專利名稱：用于二次電池的充放電裝置的系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的方面涉及用于二次電池的充放電裝置的系統。
背景技術：
隨著電力/電子技術的發(fā)展，具有各種功能的緊湊輕巧的便攜式電子設備正在迅速地被使用。電池通常被用作用于驅動便攜式電子設備的電源，而主要使用的則是可再充電的二次電池。由于典型的二次電池，例如鎳鎘(Ni-Cd)電池、鉛蓄電池等，在它們被制造出之后即可投入使用，因此僅需要充放電裝置用于評估電池的性能。不過，近來已被廣泛使用的鋰二次電池的單電池，例如鋰離子電池或鋰聚合物電池，在制造出之后經歷重復實施充放電周期的預定形成過程，以激活完成的單電池。有鑒于此，充放電裝置已經成為二次電池生產線中必不可少的裝備。充放電裝置通過數次重復充放電周期而完成對二次電池賦予電池特性的任務，從而允許在二次電池制造過程中最初組裝的電池存儲電能。隨著二次電池的供應逐漸增大以與二次電池迅速增加的需求保持同步，在二次電池的制造中執(zhí)行充放電功能的充放電裝置的需求量也很大。常規(guī)的充放電裝置已被制造為能夠同時對多個二次電池進行充電和放電。為了同時對多個二次電池進行充電和放電，在充放電裝置中使用用于安裝預定數量的電池的托盤(tray)，并在充放電裝置電路單元中形成與電池同樣多的通道。由于在充放電裝置中使用多通道，因此要求所有通道都具有相同的充放電性能。然而，形成各通道的各種部件即使在生產階段也顯示出性能差異。另外，各種元件的劣化程度可能隨著時間而改變。如果各通道的充放電性能水平不同，則所生產的電池的特性針對各通道存在差異。因此，必須經常檢查充放電電路單元是否符合充放電過程以及是否需校正電池特性的差異。

發(fā)明內容
本發(fā)明的方面提供一種二次電池，其包括充放電裝置、校準單元以及計量單元，從而在無需安裝單獨的電池托盤的情況下執(zhí)行充放電裝置的校準操作。本發(fā)明的方面進一步提供一種用于二次電池的充放電裝置的系統，其可以在充放電裝置執(zhí)行放電功能時，利用符合二次電池的充電容量的電源裝置來校準各通道的放電功能或容量的差異。本發(fā)明的方面進一步提供一種用于二次電池的充放電裝置的系統，其能夠利用充放電選擇繼電器單元自動切換充電、放電、校準或計量功能，并能夠利用通道選擇切換單元實現充放電裝置的多通道校準。、
根據本發(fā)明的方面，提供一種用于二次電池的充放電裝置的系統，用于執(zhí)行充放電裝置的自動校準或計量操作，該系統包括校準單元，用于校準所述充放電裝置的充放電功能；計量單元，用于測量所述充放電裝置的充放電功能；以及計量/校準選擇繼電器單元，提供在所述校準單元和所述計量單元之間，并切換所述校準單元的校準操作或所述計量單元的計量操作在一個實施例中，所述校準單元可以包括放電校準單元，用于校準所述充放電裝置的放電功能；充電校準單元，用于校準所述充放電裝置的充電功能；充放電選擇繼電器單元，選擇性連接到所述放電校準單元或所述充電校準單元，并執(zhí)行所述放電或充電功能的校準；以及通道選擇切換單元，連接到所述充放電選擇繼電器單元，選擇多個通道中的一個，并對所選擇的通道進行校準。在一個實施例中，所述放電校準單元可為電源。在一個實施例中，所述充電校準單元可為負載電阻器元件。在一個實施例中，所述校準單元可進一步包括提供在所述充放電選擇繼電器單元和所述通道選擇切換單元之間并對電流進行分配的第一分配單元。在一個實施例中，所述校準單元可進一步包括校準檢測單元,所述校準檢測單元連接在所述負載電阻器元件的兩端之間以檢測所述負載電阻器元件的電壓值，并且連接在所述第一分配單元的兩端之間以檢測流經所述第一分配單元的電流值和在所述第一分配單元的兩端處測量的電壓值。