CN110729521A - 电池余电释放的方法、电路和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池余电释放的方法、电路和***。包括步骤S1：将电池接入第一放电支路，利用第一放电支路释放电池的余电；步骤S2：将电池接入第二放电支路，利用第二放电支路释放电池的余电；其中，电池接入第二放电支路时的电流小于电池接入第一放电支路时的电流；步骤S3：交替执行步骤S1和步骤S2，直到电池的电压在设定的安全电压以下。本发明既能实现电池余电的快速释放，使整个放电过程只需要6个小时至7.5个小时，缩短放电时间，提高放电效率；又能避免电池电压在快速放电过程中只是短暂的降低，延长电池电压的恢复时间，保证电池电压在40分钟至60分钟不会恢复，可以在1个小时内对电池进行安全拆解。

Description

电池余电释放的方法、电路和***
技术领域
本发明涉及电池回收领域，特别涉及一种电池余电释放的方法、电路和***。
背景技术
随着国家对新能源汽车的推广和支持，电动汽车进入快速发展期，车用锂电池的需求量逐年攀升。但是锂电池的使用寿命有限，导致退役锂电池的数量也将迎来高潮。而废弃锂电池将会对环境造成污染，并且锂电池中具有我国稀缺的金属资源，因此通常会对退役锂电池进行回收。
锂电池回收处理之前，需要将锂电池的剩余电量(即余电)释放到安全电压以下，以避免锂电池在拆解过程中发生起火、***等危险情况，同时减少对回收设备的损害。目前释放电池余电的方法主要是将锂电池浸泡在氢氧化钠、氯化钠等化学溶液中进行放电，整个放电过程需要12个小时至16个小时，耗时较长，效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电池余电释放的方法、电路和***，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电池余电释放的方法，所述方法包括：
步骤S1：将电池接入第一放电支路，利用所述第一放电支路释放所述电池的余电；
步骤S2：将所述电池接入第二放电支路，利用所述第二放电支路释放所述电池的余电；其中，所述电池接入所述第二放电支路时的电流小于所述电池接入所述第一放电支路时的电流；
步骤S3：交替执行步骤S1和步骤S2，直到所述电池的电压在设定的安全电压以下。
本发明的有益效果是：将电池接入第一放电支路释放余电，电池在接入第一放电支路时的电流较大，电池余电的释放速度较快，有利于提高电池余电的释放效率；将电池接入第二放电支路释放余电，电池在接入第二放电支路时的电流较小，可以避免电池余电快速释放造成的电池电压暂时性降低，有利于电池余电的充分释放，推迟电池电压的恢复时间。通过将电池交替接入第一放电支路和第二放电支路，既能实现电池余电的快速释放，使整个放电过程只需要6个小时至7.5个小时，缩短放电时间，提高放电效率；又能避免电池电压在快速放电过程中只是短暂的降低，延长电池电压的恢复时间，保证电池电压在40分钟至60分钟不会恢复，可以在1个小时内对电池进行安全拆解。。
进一步：所述电池每次接入所述第一放电支路的时间大于接入所述第二放电支路的时间。
上述进一步方案的有益效果是：接入放电电流较大支路的时间较长，整体的放电速度较快，放电效率较高。
进一步：所述电池每次接入所述第一放电支路的时间在所述电池的余电的释放过程中逐渐减小，所述电池接入所述第二放电支路的时间在所述电池的余电的释放过程中逐渐增大。
上述进一步方案的有益效果是：电池放电初期的电压较高，可以多利用大电流支路进行快速放电；电池放电后期的电压较低，可以多利用小电流支路进行充分放电。
进一步：所述电池接入所述第一放电支路的次数和接入所述第二放电支路的次数均为四次至六次。
上述进一步方案的有益效果是：在实现电池余电的充分释放的情况下，尽可能缩短放电时间。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电池余电释放的电路，所述电路包括：
第一放电支路，用于在电池接入所述第一放电支路时，释放所述电池的余电；
第二放电支路，用于在所述电池接入所述第二放电支路时，释放所述电池的余电；其中，所述电池接入所述第二放电支路时的电流小于所述电池接入所述第一放电支路时的电流；
支路选择器，用于将所述电池交替接入所述第一放电支路和所述第二放电支路，直到所述电池的电压在设定的安全电压以下。
本发明的有益效果是：将电池接入第一放电支路释放余电，电池在接入第一放电支路时的电流较大，电池余电的释放速度较快，有利于提高电池余电的释放效率；将电池接入第二放电支路释放余电，电池在接入第二放电支路时的电流较小，可以避免电池余电快速释放造成的电池电压暂时性降低，有利于电池余电的充分释放，推迟电池电压的恢复时间。通过将电池交替接入第一放电支路和第二放电支路，既能实现电池余电的快速释放，使整个放电过程只需要6个小时至7.5个小时，缩短放电时间，提高放电效率；又能避免电池电压在快速放电过程中只是短暂的降低，延长电池电压的恢复时间，保证电池电压在40分钟至60分钟不会恢复，可以在1个小时内对电池进行安全拆解。
