CN109946621B - 一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路、设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池电压测量技术领域，提出了一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路，包括控制电路模块、检测电路模块和电源模块；其中控制电路模块包括用于感应终止检测电路模块时机的感应器和控制继电器；检测电路模块包括N组相互并联的检测单元，N为不小于2的正整数，每组检测单元包括高精度智能盘面表、检测继电器和指示元件。还提出了一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备及方法，设备包括上述电路及设备箱体，电路中的检测电路模块和控制继电器设置在箱体内。本发明的电路和设备通过多组并联的检测单元，可同时对多个化成后的电池进行电压检测，使检测效率提高，避免低压、零压电池流入后工序造成报废。

Description

一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路、设备及方法

技术领域

本发明涉及电池电压测量技术领域，具体涉及一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路、设备及方法。

背景技术

进行电池化成后，会出现因接触不良、化成柜点位异常或化成操作不良等原因导致一部分电池未化成或化成不充分的低压电池，该类电池为异常电池。异常电池不可流转到后，影响电池的整体性能和使用的安全性。为挑选出异常电池，需对化成后电池进行电压全检检测。目前，锂离子电池行业电芯全检电压的方式为：人工使用表笔或者电压内阻测设仪逐一进行检测。这样不仅存在工作效率慢的问题，而且也易出现漏测现象，使得低压电池流转到后工序，会对锂电池性能造成不良影响，甚至报废。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路、设备及方法，解决了现有技术中存在的至少一个问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路，包括控制电路模块、检测电路模块和电源模块。

其中，控制电路模块包括：感应器和控制继电器；控制继电器的控制线圈两端与感应器的输出线路两端并联，控制继电器的常闭线路(NC)两端与检测电路模块并联，感应器用于感应终止检索电路模块的时机，以控制检测电路模块通断。

检测电路模块包括：N组相互并联的检测单元，一组检测单元包括：高精度智能盘面表、检测继电器和指示元件，检测继电器的控制线圈串联智能盘面表内的常开线路(NO)后，两者并联在控制继电器的常闭线路(NC)两端，所述指示元件与所述检测继电器的常开线路(NO)连接后，两者并联在所述检测继电器的控制线圈两端，每组检测单元可检测一组电池的电压，待检测电池的两端连接智能盘面表的电压输入(INPUT)端进行电压检测；其中，N为大于或等于2的正整数。

电源模块包括：交流电源和开关电源，交流电源连接智能盘面表的电源输入端和开关电源输入端，开关电源将交流电源的交流电转换为直流电，开关电源的直流输出端连接感应器的电源输入端，开关电源的直流输出端串联在控制电路模块和检测电路模块之间，为感应器、控制继电器、检测继电器和指示元件供电。

进一步的，控制电路模块连线具体如下：开关电源的输出负极端连接感应器的负极(-V)端和控制电路继电器常闭线路(NC)的一端，开关电源的输出正极端连接感应器正极(+V)端和控制电路继电器控制线圈的一端，感应器输出端连接控制电路继电器控制线圈的另一端，控制继电器控制线圈两端不区分正负，可互换连接。

检测电路模块连线具体如下：开关电源的输出正极端与智能盘面表的LO线路内COM脚点相连，智能盘面表LO线路内NO脚点与检测继电器的COM脚点和控制线圈一端相连，检测继电器控制线圈另一端与控制继电器的常闭线路(NC)的另一端相连，指示元件的一端和检测继电器的NO脚点连接，指示元件的另一端与检测继电器的控制线圈的另一端连接，指示元件和检测继电器的常开线路两者形成串联电路，且并联在检测继电器的控制线圈两端，待检测的电池正极和负极分别连接智能盘面表INPUT线路内脚点HI和脚点LO。

电源模块连线如下：开关电源的L端和N端分别与交流电源的火线和零线连接，交流电源的火线和零线连接智能盘面表交流电源(AC)输入两端，交流电源(AC)输入两端不区分正负，可互换连接。