在一個實施例中，所述校準檢測單元可為數字萬用表(DMM)裝置。在一個實施例中，所述計量單元可包括第二分配單元,連接到所述充放電裝置；以及計量檢測單元，連接到所述充放電裝置以檢測所述充放電裝置的電壓值，并連接在所述第二分配單元的兩端之間以檢測流經所述第二分配單元的電流值和在所述第二分配單元的兩端處測量的電壓值。在一個實施例中，所述第二分配單元可包括互相并聯的多個電阻器元件。在一個實施例中，所述計量檢測單元可為數字萬用表(DMM)裝置或數據采集(DAQ)裝置。在一個實施例中，所述校準單元和所述計量單元可分別經由通信網絡連接到遠程計算機單元，所述遠程計算機單元可以從所述校準單元接收校準數據，從所述計量單元接收計量數據，并可以控制所述充放電裝置的校準或計量操作。為了校正充放電裝置的放電功能，雖然常規(guī)的校準和計量系統在對電池充電之后執(zhí)行放電功能直到達到預定的容量，這在校準充放電裝置的過程中需要延長的時間，但是根據本發(fā)明的包括充放電裝置、校準單元以及計量單元的系統，可在無需安裝單獨的電池托盤的情況下容易地校準充放電裝置。另外，在根據本發(fā)明的充放電裝置系統中，當充放電裝置執(zhí)行放電功能時，可利用符合二次電池的充電容量的電源裝置來校準各通道的放電功能或容量的差異。進一步地，在所述充放電裝置系統中，由繼電器控制的充電、放電、校準或計量功能可自動切換，且能夠利用通道選擇切換單元實現充放電裝置的多通道校準。另外，由于多通道和大容量充放電裝置顯示各通道的性能差異減小，因此可生產出呈現一致性能的良好電池。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點部分將在隨后的描述中闡述，其中的部分根據描述將是顯而易見的，或可以通過本發(fā)明的實踐學習到。


根據以下結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的方面、特征以及優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中圖I是示出根據本發(fā)明實施例的用于二次電池的充放電裝置的系統配置的框圖；圖2是圖I所示系統的示意性電路圖；圖3示出圖2所示的校準操作中的充電過程；圖4示出圖2所示的校準操作中的放電過程；以及圖5示出圖2所示的計量操作。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使得本領域技術人員能夠容易地制造和使用這些實施例。圖I是示出根據本發(fā)明實施例的用于二次電池的充放電裝置的系統配置的框圖，并且圖2是圖I所示系統的示意性電路圖。如圖I和圖2中所示，根據本發(fā)明實施例的執(zhí)行充放電裝置10的自動校準或計量操作的二次電池之充放電裝置系統100包括校準單元120、計量單元130以及計量/校準選擇繼電器單元110。校準單元120執(zhí)行充放電裝置10的充放電校準。校準單元120包括放電校準單元121a、充電校準單元121b、充放電選擇繼電器單元122以及通道選擇切換單元124。另外，校準單元120進一步包括提供在充放電選擇繼電器單元122和通道選擇切換單元124之間的第一分配單元123，以及連接到充電校準單元121b兩端以及第一分配單元123兩端的校準檢測單元125。放電校準單元121a執(zhí)行對充放電裝置10的放電功能的校準。這里，放電校準單元121a可以是電源裝置。因此，根據本發(fā)明，可在不使用單獨的電池的情況下利用電源裝置對充放電裝置10的放電功能進行校準。充電校準單元121b執(zhí)行對充放電裝置10的充電功能的校準。這里，充電校準單元121b可以是負載電阻器元件。