进一步：所述第一放电支路包括第一电阻，所述第二放电支路包括第二电阻，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值；所述支路选择器包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的活动端与所述电池的正极连接，所述单刀双掷开关的第一固定端与所述第一电阻的第一端连接，所述单刀双掷开关的第二固定端与所述第二电阻的第二端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端与所述电池的负极连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过阻值不同的两个电阻分别实现第一放电支路和第二放电支路，利用单刀双掷开关在两个电阻所在的支路之间切换，进行两个支路的交替放电，实现简单方便，成本低廉。
进一步：所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的30倍以上。
上述进一步方案的有益效果是：两个电阻的阻值相差较大，阻值大的电阻有利于电池余电的充分释放，阻值小的电阻有利于电池余电的快速释放，两者的配合效果较好。
进一步：所述第一电阻的阻值为0.215Ω，所述第二电阻的阻值为8Ω。
上述进一步方案的有益效果是：经过四次放电(先接入第一放电支路再接入第二放电支路为一次放电)，可以将电池的电压从4.81V降低至1.68V且在一个小时内维持在1.7V以下。
进一步：所述电路还包括：
确定支路，用于确定所述电池的电压是否在设定的安全电压以下；
所述确定支路包括电压比较器和发光二极管，所述电压比较器的第一输入端与所述电池的正极连接，所述电压比较器的第二输入端接入设定的安全电压，所述电压比较器的输出端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与所述电池的负极连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过增设确定支路，方便及时获知电池的电压降低至设定的安全电压以下，停止放电过程，减少放电时间，提高放电效率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电池余电释放的***，所述***包括电池和上述电路。
本发明的有益效果是：将电池接入第一放电支路释放余电，电池在接入第一放电支路时的电流较大，电池余电的释放速度较快，有利于提高电池余电的释放效率；将电池接入第二放电支路释放余电，电池在接入第二放电支路时的电流较小，可以避免电池余电快速释放造成的电池电压暂时性降低，有利于电池余电的充分释放，推迟电池电压的恢复时间。通过将电池交替接入第一放电支路和第二放电支路，既能实现电池余电的快速释放，使整个放电过程只需要6个小时至7.5个小时，缩短放电时间，提高放电效率；又能避免电池电压在快速放电过程中只是短暂的降低，延长电池电压的恢复时间，保证电池电压在40分钟至60分钟不会恢复，可以在1个小时内对电池进行安全拆解。
附图说明
图1为本发明一种电池余电释放的方法的流程图。
图2为本发明四次接入第一放电支路和第二放电支路过程中电池电压的变化图；
图3为本发明一种电池余电释放的电路的电学原理框图：
图4为本发明一种电池余电释放的***的电学原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明一种电池余电释放的方法的流程图，适用于容量在50AH以下的所有电池。如图1所示，一种电池余电释放的方法，包括：
步骤S1：将电池接入第一放电支路，利用第一放电支路释放电池的余电。
步骤S2：将电池接入第二放电支路，利用第二放电支路释放电池的余电。
其中，电池接入第二放电支路时的电流小于电池接入第一放电支路时的电流。
步骤S3：交替执行步骤S1和步骤S2，直到电池的电压在设定的安全电压以下。
本发明将电池接入第一放电支路释放余电，电池在接入第一放电支路时的电流较大，电池余电的释放速度较快，有利于提高电池余电的释放效率；将电池接入第二放电支路释放余电，电池在接入第二放电支路时的电流较小，可以避免电池余电快速释放造成的电池电压暂时性降低，有利于电池余电的充分释放，推迟电池电压的恢复时间。通过将电池交替接入第一放电支路和第二放电支路，既能实现电池余电的快速释放，使整个放电过程只需要6个小时至7.5个小时，缩短放电时间，提高放电效率；又能避免电池电压在快速放电过程中只是短暂的降低，延长电池电压的恢复时间，保证电池电压在40分钟至60分钟不会恢复，可以在1个小时内对电池进行安全拆解。