进一步的，指示元件为蜂鸣器或发光二极管。

本发明还提出了一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备，包括前述的一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路和设备箱体，电池电压全检电路中的电路模块、控制继电器和开关电源安装在箱体内，箱体表面开有空槽，智能盘面表表盘和指示元件从箱体内部穿过空槽固定嵌于所述箱体表面。

进一步的，还包括固定嵌于箱体表面的若干航空插头，智能盘面表INPUT线路内脚点HI与脚点LO通过导线连接航空插头。

进一步的，还包括电池热压化成板，电池热压化成板包括电池、将电池夹在热压化成板上的夹具、连接夹具正负极的PCB板和金手指，金手指设置在热压化成板的外延。

进一步的，还包括开夹器，开夹器尾部设有金手指插座，金手指插座对应于热压化成板上的金手指。

进一步的，感应器安装在开夹器侧边，用于感应开夹器的开夹压条的位置，感应器可以通过感应开夹压条离感应器的远近来控制检测电路是否工作。

进一步的，交流电源为220V交流电源，开关电源的输出为24V直流电。

本发明在另一方面还包括一种锂离子电池热压化成后电池电压全检的方法，该方法使用上述的锂离子电池热压化成后电池电压全检设备，步骤如下：

S1，将所述夹具上夹有化成后电池的所述热压化成板推入所述开夹器的开夹区域，使所述金手指插入所述金手指插座；

S2，根据所述智能盘面表和或所述指示元件的显示结果确定电池的检测结果；

S3，接通所述开夹器高压气源，所述开夹压条下压打开所述夹具，所述检测电路模块停止检测；

S4，所述夹具打开后，操作人员可根据检测结果对电池进行筛选，剔除异常的电池。

有益效果：本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路及设备通过多组并联的检测单元可同时对多个化成后的电池进行电压检测，并将数据显示于高精度智能盘面表上，电压低于设定值的不良电池指示元件将通过亮灯或发声报警。本发明方案可在电池下夹的同时检测多个电池并对其电压进行判别，与传统人工逐个电池检测相比，检测效率更高，自动化程度高。避免低压、零压电池流入后工序造成报废。并且将原本两个工位合并为一个工位，在提高生产效率的同时节省操作工位及生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路一个实施例的电路原理示意图；

图2为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路一个实施例的器件连线示意图；

图3为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例的箱体正面结构示意图；

图4为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例箱体的背面结构示意图；

图5为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例内部结构示意图；

图6为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例热压化成板的结构示意图；

图7为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例开夹器的结构示意图；

图8为本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备一个实施例的连线示意图。

附图标识：1箱体；2智能盘面表；3蜂鸣器；4继电器；5开关电源；6航空插头；7热压化成板；701电池；702夹具；703金手指；8开夹器；801金手指插座；802开夹压条；803气缸；804开压开关；9感应器；10三口插座；11器具开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路，包括控制电路模块、检测电路模块和电源模块，参见图1。

其中，控制电路模块包括：由直流电源DC供电的感应器和控制继电器K0。感应器电源输入端(-V和+V)连接直流电源DC，控制继电器K0的控制线圈两端与感应器的输出端(OUT和V+)并联，控制继电器K0的常闭线路(NC)连接直流电源DC后与检测电路模块连接。感应器用于感应终止检索电路模块的时机，通过感应器的电压输出变化以控制检测电路模块是否进行检测工作。

检测电路模块包括：N组相互并联的检测单元，一组检测单元包括：高精度智能盘面表n、检测继电器Kn和指示元件Bn，检测继电器Bn的控制线圈串联智能盘面表内的常开线路两端后并联在控制继电器K0的常闭线路(NC)两端，指示元件Bn连接检测继电器Kn的常开路线(NO)后，两者并联在检测继电器的控制线圈两端，每组检测单元可检测一组电池的电压，待检测电池的两端连接智能盘面表的电压输入(INPUT)端进行电压检测；其中，N为大于或等于2的正整数，检测单元的组数可根据需要进行设置。

