本发明涉及分容柜领域，尤其涉及针床式汽车电池分容柜。
背景技术：
锂离子动力电池具有能量密度高、无记忆效应、循环次数多、使用寿命长等优点，为电动汽车这种零排放、无污染交通工具的普及提供了技术支撑。但是，锂离子动力电池的制备技术相对复杂，对生产条件要求较为苛刻。特别是在锂离子动力电池化成的过程中，电池内部存在少量的气泡。如果不加以处理，这些气泡会一直存在于电池内。长时间使用后，电池内有气泡的部分会不断扩大，致使极板分离范围增加，电池容量下降。当电池发生过充或者过放后，电池内胀气现象会进一步加重，严重影响电池的循环寿命和放电性能，并可能导致漏液而使电池报废。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了针床式汽车电池分容柜，电池夹持装置使用弹性元件连接铰链装置与固定框架，弹性元件可发生形变，提高电池的循环寿命和放电性能。
本发明提出的针床式汽车电池分容柜，包括本体、用于夹持电池的夹持装置、设置于所述本体上的控制装置，所述控制装置包括传动件、控制所述传动件运动的控制件和控制系统。
所述控制件包括手动肘夹及连接件，连接件的一端固接于所述传动件，连接件的另外一端铰接于手动肘夹，手动肘夹的一端铰接于柜体，手动肘夹的另外一端绕手动肘夹一端与柜体铰接的轴旋转。
所述控制系统包括基于pwm控制的充放电系统、用于升降压的逆变器、将交流电转化为直流电的ac/dc转换器，所述逆变器一端与所述ac/dc转换器连接，所述逆变器另一端与负载连接，所述充放电系统与所述逆变器连接。
夹持装置包括底板、固定框架、压板及铰链装置，所述固定框架与所述底板相对固定，所述压板通过所述铰链装置与所述固定框架连接，所述铰链装置使所述压板与所述底板间隔设置，所述压板与所述底板之间具有用于容纳电池单体的容置空间，所述铰链装置与所述固定框架通过弹性元件连接，所述铰链装置包括第一铰链臂、第二铰链臂、第一销轴、第二销轴、第三销轴及手柄，所述第一铰链臂通过铰链座与所述固定框架连接，所述第二铰链臂与所述压板连接，当所述第一铰链臂和所述第二铰链臂在所述手柄的带动下达到死点位置时，放置在所述压板及所述底板之间的电池单体被压紧，夹持装置中设置有若干个电池槽，夹持装置上设置有与所述电池槽一一对应的条码。
进一步地，所述本体包括柜体、电池、正极、负极和顶针，所述柜体设置有若干个间隔排列的固定板和可移动板，多个用于连接电池正极或者负极的顶针设置于所述固定板上，多个用于连接电池正极或者负极的顶针设置于所述可移动板上，固定板与可移动板之间设夹持装置，所述正极的顶针与所述负极的顶针通过所述夹持装置夹持住电池，若干个可移动板设有可使其远离所述固定板的控制装置。
进一步地，所述逆变器采用z源逆变器，所述z源逆变器拥有9种开关矢量，其中一种为直通零矢量状态，即同一桥臂上下功率管同时导通的状态，所述z源逆变器通过所述直通零矢量状态实现升压功能，所述z源逆变器包括igbt有源开关、电感lin、二极管a和z源网络，所述igbt有源开关、所述电感lin和所述二极管a一起构成前级boost电路，所述前级boost电路与所述z源网络串联，提高升压能力，所述电感lin与输入电源串联，分容柜的输入电流连续，并且不会形成启动冲击回路，所述igbt有源开关的控制信号直接由直通零矢量信号输入。
进一步地，所述逆变器通过在传统逆变器上的原有8个开关矢量上增加了第9个直通零开关矢量，即同一桥臂上下功率管同时导通的状态，逆变器通过直通零矢量状态实现升压功能，从而可以降低输入电压等级和逆变器的功率等级，同时在最大功率点电压随环境大范围波动。
进一步地，所述传动件串联设置并固定连接于若干个可移动板上。
本发明提供的针床式汽车电池分容柜的优点在于：本发明结构中提供的针床式汽车电池分容柜，逆变器采用z源逆变器，通过控制直通占空比很容易实现与两级式功率调整电路类似的升压功能，从而可以降低输入电压等级和逆变器的功率等级，同时在最大功率点电压随环境大范围波动的情况时，保持逆变器输出电压能够满足并网要求，调节方便，z源逆变器电路网络的引入使得直通成为其特殊的工作状态，从而提高了逆变器的可靠性，与两级电路相比较，z源逆变器减少了一个有源元件，减少了相应的控制电路和保护电路，进一步提高了系统的可靠性，且降低了系统成本，z源逆变器从本质上讲是单级系统，具有单级逆变器的结构简单、效率高等优点；电池夹持装置使用弹性元件连接铰链装置与固定框架，弹性元件可发生形变，以适应不同电池单体因制造误差而产生的厚度变化及同一电池单体在化成时极板膨胀引起的厚度变化，其弹性元件能保证压板对电池单体的有效压紧，能在电池单体化成工艺过程中保证电池单体的内在品质和外观形状。
