱、用于夾裝軟包動力鋰離子電池的正負電極極耳的電池化成分容夾裝運動機構、電池托盤、具有電流在AC和DC之間雙向流動和變換能力的雙向逆變器以及安全保護傳感器組件，所述的可變條件的充放電電源箱、電池化成分容夾裝運動機構、電池托盤、雙向逆變器以及安全保護傳感器組件均受控于一電池化成分容控制機構，所述的電池化成分容控制機構設置在機架外的PC機內；所述的可變條件的充放電電源箱分別與電池化成分容夾裝運動機構和雙向逆變器電連接。
[0006]所述的可變條件的充放電電源箱包括電源機箱，設置在電源機箱內的電子線路、單片機板、驅動功率板、輔助工作電源以及用于與PC機通訊連接的接口通訊板，所述的電子線路、驅動功率板、輔助工作電源以及接口通訊板分別與所述的單片機板連接，所述的單片機板通過接口通訊板與PC機連接；所述的電子線路包括用于對單節鋰離子電池充放電的可雙方向流動電流的DC/DC電源、安全保護基準電阻、接受精確控制的充放電恒流控制環、充放電恒壓控制環、主基準與微調基準兩級基準合成電路。
[0007]所述的驅動功率板包括多路PffM DC/⑶模塊、MOS功率管和散熱器、DC/⑶變壓器、電容器、電感器和散熱風機，所述的多路PWM DC/CD模塊分別與所述的MOS功率管和散熱器、DC/⑶變壓器、電容器、電感器和散熱風機連接。
[0008]所述的雙向逆變器分別與電網、DC/DC模塊的輸入端連接，用以將電網電流從交流變換成直流給電池充電或將電池放電電流變換為交流回饋入電網。
[0009]所述的雙向逆變器包括機殼，設置在機殼外部的電源輸入輸出接線座、程控狀態按鈕和工作狀態指示燈，設置在機殼內部的DSP芯片板、IGPT主攻率模塊、MOS功率管組件、電源控制電路組件以及濾波電感，所述的DSP芯片板分別與所述的程控按鈕、IGPT主攻率模塊、MOS功率管組件、電源控制電路組件以及濾波電感連接。
[0010]所述的電池化成分容夾裝運動機構包括平面鋁板和設置在平面鋁板上的用于夾住鋰離子電池的正負電極極耳的極耳夾具、用于將電池托盤抱入鎖緊定位的電池托盤抱緊氣缸部件、用于將電池極耳與極耳夾具接觸連接的極耳夾具壓緊氣缸部件、用于支撐電池托盤的電池托盤支撐架、用于將極耳夾具移動至電池極耳位置的極耳夾具壓緊部件的水平移動氣缸部件，導線束部件以及與所述的電池化成分容控制機構連接的氣動控制部件，所述的極耳夾具、電池托盤抱緊氣缸部件、極耳夾具壓緊氣缸部件、極耳夾具壓緊部件的水平移動氣缸部件、導線束部件均受控于所述的氣動控制部件，所述的導線束部件與所述的可變條件的充放電電源箱的驅動功率板電連接。電源機箱內設置多塊驅動功率板，每塊驅動功率板上有多路充放電電路，充放電電路與雙向逆變器相連接。當電池充電時驅動功率板回路向雙向逆變器索取電流AC/DC ;當電池放電時驅動功率板回路向雙向逆變器釋放電流DC/AC，形成放電回路能量回收的功能。
[0011]其中，平面鋁板是整個電池托盤夾裝機構的基準基礎部件，電池托盤抱緊氣缸部件是將已放在電池托盤支撐架上的電池托盤抱緊鎖定，極耳夾具壓緊部件在水平移動氣缸部件的作用下左右兩個夾具探針部件分別向托盤中心平行移動，使電池極耳的正負極位于極耳夾具中間，極耳夾具壓緊氣缸部件動作后使極耳夾具壓緊，接觸阻抗越小越好，導線束部件與可變條件的充放電電源箱相接可實現充放電功能。
[0012]所述的平面鋁板的兩端的、并且可沿平面鋁板的橫向水平移動的分別安裝有極耳夾具壓緊氣缸部件，兩端的極耳夾具壓緊氣缸部件之間形成用于夾持鋁離子電池的夾持空間；所述的夾持空間內設置有所述的電池托盤支撐架，兩端的極耳夾具壓緊氣缸部件朝向電池托盤架的一側均安裝有極耳夾具，所述的極耳夾具壓緊部件在水平移動氣缸部件的作用下左右分別向電池托盤中心平行移動，電池極耳的正負極位于兩端的極耳夾具之間，在極耳夾具壓緊氣缸部件的作用下極耳夾具與電池極耳緊密接觸。
[0013]所述的電池托盤的表面設有與鋁離子電池的形狀大小匹配的、用于放置鋁離子電池的若干放置位，鋁離子電池垂直放置在放置位，極耳左右伸出并且與電池化成分容夾裝運動機構的極耳夾具相配合作用。電池托盤材質為阻燃材料的模具成型的可堆疊的周轉箱，電池可垂直放置25個，電池的極耳在托盤左右空檔位置伸出，周轉運輸過程不會碰到極耳的。
[0014]所述的電池托盤還包括底座、設置在底座上的托盤內襯以及用以對鋁離子電池進行流程管理的ID號碼。
[0015]電池的充電電流、放電電流、充電最高電壓、放電截止電壓、充放電時間均由PC機對雙向逆變器進行控制。所述由PC機專用控制的電池化成分容控制機構，設定鋰離子電池化成分容條件發送到充放電電源箱中的單片機板，由單片機板執行對電池的進行充放電的限時間、限電壓、限電流的進程條件限制，同時采集每個電池的電壓和電流信號，將信號數據上傳至PC機，PC機專用控制軟件對收到的數據進行解析并保存，形成鋰離子電池化成分容數據庫。這些數據作為判定電池性能的依據，一臺PC機可以同時處理很多個電池。
[0016]所述的安全保護傳感器包括安裝在電池化成分容夾裝運動機構頂部上方的煙霧報警傳感器、用以檢測電池托盤放入狀態并且當電池托盤到正確位置后指示電池托盤抱緊氣缸部件動作的位置對射傳感器、以及用以檢測電池托盤內的電池溫度的溫度傳感器。通過異常信號傳遞可實現異常工作時設備停止作業、報警、斷電的功能。當電池出現過熱冒煙，火燃燒時報警信息傳遞后單片機板和氣動控制部件松開電池托盤抱緊控制部件、松開極耳夾具壓緊氣缸部件并且迅速平移至初始位置便于迅速取出電池托盤作安全處理；位置對射傳感器檢測到電池托盤入位到正確位置后指示電池托盤抱緊氣缸部件動作。
[0017]化成分容控制專用軟件由特定的通訊接口在PC機、單片機中進行傳輸，系統是主從方式工作的，適合于集散控制網絡系統。
[0018]化成分容軟件具備限時間、限電壓、限電流的每工步進程結束條件，可由恒流充電、恒壓充電、恒流放電、休眠四種屬性可選。充放電電流可在1A?150A之間設置，充放電電壓可在0.5V?5V之間設置，每工步時間可設置，能夠實時繪制需要的每節電池化成分容過程的動