本实施例中，采用的是三组智能盘面表，连接的是智能盘面表内的LO线路的常开触点端(COM和NO端)，对应要设置智能盘面表的要检测的下限值为达标电池电压的最小值，当检测到电压输入(INPUT)端小于预设的下限值，常开线路两端(COM和NO端)闭合连通，使得同一检测单元内的检测继电器控制线圈通电。检测继电器控制线圈通电使得其常开线路(NO)两端闭合，与其串联的指示元件通电工作，发出警报指示检测电池的电压不符合要求。一般来说，智能盘面表内部有多条线路：LO线路和HI线路GO线路，在其他实施例中，可以将达标电池的电压的最小值设置为盘面表的上限值，并连接智能盘面表内的HI线路的常开线路两端(COM和NO端)。除了本实施例采用的三组继电器的智能盘面表，还有两组或四组继电器的盘面表，本领域技术人员可根据需要对达标电池的电压值进行设置，并连接智能盘面表内合适线路的常开线路两端(COM和NO端)。

本实施例中，指示元件为带有指示灯的蜂鸣器。在其他实施例中，可以采用其他可以发出声音或灯光的指示元件，如发光二级管。

电源模块包括：交流电源和开关电源，交流电源AC连接每个智能盘面表的电源输入端(AC输入端)，开关电源将交流电源的交流电转换为直流电，开关电源的直流输出端连接感应器的电源输入端，开关电源的直流输出端串联在控制模块和检测检测模块之间，为感应器、控制继电器、检测继电器和指示元件供电。

在本实施例中，交流电源为220V交流电源，开关电源的输出为直流电压24V。在其他实施例中，可以根据电路中元件的工作电压改用其他电压大小的交流电源和直流电源作为电源模块。

实施例2，一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路接线图，在本实施例中控制继电器和检测继电器采用的是中间继电器，有两组触点输出，图2给出了其中一种接线方式：

控制电路模块连线具体如下：开关电源的直流输出负极端连接感应器的负极(-V)端和控制电路继电器常闭线路的COM脚点，开关电源的直流输出正极端连接感应器正极(+V)端和控制电路继电器控制线圈一端，感应器输出端连接控制电路继电器控制线圈另一端，控制电路继电器的控制线圈两端不区分正负，可互换连接。

检测电路模块连线具体如下：开关电源的直流输出正极端与智能盘面表的LO线路内COM脚点相连，智能盘面表LO线路内NO脚点与检测继电器的COM脚点和控制线圈一端相连，检测继电器的控制线圈另一端与控制继电器的常闭线路的对应的NC脚点相连，检测继电器的NO脚点与蜂鸣器脚点X2相连，检测继电器的控制线圈另一端与蜂鸣器脚点X1和控制继电器常闭线路的NC脚点相连。蜂鸣器和检测继电器的常开线路两者形成串联电路，且并联在检测继电器的控制线圈两端。待测试的电池正极和负极分别连接智能盘面表INPUT线路内脚点HI和脚点LO。

电源模块连线如下：开关电源的L端和N端分别与交流电源的火线和零线连接，220V交流电源的火线和智能盘面表交流电源(AC)输入端的一脚点，交流电源的零线和智能盘面表交流电源(AC)输入端的另一脚点，AC端两脚点不区分正负，可互换连接，。

在其他实施例中，继电器的常开线路脚点或常闭线路脚点可以更换为另一组，且电路中元件连接不分正负的也有两种连接入电路的方式，有多种可以实现上述功能的连线方式。

实施例3，一种锂离子电池热压化成电池电压全检设备，参见图3-8：

电池电压全检设备包括实施例2中的锂离子电池热压化成后电池电压全检电路和设备箱体1，电路中的智能盘面表表盘2、蜂鸣器3、继电器4和开关电源5安装在箱体内，箱体表面开有空槽，智能盘面表表盘2和蜂鸣器3从箱体内部穿过空槽固定嵌于所述箱体表面，如图3所示。其中，继电器2包括控制继电器和检测继电器，两者使用同种型号的中间继电器。

