[实用新型]单体动力电池在线检测系统

说明书

本实用新型涉及单体动力电池在线检测系统。单体动力电池在线检测系统，包括：上位机PC、与上位机PC连接的PLC，单独与PLC连接的光电传感器、顶升气缸、阻挡气缸、移送滑台气缸、动力滚筒电机、触摸屏、扫码枪，单独与上位机PC连接的内阻测试仪、开路电压测试仪。所述上位机PC为电池生产线现场操作人员提供丰富的显示，还要完成对测试仪采集的数据进行分析处理；所述PLC从上位机接收到命令后，执行从上位机PC分配的任务。本实用新型的有益效果是：实现了对电池内阻、开路电压的单体动力电池在线检测。

技术领域：

本实用新型涉及锂离子电池制造工艺。进一步涉及单体动力电池在线检测系统。

背景技术：

由于具有高比能量(功率)密度、寿命长和使用安全性高等特点，锂离子电池成为了电动汽车的最主要动力源。锂离子动力电池满足续航时间长、寿命优异和安全可靠三个基本要求，电动车才能市场化。而锂离子电池的一致性问题直接或间接的影响着这三个基本问题，成为所有电池应用技术中最基本的课题之一，成功解决这个问题一方面可以增加电池成组的寿命，另外一方面有效的减少电池不一致带来的过充、过放等安全问题的发生。

由于单体动力电池并不能满足实际应用中所需要的高功率和高容量的要求，因此较好的办法是将多个电池进行组合，形成电池组。虽然电池组中进行组合的多个电池经过产线分选阈值的设定性能参数很接近，但是由于诸多的因素的影响也仍然会存在一些差异，并且在后续的循环使用中，这些差异会逐渐放大，从而导致电池组失效。因此把性能非常接近的电池，专门分类是非常有必要的，这样组合成电池组的性能才可以达到最佳。这样对于提高电池组的整体性能会有很明显的效果，而且还可以减少不必要材料的浪费，甚至可以减轻对环境污染。为了提高电池组的整体性功能，就得缩小单体电池之间存在的差异性，也就是将是单体电池的不一致性尽可能的降低。

目前，基于成本和良率考虑大多数电池厂线使用反应电池性能的显性指标对电池进行分选，如容量，ACR和OCV。加强对电池生产线上单体电池性能测试系统的研究，可以很大程度地提高单体电池的一致性。电池生产线上单体电池性能测试系统能够对单体电池进行内阻、开路电压性能参数的值进行实时获取，同时，调用产线软件的充放电曲线参数，保存测试参数，对电池进行全面的分析。特别是，在线测试电池性能参数的特有的功能，使在线测试方法有别与市面上普遍所采用的离线测试法，能够更快、更准确地获得相应的各个单体电池内阻、开路电压的值，从而更加精确地判断单体电池的使用等级，实现对应单体电池分类。单体动力电池性能检测系统是电池生产的一道必要工序，对电池各项性能指标数据进行的采集处理，确定电池分选策略，进而决策电池分类，以此满足保证用户需求。受原材料性能、电极材料的结构、生产工艺等多种因素的影响和制约，单体动力电池检测系统的开发尤为重要。

电池组PACK要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。目前，评价锂离子动力电池一致性的标准主要有容量、内阻和开路电压。常见的分选方法是采集锂离子单体电池容量、开路电压及满电态时电池的内阻作为基础数据，对电池进行分档和配组。但电池经过这种小电流工艺分容筛选后，配组的电池在使用过程中仍然会出现很多开路电压偏低、电性能差异性愈来愈明显，从而导致成组模块甚至整个电池包由于个别单体电池的异常而失效。因此动力池成组之前，必须对单体电池进行筛选，去除差异性大的单体，选择一致，好的电池组。电池内阻和开路电压是关键参数，在线监测非常必要。

电池内阻：在电池工作时，流过电池内部电流受到的阻力称为电池内阻。包括欧姆内阻和极化内阻。在电池放电工作时，电压会随着电池内阻的增大而降低，并且放电时长也会相应地缩短。电池原材料、制造过程工艺、电池结构组成是影响电池内阻的主要因素。内阻是评价单体电池性能的关键因素。