因此，根據本發(fā)明，可在不使用單獨的電池的情況下利用負載電阻器元件對充放電裝置10的充電功能進行校準。充放電選擇繼電器單元122選擇性連接到放電校準單元121a或充電校準單元121b，并執(zhí)行充電或放電功能的校準。也就是說，充放電選擇繼電器單元122充當用于選擇充放電裝置10的充放電模式的開關。因此，在本發(fā)明中，利用充放電選擇繼電器單元122自動選擇充放電裝置10的充放電模式，這與手動選擇充放電裝置10的充放電模式的常規(guī)系統不同。連接到充放電選擇繼電器單元122的通道選擇切換單元124選擇多個通道中的一個，并執(zhí)行對所選擇的通道的校準。也就是說，通道選擇切換單元124充當用于在充放電裝置10的多個通道中僅選擇一個特定通道用于校準的開關。另外，通道選擇切換單元124包括由多個通道單獨連接的充放電布線單元111。因此，根據本發(fā)明，多個通道中的每一個通道由通道選擇切換單元124選擇，并且各通道被分配給通道選擇切換單元124，之后被單獨連接到通道選擇切換單元124。提供在充放電選擇繼電器單元122和通道選擇切換單元124之間的第一分配單元123對電流進行分配。也就是說，第一分配單元123利用分流電阻器對流經充放電選擇繼電器單元122的電流進行分配，利用下面將描述的校準檢測單元125計算電流值，從而檢測在分流電阻器兩端測量的電壓值。校準檢測單元125連接在負載電阻器元件的兩端之間，并檢測負載電阻器元件的電壓值另外，校準檢測單元125連接在第一分配單元123的兩端之間，并檢測流經第一分配單元123的電流值和在第一分配單元123兩端處測量的電壓值Vs。也就是說，當通道選擇切換單元124所選擇的特定通道連接到校準檢測單元125時,校準檢測單元125可測量該特定通道的電流以及電壓值'和Vs。這里，校準檢測單元125可為數字萬用表(DMM)裝置。計量單元130測量充放電裝置10的充放電功能。計量單元130包括第二分配單元132和計量檢測單元131。第二分配單元132連接到充放電裝置10，多個電阻器元件Rt互相并聯。也就是說，第二分配單元132利用互相并聯的多個分流電阻器Rt對供給充放電裝置10的電流或從充放電裝置10輸出的電流進行分配，利用計量檢測單元131計算電流值，并檢測多個分流電阻器Rt兩端的電壓值Vs。計量檢測單元131連接到充放電裝置10，測量充放電裝置10的電壓值VB。另外，計量檢測單元131連接到第二分配單元132的兩端，并檢測流經第二分配單元132的電流和多個分流電阻器Rt兩端的電壓值Vs。這里，計量檢測單元131可為數字萬用表(DMM)裝置或數據采集(DAQ)裝置。計量/校準選擇繼電器單元110提供在校準單元120和計量單元130之間，切換校準單元120的校準操作或計量單元130的計量操作。因此，在本發(fā)明中，利用計量/校準選擇繼電器單元110自動選擇充放電裝置10的計量/校準模式，這與手動選擇充放電裝置10的計量/校準模式的常規(guī)系統不同。同時，校準單元120和計量單元130經由它們的相應通信網絡連接到遠程計算機單元200，遠程計算機單元200分別從校準單元120和計量單元130接收校準數據和計量數據，并控制充放電裝置10的校準。在這里，遠程計算機單元200經由RS-232模塊與校準單元120通信，并且經由以太網與計量單元130通信。不過，本發(fā)明并不將通信模塊限于這里所列舉的那些通信模塊。因此，根據本發(fā)明，利用遠程計算機單元200來控制校準單元120和計量單元130的操作，以執(zhí)行充放電裝置10的自動校準或計量操作。在下文中，將參照圖3至圖5更詳細地描述根據本發(fā)明實施例的二次電池的上述充放電裝置系統的操作。圖3示出圖2所示的校準操作中的充電過程。