CN212462865U - 一种锂电池化成分容放电再利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池电能源回收再利用的技术领域，具体涉及一种锂电池化成分容放电再利用***，包括依次连接的电池、控制***、加热管、控制阀门和待加热设备。锂电池化成分容充电后，需放电，将电池放电接入控制***，控制***对加热管加热，加热管加热到80～150摄氏度温度，加热管加热后热空气通过塑封机可以直接用于除湿机或涂布烤箱加热使用。与现有技术相比，增加本实用新型的***后，每次电池放电电能能够有效利用，有效降低运营成本，达到节能降耗目的。

Description

一种锂电池化成分容放电再利用***

技术领域

本实用新型属于锂离子电池电能源回收再利用的技术领域，具体涉及一种锂电池化成分容放电再利用***。

背景技术

锂离子聚合物二次电池是一种在20世纪90年代初发展起来的先进蓄电池，它具有电压高、比能量大、寿命长及无记忆效应等特点。1991年以来，2AH容量以下的电池在移动电话、笔记本电脑和8mm摄像机上均获得广泛应用，并其电性能和安全性能已经被用户所接受。

针对于锂离子电池的充放电设备，国内生产的厂家也很多，比较著名的有广州擎天电器科学院、杭州可靠仪器厂等等。传统的众多放电机均不具备能源回收再利用的特点，通常来说，锂电池释放的电能均直接消耗在功率电阻等消耗型的器件上，这样不仅造成电能的白白浪费，功率电阻等消耗器件的发热还会对设备的精度、稳定性等性能产生影响。

锂电池的放电能源回收再利用***是结合虚拟仪器技术、电力电子技术以及单片机技术，将锂电池释放的电能进行转换、存储、再利用。即把在传统锂离子电池恒流放电工艺环节中，直接损耗在功率电阻等消耗型器件上的能量完成回收再利用的过程。

如今，全球气候变暖趋势日渐严重，各国均在大力支持节能减排行动，放电能源回收再利用***的应运而生；目前新能源锂电池化成分容放电过程中，电能直接放电过程通过电阻元件消耗，无回收利用不符合节能减排理念。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂电池化成分容放电再利用***。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种锂电池化成分容放电再利用***，包括依次连接的电池、控制***、加热管、控制阀门和待加热设备。

进一步地，所述待加热设备为除湿机或涂布烤箱。

进一步地，所述控制***包括能量管理单元和N个并列设置的基板，所述N个并列设置的基板分别通过通信总线与能量管理单元连接，其中N为大于1的自然数。

进一步地，所述N个基板结构相同，每个基板都包括电池管理***、分流单元、切换单元以及多个储能单元，电池管理***分别对分流单元和切换单元进行控制，分流单元和切换单元之间直接对应并列设置多个储能单元。

更进一步地，所述分流单元由MOS管驱动电路以及与储能单元相互对应的MOS管阵列构成，每个MOS管的门极分别与MOS管驱动电路的输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

更进一步地，所述切换单元包括结构相同的放电回路和充电回路，每个回路都由与储能单元个数相同的MOS管装置构成，每个MOS管的门极分别与电池管理***的控制信号输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

更进一步地，所述储能单元由两组锂电池组组成，电池组内单体电池充电并联，放电串联。

与现有技术相比，增加本实用新型的***后，每次电池放电电能能够有效利用，有效减少运营成本，达到节能降耗目的。

附图说明

图1本实用新型总体结构示意图；

图1标记含义如下：1-电池，2-控制***，3-加热管，4-控制阀门，5-除湿机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

一种锂电池化成分容放电再利用***，如图1所示，包括依次连接的电池1、控制***2、加热管3、控制阀门4和待加热设备5，所述待加热设备为除湿机5或者涂布烤箱；

锂电池化成分容充电后，需放电，将电池放电接入控制***2，控制***2对加热管3加热，加热管3加热到80～150摄氏度温度，加热管3加热后热空气通过输送风机可以直接用于除湿机5或涂布烤箱加热使用。

