锂离子电池充放电保护方法及设备及系统与流程

allin2026-04-05  20


本发明涉及锂离子电池生产领域,尤其涉及一种锂离子电池充放电保护方法及设备及系统。


背景技术:

1、随着人们对能源与环保的日益重视,锂离子电池的应用越来越广泛。锂离子电池的化成是锂离子电池制备过程中的重要一环,化成叫活化,为电锂池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池综合性能的过程。通过一定的充放电,该批次的每个电池的容量和性能也得到初步的评估,以便发现和排除批次电池中的不良品,确保该批次的锂离子电池的稳定性和安全性;同时也通过一定的充放电,筛选出循环性能优良、容量一致的电池,提高同一批次的锂离子电池的一致性和可靠性。

2、锂离子电池生产厂家为提高生产效率,需在同一空间同时对批次的电池进行充放电,当电池的充电时间过长或某电池得内部结构存在异常时,可能随着充电过程中电流激活电化学材料而促使电池组开始发热,进而致使电池发生着火导致工厂火灾或导致设备报废。

3、本发明人在进行本发明的研究过程中发现,现有技术的充电设备的充放电保护通常是,根据充电状态下的电压自动判断充电电路的导通或关断。而当出现电池电压正常下而有电池存在鼓包异常时设备无法检测到该异常,持续充电会导致电池鼓包甚至着火爆炸从而引发火灾等重大安全事故,无法有效保障产品和生产安全。


技术实现思路

1、本发明实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池充放电保护方法及设备及系统,在锂离子电池的生产过程中,应用该方案有利于提高锂离子电池的生产安全性。

2、本发明实施例提供的一种锂离子电池充电保护方法,包括:

3、充电电源或放电负载的接入端通过串联在所述充电电源或放电负载的接入端与电池固定位上的电极接触部之间的子开关电路与位于所述电池固定位上的锂离子电池形成电流回路,所述子开关电路的控制端与安全控制电路电连接,

4、设于所述电极接触部上的温度传感器实时检测所述温度传感器所在的电极接触部的温度,传递至安全控制电路,

5、所述安全控制电路根据当前收到的温度检测值,控制各所述子开关电路,包括:

6、当检测到第i电极接触部的温度达到或大于预定的上限时,所述安全控制电路控制第i子开关电路关断,所述第i锂离子电池与所述充电电源或放电负载的电流回路断开,

7、第i电极接触部为,设于第i电池固定位的电极接触部,与所述第i锂离子电池的电极接触连接,

8、第i子开关电路为,连接于所述第i电极接触部的所述子开关电路,

9、所述第i锂离子电池为,固定于所述第i电池固定位的电池,i为任一自然数。

10、可选地,在任意相邻的两所述电池固定位之间还分别设有阻隔板,

11、常态时,各所述阻隔板位于各所述电池固定位的侧向的后方,在各所述阻隔板的后端还分别设有驱动机构,各所述驱动机构分别与所述安全控制电路电连接,

12、当检测到所述第i电极接触部的温度达到或大于预定的上限时,所述安全控制电路还控制所述第i电池固定位的两侧的两所述阻隔板的后端的所述驱动机构,使所述驱动机构驱动两所述阻隔板向前位移至所述第i电池固定位的两侧,空间阻隔所述第i电池固定位与其他所述电池固定位。

13、可选地,还包括,

14、热成像仪实时监控所述锂离子电池充放电设备的空间,得到红外热成像,实时传输至上位机或所述安全控制电路,

15、在所述锂离子电池充放电设备上设有复数个所述电池固定位,

16、在每所述电池固定位的所述电极接触部上均设有至少一所述温度传感器,

17、在每所述电极接触部与所述充电电源或放电负载之间分别串联有各所述子开关电路,每所述子开关电路的控制端分别与所述安全控制电路电连接;

18、所述上位机和/或安全控制电路根据预设的充放电安全保护策略,控制各所述子开关电路的导通或关断,包括,

19、当所述上位机和/或安全控制电路根据当前的红外热成像,判定当前的充电环境达到预定的告警状态时,控制全部所述子开关电路和/或总开关电路关断,切断所述充电电源或放电负载到全部所述锂离子电池之间的回路,

20、所述总开关电路串联在全部所述子开关电路到所述充电电源或放电负载之间。

21、可选地,当所述上位机判定当前的充电环境达到预定的告警状态时,还驱动声光报警器工作,声光报警异常,

22、所述声光报警器与所述上位机和/或安全控制电路连接。

23、可选地,所述上位机和/或安全控制电路还向安全控制中心实时传送所述红外热成像,以及传递告警信息。

24、第二方面,本发明实施例提供一种锂离子电池充放电设备,包括:

25、至少一电池固定位,在各所述电池固定位上分别设有电极接触部,各所述电极接触部用于与固定于当前所述电池固定位的锂离子电池的电极接触连接;

26、子开关电路,在每所述电池固定位的所述电极接触部与充电电源或放电负载的接入端之间分别串联有一所述子开关电路,各所述子开关电路的控制端分别与安全控制电路电连接,

27、温度传感器,在各所述电极接触部上分别设有至少一所述温度传感器,所述温度传感器与所述安全控制电路电连接,

28、所述安全控制电路,用于根据当前收到的温度检测值控制各所述子开关电路,包括,

29、当检测到第i电极接触部的温度达到或大于预定的上限时,所述安全控制电路控制第i子开关电路关断,所述第i锂离子电池与所述充电电源或放电负载的电流回路断开,

30、第i电极接触部为,设于第i电池固定位的电极接触部,

31、第i子开关电路为,连接于第i电极接触部的所述子开关电路,

32、所述第i锂离子电池为,固定于所述第i电池固定位的电池,

33、i为任一自然数。

34、可选地,还包括,

35、至少一阻隔板,任意相邻的两所述电池固定位的之间还分别设有一所述阻隔板,常态时,各所述阻隔板位于各所述电池固定位的侧向的后方,

36、至少一驱动机构,分别连接于各所述阻隔板的后端,分别用于驱动各所述阻隔板前后位移,各所述驱动机构分别与所述安全控制电路电连接,

37、当所述第i电极接触部的温度达到或大于预定的上限时,在所述安全控制电路的控制下,所述第i电池固定位的两侧的两所述阻隔板向前位移至所述第i电池固定位的两侧,阻隔于所述第i电池固定位与其他电池固定位之间。