參照圖3，在計量/校準選擇繼電器單元110選擇校準模式且充放電選擇繼電器單元122選擇充電模式的狀態(tài)下，在根據本發(fā)明實施例的充放電裝置系統中，由連接到第一分配單元123兩端和充電校準單元121b兩端的校準檢測單元125檢測流經通道選擇切換單元124所選擇的特定通道的電流的值、電壓Vs以及電阻熱所消耗的被稱為充電校準值的負載電壓\。校準檢測單元125可將包括所檢測的電壓值Vs和充電校準值\的數據傳輸到經由RS-232模塊連接的遠程計算機單元(圖2的200)。遠程計算機單元200可允許充放電裝置(圖2的10)的充電功能基于所傳輸的數據被校準。為此，利用充電校準單元121b的負載電阻器元件(其操作為適配于實際電池的充電容量)來模擬實際電池的充電過程，從而校準每一個通道的充電功能以及充放電裝置10的容量的差異。因此，根據本發(fā)明，在系統(圖2的100)連接到校準單元(圖2的120)的時段期間，校準檢測單元125獲得的每一個通道的充電校準值\被傳輸到遠程計算機單元200，并且遠程計算機單元200允許每一個通道的電壓或電流利用該充電校準值\被校準。圖4示出圖2所示的校準操作中的放電過程。 參照圖4，在計量/校準選擇繼電器單元110選擇校準模式且充放電選擇繼電器單元122選擇放電模式的狀態(tài)下，在根據本發(fā)明實施例的充放電裝置系統中，連接到第一分配單元123兩端的校準檢測單元125檢測流經通道選擇切換單元124所選擇的特定通道的電流的值以及電壓\。校準檢測單元125可將包括所檢測的電流和電壓值Vs的數據傳輸到經由RS-232模塊連接的遠程計算機單元(圖2的200)。遠程計算機單元200可允許充放電裝置(圖2的10)的放電功能基于所傳輸的數據被校準。為此，利用放電校準單元121a的電源裝置模擬實際電池的放電過程，從而校準每一個通道的放電功能以及充放電裝置10的容量的差
巳升。因此，根據本發(fā)明，在系統(圖2的100)連接到校準單元(圖2的120)的時段期間，校準檢測單元125獲得的每一個通道的放電校準值被傳輸到遠程計算機單元200，并且遠程計算機單元200允許每一個通道的電壓或電流利用該放電校準值被校準。本發(fā)明中，在電壓或電流由校準單元120改變的狀態(tài)下，并且在與實際充放電過程相同的條件下，執(zhí)行充放電過程。這里，在實際充放電過程中，充入電池的能量會作為負載電阻器元件的熱能被消耗。圖5示出圖2所示的計量操作。參照圖5，在計量/校準選擇繼電器單元110選擇計量模式的狀態(tài)下，在根據本發(fā)明實施例的充放電裝置系統中，測量與充放電裝置10的充電容量相對應的電壓Vb而不是實際電池的充電容量，并且計量檢測單元131測量電流和電壓\，同時通過第二分配單元132作為電阻熱消耗充電容量。也就是說，計量單元(圖2的130)的計量檢測單元131檢測每一個通道的電壓和電流是否處于正常水平。另外，計量檢測單元131可將所測量的電流和電壓Vs傳輸到經由以太網連接的遠程計算機單元(圖2的200)。遠程計算機單元200包括例如緩沖器的存儲裝置，以暫時存儲所傳輸的數據。因此，由于根據本發(fā)明的系統包括充放電裝置、校準單元以及計量單元，所以充放電裝置的校準可以在不使用單獨的電池托盤的情況下實現。特別是在充放電裝置執(zhí)行放電功能時，可利用符合二次電池的充電容量的電源裝置來校準各通道的放電功能或容量的差異。進一步地，在根據本發(fā)明的充放電裝置系統中，由繼電器控制的充電、放電、校準或計量功能可自動切換，且能夠利用通道選擇切換單元實現充放電裝置的多通道校準。另外，由于多通道且大容量的充放電裝置顯示各通道的性能差異減小，因此可生產出呈現一致性能的良好電池。