进一步的，电池电压全检设备还包括固定嵌于箱体表面的若干航空插头6，智能盘面表2的INPUT线路内脚点HI与脚点LO通过导线连接航空插头6。箱体上还设有交流电源的三口插座10和用于断开设备供电的器具开关11，如图4或5所示。

在本实施例中，箱体为长方体，设有4组检测单元，各个器件的安装位置排布如图3-5所示。在其他实施例中，技术人员可根据需要采用不同形状的箱体，更改各个器件的安装位置。

进一步的，电池电压全检设备还包括电池热压化成板7，电池热压化成板7包括电池701、将电池夹在热压化成板7上的夹具702、连接夹具702正负极的PCB板和设置在PCB板板尾的金手指703，金手指703设置在热压化成板7外延。

进一步的，电池电压全检设备还包括开夹器8，开压器8包括开夹压条802、气缸803、开压开关804和用于稳固和连接上述部件的连接柱和支撑板，开夹器8尾部还设有金手指插座801，金手指插座801通过导线与航空插头6相连接，金手指插座801对应于热压化成板7上的金手指703，当金手指703插入金手指插座801时，热化成板7上的电池701接入检测电路模块。

进一步的，控制电路模块的感应器9安装在开夹器8侧边，用于感应开夹器8的开夹压条802的位置，本实施例中，感应器9通过感应开夹压条802离感应器的远近来控制检测电路是否工作。

本实施例的一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备的工作过程如下：

首先将夹具702上夹有化成后电池701的热压化成板7推入开夹器8的开夹区域，热压化成板7的金手指703插入与检测电路模块连接的金手指插座801，检测电路模块的检测单元即可检测出热压化成板7上相应电池701的电压，并将电压显示在高精度智能盘面表2表盘上。高精度智能盘面表2可设置检测电压下限值，若检测电池701电压高于电压下限值，设备的蜂鸣器3无动作，若检测电池701电压低于电压下限设备蜂鸣器3亮灯并有发声报警。完成检测后，即可打开开夹器8，开夹压条802下压打开热压化成夹具702，开夹压条802下压时，靠近控制电路模块的感应器9，感应器9感应到开夹压条802，输出电压变化，使得控制继电器的常闭线路断开，使得检测电路模块停止检测。热压化成板7的夹具702打开后，操作人员可根据检测结果对电池进行筛选，剔除异常的电池。

有益效果：本发明一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路及设备通过多组并联的检测单元可同时对多个化成后的电池进行电压检测，并将数据显示于高精度智能盘面表上，电压低于设定值的不良电池指示元件将通过亮灯或发声报警。本发明方案可在电池下夹的同时检测多个电池并对其电压进行判别，与传统人工逐个电池检测相比，检测效率更高，自动化程度高。避免低压、零压电池流入后工序造成报废。并且将原本两个工位合并为一个工位，在提高生产效率的同时节省操作工位及生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种锂离子电池热压化成后电池电压全检电路，其特征在于，包括控制电路模块、检测电路模块和电源模块；其中，

所述控制电路模块包括：感应器和控制继电器；所述控制继电器的控制线圈两端与所述感应器的输出线路两端并联，所述控制继电器的常闭线路两端与所述检测电路模块并联；所述感应器用于感应终止检测电路模块的时机；

所述控制电路模块连线如下：

开关电源的直流输出负极端连接感应器的负极端和控制电路继电器常闭线路的一端，开关电源的直流输出正极端连接感应器正极端和控制电路继电器控制线圈的一端，感应器输出端连接控制电路继电器控制线圈的另一端；