所述的控制***基于传统RS485主从拓扑结构，监控站采用巡检的方式与每一块基板进行数据通信。每一块基板拥有分流、切换两大单元，基板间独立。当基板接收到主站点命令后，就会自动完成物理地址的配对，配对成功则会分析命令进行响应，反之，丢弃该命令。这样很好的保证了任意时刻总线上只有一块基板跟主站点通信成功，避免基板发生通信链路拥堵导致瘫痪。

基板底层通信采用CRC16校验算法，监控站BMS应用软件采用基于LABVIEW图形化编程的开发平台，既提高了可靠性，也丰富了人机交互界面。

能量管理单元(BMS)

通过调用LABVIEW的VISA通信端口，结合RS485总线协议，完成上位机与多个基板之间的组网连接，最终实现数据传输。能量管理单元基于RS485总线的通信网络定义了应用层协议和物理链路层协议，完成了电池组充电电流、充电电压、放电电流、放电电压、电池组剩余容量等参数的监控。

基板单元

结合MOSFET的物理特性，硬件上不仅实现分流，完成了大电流到小电流的转换，降低了利用风险，为能量再存储创造条件，还能实现切换，完成电池组之间工作状态的转换，为能量再利用提供基础平台。

分流单元是基板的四大单元之一，也是本***设计核心技术所在。分流单元的作用是将总电流平均分配，完成大电流到小电流的转化过程，为储能创造条件。

如针对工业现场具体应用案例，放电母线上总电流大小是随机的。例：250CH的放电机，每个通道1A恒流放电，在锂电池数量为N的情况下，放电机母线上总电流大小亦为N(0＜N≤250)A。

分流利用MOSFET阵列来实现，通过控制上下桥壁的MOSFET开通、关断来完成。考虑到母线上电流的随机性，所以衍生全桥电路必须具备电流跟随功能，即实时根据母线电流的大小进行分流。中间部分为安全回路，当衍生全桥回路全部出现故障的紧急情况下开通，引导分流。上下桥壁MOSFET驱动采用悬浮地方式，配合关联控制算法进行，即把一个开通周期平均分成n等份，片轮给每一个MOSFET开通。跟传统实现分流方法相比，我们具备可靠性高、可适应性强等特点。

切换单元，是配合分流单元完成储能再利用过程中充/放电状态的切换，即实现回收到再利用过程。因为单体储能单元之间存在特性差异，所以充电是浮地进行的；为了提高利用效率，放电时不追加升压单元，而是串联起来直接进行，就需要共地。切换单元的关键技术就是如何处理好充/放电状态转换中，克服不同地电压带来的影响。因为放电跟充电属于不同回路，状态切换同样由MOSFET阵列来实现。充电时，充电回路上的MOSFET开通，每一个储能单元跟放电机母线相连，分流后的支流电流直接流进储能单元存储，浮地充电；放电时，放电回路的MOSFET开通，储能单元之间实现串联放电。跟传统DC/DC升压装置相比，利用MOSFET阵列的切换技术损耗低，回收效率高。

上述实施例仅是本实用新型的较优实施方式，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，包括依次连接的电池、控制***、加热管、控制阀门和待加热设备。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述待加热设备为除湿机、涂布机或烤箱。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述控制***包括能量管理单元和N个并列设置的基板，所述N个并列设置的基板分别通过通信总线与能量管理单元连接，其中N为大于1的自然数。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述N个基板结构相同，每个基板都包括电池管理***、分流单元、切换单元以及多个储能单元，电池管理***分别对分流单元和切换单元进行控制，分流单元和切换单元之间直接对应并列设置多个储能单元。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述分流单元由MOS管驱动电路以及与储能单元相互对应的MOS管阵列构成，每个MOS管的门极分别与MOS管驱动电路的输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

6.根据权利要求4所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述切换单元包括结构相同的放电回路和充电回路，每个回路都由与储能单元个数相同的MOS管装置构成，每个MOS管的门极分别与电池管理***的控制信号输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

7.根据权利要求4所述的一种锂电池化成分容放电再利用***，其特征在于，所述储能单元由两组锂电池组组成，电池组内单体电池充电并联，放电串联。

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