雖然參照本發(fā)明的特定示例性實施例描述了本發(fā)明的用于充放電裝置的系統，但本領域技術人員應當理解，只要不背離所附權利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神和范圍，可對本發(fā)明進行各種修改和改變。附圖標記10 :充放電裝置100 :用于充放電裝置的系統 110 :計量/校準選擇繼電器單元120 :校準單元121 :充放電校準單元122 :充放電選擇繼電器單元123 :第一分配單元124 :通道選擇切換單元125 :校準檢測單元130 :計量單元131 :計量檢測單元132 :第二分配單元200 :遠程計算機單元
權利要求
1.一種用于二次電池的充放電裝置的系統，用于執(zhí)行充放電裝置的自動校準或計量操作，該系統包括 校準單元，用于校準所述充放電裝置的充放電功能； 計量單元，用于測量所述充放電裝置的充放電功能；以及 計量/校準選擇繼電器單元，被提供在所述校準單元和所述計量單元之間，并切換所述校準單元的校準操作或所述計量單元的計量操作。
2.根據權利要求I所述的系統，其中所述校準單元包括 放電校準單元，用于校準所述充放電裝置的放電功能； 充電校準單元，用于校準所述充放電裝置的充電功能； 充放電選擇繼電器單元，選擇性連接到所述放電校準單元或所述充電校準單元，并執(zhí)行所述放電功能或所述充電功能的校準；以及 通道選擇切換單元，連接到所述充放電選擇繼電器單元，選擇多個通道中的一個，并對所選擇的通道進行校準。
3.根據權利要求2所述的系統，其中所述放電校準單元為電源。
4.根據權利要求2所述的系統，其中所述充電校準單元為負載電阻器元件。
5.根據權利要求4所述的系統，其中所述校準單元進一步包括提供在所述充放電選擇繼電器單元和所述通道選擇切換單元之間并對電流進行分配的第一分配單元。
6.根據權利要求5所述的系統，其中所述校準單元進一步包括校準檢測單元，所述校準檢測單元連接在所述負載電阻器元件的兩端之間以檢測所述負載電阻器元件的電壓值，并且連接在所述第一分配單元的兩端之間以檢測流經所述第一分配單元的電流值和在所述第一分配單元的兩端處測量的電壓值。
7.根據權利要求6所述的系統，其中所述校準檢測單元為數字萬用表裝置。
8.根據權利要求I所述的系統，其中所述計量單元包括 第二分配單元，連接到所述充放電裝置；以及 計量檢測單元，連接到所述充放電裝置以檢測所述充放電裝置的電壓值，并且連接在所述第二分配單元的兩端之間以檢測流經所述第二分配單元的電流值和在所述第二分配單元的兩端處測量的電壓值。
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述第二分配單元包括互相并聯的多個電阻器元件。
10.根據權利要求8所述的系統，其中所述計量檢測單元為數字萬用表裝置或數據采集裝置。
11.根據權利要求I所述的系統，其中所述校準單元和所述計量單元分別經由通信網絡連接到遠程計算機單元，并且所述遠程計算機單元從所述校準單元接收校準數據，從所述計量單元接收計量數據，并控制所述充放電裝置的校準操作或計量操作。
全文摘要
提供了一種用于二次電池的充放電裝置的系統，包括充放電裝置、校準單元以及計量單元，從而在不使用單獨的電池托盤的情況下容易地執(zhí)行充放電裝置的校準操作。在一個實施例中，該系統包括用于校準充放電裝置的充放電功能的校準單元、用于測量充放電裝置的充放電功能的計量單元以及提供在校準單元和計量單元之間并切換校準單元的校準操作或計量單元的計量操作的計量/校準選擇繼電器單元。
文檔編號H02J7/00GK102638071SQ20121002372
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權日2011年2月10日
發(fā)明者柳根植 申請人:三星Sdi株式會社