在实际应用中，电池的电压在1.7V以下没有切割危险，切刀对电池切割不会出现火花，因此设定的安全电压可以为1.7V。
可选地，电池每次接入第一放电支路的时间可以大于电池每次接入第二放电支路的时间。接入放电电流较大支路的时间较长，整体的放电速度较快，放电效率较高。
进一步地，电池每次接入第一放电支路的时间可以在电池的余电的释放过程中逐渐减小，电池接入第二放电支路的时间可以在电池的余电的释放过程中逐渐增大。电池放电初期的电压较高，可以多利用大电流支路进行快速放电；电池放电后期的电压较低，可以多利用小电流支路进行充分放电。
可选地，电池接入第一放电支路的次数和电池接入第二放电支路的次数均可以为四次至六次，在实现电池余电的充分释放的情况下，尽可能缩短放电时间。
本发明采用上述方法对电动汽车拆解下来的常规软包动力锂电池进行余电释放，图2为本发明四次接入第一放电支路和第二放电支路过程中电池电压的变化图。如图2所示，电池电压初始为4.81V，在经历四次放电(先接入第一放电支路再接入第二放电支路为一次放电)之后，电池电压降低至1.68V，低于设定的安全电压1.7V，并且在1小时内对电池进行拆解过程中未发现火花，说明电池电压在1小时内维持在1.7V以下，没有恢复。
图3为本发明一种电池余电释放的电路的电学原理框图。如图3所示，一种电池余电释放的电路，包括：
第一放电支路10，用于在电池接入第一放电支路10时，释放电池的余电；
第二放电支路20，用于在电池接入第二放电支路20时，释放电池的余电；其中，电池接入第二放电支路20时的电流小于电池接入第一放电支路10时的电流；
支路选择器30，用于将电池交替接入第一放电支路10和第二放电支路20，直到电池的电压在设定的安全电压以下。
可选地，如图3所示，第一放电支路10可以包括第一电阻R1，第二放电支路20可以包括第二电阻R2，第二电阻R2的阻值大于第一电阻R1的阻值；第一电阻R1和第二电阻R2并联在支路选择器30和电池的负极之间，支路选择器30与电池的正极连接。通过阻值不同的两个电阻分别实现第一放电支路和第二放电支路，实现简单方便，成本低廉。
在实际应用中，第一放电支路10和第二放电支路20也可以采用其它用电设备实现。
进一步地，第二电阻R2的阻值可以为第一电阻R1的阻值的30倍以上。两个电阻的阻值相差较大，阻值大的电阻有利于电池余电的充分释放，阻值小的电阻有利于电池余电的快速释放，两者的配合效果较好。
优选地，第一电阻R1的阻值可以为0.215Ω，第二电阻R2的阻值可以为8Ω。实验证明，经过四次放电(先接入第一放电支路再接入第二放电支路为一次放电)，可以将电池的电压从4.81V降低至1.68V且在一个小时内维持在1.7V以下。
示例性地，第一电阻R1和第二电阻R2的材料可以采用耐火水泥，耐热、耐湿、散热性能好、价格低廉。
进一步地，如图3所示，支路选择器30可以包括单刀双掷开关S，单刀双掷开关S的活动端与电池的正极连接，单刀双掷开关的第一固定端与第一电阻R1的第一端连接，单刀双掷开关的第二固定端与第二电阻R2的第二端连接，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端与电池的负极连接。利用单刀双掷开关在两个电阻所在的支路之间切换，进行两个支路的交替放电，实现简单方便，成本低廉。
在实际应用中，支路选择器30也可以采用多路选择器实现，从而利用控制器进行支路的自动切换。
可选地，如图3所示，电路还可以包括：
确定支路40，用于确定电池的电压是否在设定的安全电压以下。
通过增设确定支路，方便及时获知电池的电压降低至设定的安全电压以下，停止放电过程，减少放电时间，提高放电效率。
进一步地，如图3所示，确定支路40可以包括电压比较器U和发光二极管D，电压比较器U的第一输入端与电池的正极连接，电压比较器U的第二输入端接入设定的安全电压，电压比较器U的输出端与发光二极管D的正极连接，发光二极管D的负极与电池的负极连接。
电压比较器U将电池的电压与设定的安全电压进行比较：当电池的电压大于或等于设定的安全电压时，电压比较器U输出高电平信号，驱动发光二极管发光；当电池的电压小于设定的安全电压时，电压比较器U输出低电平信号，发光二极管不发光。因此，根据发光二极管是否发光，可以及时了解电池的电压是否在设定的安全电压以下。而且发光二极管在放电过程中是先发光再不发光，可以有效避免由于发光二极管损坏而造成的指示错误。
示例性地，电压比较器U可以采用LM339，性能稳定，价格低廉。
可选地，如图3所示，电路还可以包括电压表V，电压表V的第一端与电池的正极连接，电压表V的第二端与电池的负极连接。利用电压表直观显示电池的电压，以便及时了解放电进度。