所述检测电路模块包括：N组相互并联的检测单元，一组检测单元包括：高精度智能盘面表、检测继电器和指示元件，所述检测继电器的控制线圈串联所述智能盘面表内的常开线路后，两者并联在所述控制继电器的常闭线路两端，所述指示元件与所述检测继电器的常开线路连接后，两者并联在所述检测继电器的控制线圈两端，每组检测单元可检测一组电池的电压，待检测电池的两端连接所述智能盘面表的电压输入端进行电压检测；其中，N为大于或等于2的正整数；

所述电源模块包括：交流电源和开关电源，所述交流电源连接所述智能盘面表的电源输入端和所述开关电源输入端，所述开关电源将所述交流电源的交流电转换为直流电，所述开关电源的直流输出端连接所述感应器的电源输入端，所述开关电源的直流输出端串联在所述控制电路模块和所述检测电路模块之间；

所述指示元件为蜂鸣器或发光二极管。

2.如权利要求1所述电池电压全检电路，其特征在于，所述检测电路模块连线如下：

开关电源的直流输出正极端与智能盘面表的LO线路内COM脚点相连，智能盘面表LO线路内NO脚点与检测继电器的COM脚点和控制线圈一端相连，检测继电器控制线圈另一端与控制继电器的常闭线路的另一端相连，指示元件的一端和检测继电器的NO脚点连接，指示元件的另一端与检测继电器的控制线圈的另一端连接，指示元件和检测继电器的常开线路两者形成串联电路，且并联在检测继电器的控制线圈两端，待检测的电池正极和负极分别连接智能盘面表INPUT线路内脚点HI和脚点LO；

所述电源模块连线如下：开关电源的L端和N端分别与所述交流电源的火线和零线连接，交流电源的火线和零线连接智能盘面表交流电源输入两端。

3.一种锂离子电池热压化成后电池电压全检设备，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的锂离子电池热压化成后电池电压全检电路和设备箱体，所述检测电路模块、控制继电器和开关电源安装在所述箱体内，所述箱体表面开有空槽，所述智能盘面表表盘和指示元件从箱体内部穿过所述空槽固定嵌于所述箱体表面。

4.如权利要求3所述电池电压全检设备，其特征在于，还包括固定嵌于箱体表面的若干航空插头，所述智能盘面表INPUT线路内脚点HI与脚点LO通过导线连接航空插头。

5.如权利要求3所述电池电压全检设备，其特征在于，还包括电池热压化成板，所述电池热压化成板包括若干电池、将所述电池夹在热压化成板上的夹具、连接所述夹具正负极的PCB板和金手指，所述金手指设置在热压化成板的外延。

6.如权利要求5所述电池电压全检设备，其特征在于，还包括设置在所述电池热压化成板上的开夹器，所述开夹器尾部设有金手指插座，所述金手指插座对应于所述热压化成板上的金手指。

7.如权利要求6所述电池电压全检设备，其特征在于，所述感应器安装在开夹器侧边，用于感应开夹器的开夹压条的位置。

8.如权利要求3-7所述任一项电池电压全检设备，其特征在于，所述交流电源为220V交流电源，所述开关电源的输出为24V直流电。

9.一种锂离子电池热压化成后电池电压全检的方法，其特征在于，该方法使用如权利要求7所述的锂离子电池热压化成后电池电压全检设备，步骤如下：

S1，将所述夹具上夹有化成后电池的所述热压化成板推入所述开夹器的开夹区域，使所述金手指插入所述金手指插座；

S2，根据所述智能盘面表和或所述指示元件的显示结果确定电池的检测结果；

S3，接通所述开夹器高压气源，所述开夹压条下压打开所述夹具，所述检测电路模块停止检测；

S4，所述夹具打开后，操作人员可根据检测结果对电池进行筛选，剔除异常的电池。