38、可选地,还包括,

39、一机柜框架,在所述机柜框架上设有复数层层板,

40、各所述阻隔板、各所述电池固定位设于各所述层板上。

41、可选地,还包括,

42、两侧板、顶板、背板的其中之一或二或全部,

43、两所述侧板,设于所述机柜框架的左右两端部,各所述层板均位于两所述侧板之间,

44、顶板,设于所述机柜框架的顶部,各所述层板位于所述顶板的下方,

45、背板,设在所述机柜框架的背面,各所述层板位于所述背板的前方。

46、可选地,还包括,

47、至少一风机,设于任所述侧板、顶板、背板的其中之一或两者或全部上,

48、各所述风机分别与所述安全控制电路电连接。

49、可选地,

50、在所述机柜框架的左、右两侧,还设有前后水平延伸的复数对水平导轨,每对所述水平导轨包括:在同一水平面的、相互平行的、位于左端的一水平导轨以及位于右端的另一水平导轨,

51、每所述层板的左右两端分别承载于一对所述水平导轨上,每所述层板可沿其所在的两所述水平导轨前后滑动。

52、可选地,还包括,

53、总开关电路,串联在全部所述子开关电路到充电电源或放电负载的接入端之间,所述总开关电路的控制端与所述安全控制电路电连接,

54、当当前的充电环境温度达到预定的告警状态时,所述总开关电路切换至关断状态。

55、可选地,还包括,

56、至少一热成像仪,与所述安全控制电路电连接,用于实时监控所述锂离子电池充放电设备的空间,得到红外热成像,实时传输至所述安全控制电路,

57、所述安全控制电路还用于根据当前的红外热成像,判定当前的充电环境是否达到预定的告警状态,当达到预定的告警状态时,全部所述子开关电路和/或总开关电路切换至关断状态。

58、可选地,还包括,

59、声光报警器,与所述安全控制电路电连接,

60、当当前的充电环境达到预定的告警状态时,所述声光报警器处于工作声光告警状态。

61、可选地,

62、所述安全控制电路的控制器为可编程逻辑控制器。

63、第三方面,本发明实施例提供一种锂离子电池充放电系统,包括:

64、至少一上述之任一所述的锂离子电池充放电设备,

65、至少一所述上位机,每所述上位机分别与至少一所述锂离子电池充放电设备的安全控制电路电连接,用于根据预设的充放电安全保护策略,控制各所述锂离子电池充放电设备的各所述安全控制电路工作。

66、可选地,还包括:

67、至少一总声光报警器,与所述上位机电连接,

68、当任一所述锂离子电池充放电设备当前的充电环境达到预定的告警状态时,所述总声光报警器处于工作声光告警状态。

69、可选地,还包括:

70、安全服务中心设备,与各所述上位机电连接,用于根据预设的充放电安全保护策略,控制各上位机。

71、由上可见,相对于现有技术,在锂离子电池的批量充电或放电中,应用本实施例的技术方案,通过在电极接触部设置温度传感器而实时进行温度检测,能更有效、更及时、更精确地检测到各锂离子电池的异常,在温度异常时,及时断开当前存在异常的锂离子电池的电连接,避免电池爆炸引发火灾,保障生产安全;且不影响其他正常的锂离子电池的充放电,保障生产效率。


技术特征:

1.一种锂离子电池充电保护方法,其特征是,包括:

2.根据权利要求1所述的锂离子电池充电保护方法,其特征是,

3. 根据权利要求1所述的锂离子电池充电保护方法,其特征是, 还包括,

4.根据权利要求3所述的锂离子电池充电保护方法,其特征是,

5. 根据权利要求3或4所述的锂离子电池充电保护方法,其特征是, 还包括,

6.一种锂离子电池充放电设备,其特征是,包括:

7.根据权利要求6所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

8.根据权利要求7所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

9.根据权利要求8所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

10.根据权利要求9所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

11.根据权利要求8所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,

12.根据权利要求6所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

13.根据权利要求12所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

14.根据权利要求13所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,还包括,

15.根据权利要求6所述的锂离子电池充放电设备,其特征是,

16.一种锂离子电池充放电系统,其特征是,包括:

17.根据权利要求15所述的锂离子电池充放电系统,其特征是,还包括:

18.根据权利要求15所述的锂离子电池充放电系统,其特征是,还包括:


技术总结
本发明涉及锂离子电池生产领域,公开了一种锂离子电池充放电保护方法及设备及系统。方法包括,充电电源或放电负载通过串联在充电电源或放电负载的接入端与电池固定位上的电极接触部之间的子开关电路,与位于电池固定位上的锂离子电池形成电流回路,子开关电路的控制端与安全控制电路电连接,设于电极接触部上的温度传感器实时检测温度传感器所在的电极接触部的温度,传递至安全控制电路,安全控制电路根据当前温度检测值控制各子开关电路,当检测到第i电极接触部的温度达到或大于预定的上限时,控制第i子开关电路关断,第i锂离子电池与充电电源或放电负载的电流回路断开。

技术研发人员:吴进涛,黄元光,唐志勇,刘宪武
受保护的技术使用者:湖南格瑞普新能源有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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