可选地，如图3所示，电路还可以包括电流表A，电流表A的第一端与第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端连接，电流表A的第二端与电池的负极连接。利用电流表直观显示放电电流，以便及时了解放电情况。
可选地，如图3所示，电路还可以包括：
环氧树脂板50，用于承载第一放电支路10、第二放电支路20和支路选择器30。
通过环氧树脂板将电路的各个部件集成在一起，方便电路的移动和使用。
在实际应用中，当电路包括确定支路40时，确定支路40也设置在环氧树脂板50上。当电路包括电压表V时，电压表V也设置在环氧树脂板50上。当电路包括电流表A时，电流表A也设置在环氧树脂板50上。
图4为本发明一种电池余电释放的***的电学原理框图。如图4所示，一种电池余电释放的***包括电池100和如图3所示的电池余电释放的电路。
在本实施例中，电池100的容量可以为50AH以下。示例性地，电池100可以电动汽车拆解下来的常规软包动力锂电池。
可选地，如图4所示，***还可以包括周转盒200，多个电池100排列在周转盒200中，以便对电池100进行放电。
示例性地，如图4所示，多个电池100可以沿直线方向间隔排列在周转盒200中。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池余电释放的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：将电池接入第一放电支路，利用所述第一放电支路释放所述电池的余电；
步骤S2：将所述电池接入第二放电支路，利用所述第二放电支路释放所述电池的余电；其中，所述电池接入所述第二放电支路时的电流小于所述电池接入所述第一放电支路时的电流；
步骤S3：交替执行步骤S1和步骤S2，直到所述电池的电压在设定的安全电压以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池每次接入所述第一放电支路的时间大于接入所述第二放电支路的时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池每次接入所述第一放电支路的时间在所述电池的余电的释放过程中逐渐减小，所述电池接入所述第二放电支路的时间在所述电池的余电的释放过程中逐渐增大。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述电池接入所述第一放电支路的次数和接入所述第二放电支路的次数均为四次至六次。
5.一种电池余电释放的电路，其特征在于，所述电路包括：
第一放电支路(10)，用于在电池接入所述第一放电支路(10)时，释放所述电池的余电；
第二放电支路(20)，用于在所述电池接入所述第二放电支路(20)时，释放所述电池的余电；其中，所述电池接入所述第二放电支路(20)时的电流小于所述电池接入所述第一放电支路(10)时的电流；
支路选择器(30)，用于将所述电池交替接入所述第一放电支路(10)和所述第二放电支路(20)，直到所述电池的电压在设定的安全电压以下。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一放电支路(10)包括第一电阻(R1)，所述第二放电支路(20)包括第二电阻(R2)，所述第二电阻(R2)的阻值大于所述第一电阻(R1)的阻值；所述支路选择器(30)包括单刀双掷开关(S)，所述单刀双掷开关(S)的活动端与所述电池的正极连接，所述单刀双掷开关的第一固定端与所述第一电阻(R1)的第一端连接，所述单刀双掷开关的第二固定端与所述第二电阻(R2)的第二端连接，所述第一电阻(R1)的第二端和所述第二电阻(R2)的第二端与所述电池的负极连接。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第二电阻(R2)的阻值为所述第一电阻(R1)的阻值的30倍以上。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一电阻(R1)的阻值为0.215Ω，所述第二电阻(R2)的阻值为8Ω。
9.根据权利要求5～8任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
确定支路(40)，用于确定所述电池的电压是否在设定的安全电压以下；
所述确定支路(40)包括电压比较器(U)和发光二极管(D)，所述电压比较器(U)的第一输入端与所述电池的正极连接，所述电压比较器(U)的第二输入端接入设定的安全电压，所述电压比较器(U)的输出端与所述发光二极管(D)的正极连接，所述发光二极管(D)的负极与所述电池的负极连接。
10.一种电池余电释放的***，其特征在于，所述***包括电池和如权利要求4～9任一项所述的电路。
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