附图说明
图1为本发明提出的针床式汽车电池分容柜结构示意图；
图2为本发明提出的针床式汽车电池分容柜的充放电系统示意图；
图3为本发明提出的针床式汽车电池分容柜的传统逆变器电路示意图；
图4为本发明提出的针床式汽车电池分容柜的z源逆变器电路示意图；
图5为本发明针床式汽车电池分容柜的z源逆变器和传统逆变器性能对比表；
其中，1、柜体，2、固定板，3、可移动板，4、钢丝绳，5、手动肘夹，6、连接件，7、夹持装置，8、电池槽，9、正极，10、负极，11、顶针，12、方钢管，13、电池。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明公开的针床式汽车电池分容柜，电池夹持装置使用弹性元件连接铰链装置与固定框架，弹性元件可发生形变，提高电池的循环寿命和放电性能。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
参照图1，本发明提出的针床式汽车电池分容柜，包括本体、用于夹持电池的夹持装置7、设置于所述本体上的控制装置，所述控制装置包括传动件、控制所述传动件运动的控制件和控制系统；所述控制件包括手动肘夹5及连接件6，连接件6的一端固接于所述传动件，连接件6的另外一端铰接于手动肘夹5，手动肘夹5的一端铰接于柜体1，手动肘夹5的另外一端绕手动肘夹5一端与柜体1铰接的轴旋转；所述控制系统包括基于pwm控制的充放电系统、用于升降压的逆变器、将交流电转化为直流电的ac/dc转换器，所述逆变器一端与所述ac/dc转换器连接，所述逆变器另一端与负载连接，所述充放电系统与所述逆变器连接。所述传动件串联设置并固定连接于若干个可移动板3上。
夹持装置7包括底板、固定框架、压板及铰链装置，所述固定框架与所述底板相对固定，所述压板通过所述铰链装置与所述固定框架连接，所述铰链装置使所述压板与所述底板间隔设置，所述压板与所述底板之间具有用于容纳电池单体的容置空间，所述铰链装置与所述固定框架通过弹性元件连接，所述铰链装置包括第一铰链臂、第二铰链臂、第一销轴、第二销轴、第三销轴及手柄，所述第一铰链臂通过铰链座与所述固定框架连接，所述第二铰链臂与所述压板连接，当所述第一铰链臂和所述第二铰链臂在所述手柄的带动下达到死点位置时，放置在所述压板及所述底板之间的电池单体被压紧，夹持装置7中设置有若干个电池槽，夹持装置7上设置有与所述电池槽一一对应的条码。
所述本体包括柜体1、电池13、正极9、负极10和顶针11，所述柜体1设置有若干个间隔排列的固定板2和可移动板3，多个用于连接电池13正极9或者负极10的顶针11设置于所述固定板2上，多个用于连接电池13正极9或者负极10的顶针11设置于所述可移动板3上，固定板2与可移动板3之间设夹持装置7，所述正极的顶针与所述负极的顶针通过所述夹持装置7夹持住电池，若干个可移动板3设有可使其远离所述固定板的控制装置。
如图2所示，系统采用pwm(脉宽调制)的控制方法，构成恒压源或恒流源对电动汽车的动力电池或电池组进行充放电，在控制过程中，比较采样电压、电流与设定的电压、电流，形成脉宽调制波的控制脉冲，控制新型电力电子器件igbt模块的导通，形成恒压源或恒流源加载到电池或电池组上。
如图3和4所示，逆变器4采用z源逆变器，z源逆变器在传统逆变器在原来8个开关矢量上增加了第9个直通零开关矢量，即同一桥臂上下功率管同时导通的状态，z源逆变器通过直通零矢量状态实现升压功能，从而可以降低输入电压等级和逆变器的功率等级，同时在最大功率点电压随环境大范围波动，所述z源逆变器包括igbt有源开关、电感lin、二极管a和z源网络，igbt有源开关和电感lin与二极管a一起构成前级boost电路，再与z源网络串联，提高升压能力，电感lin与输入电源串联，分容柜的输入电流连续，并且不会形成启动冲击回路，igbt有源开关的控制信号直接由直通零矢量信号输入；所述逆变器4通过控制直通占空比实现与两级式功率调整电路的升压功能，从而可以降低输入电压等级和逆变器的功率等级，同时在最大功率点电压随环境大范围波动，保持逆变器输出电压能够满足电池化成要求。
如图5所示，设置传统逆变器和z源逆变器的输入直流电压为udc＝220v，逆变器桥开关频率为10khz，逆变器调制比m＝0.8，直通矢量占空比为d0＝0.3，仿真曲线中线电压和相电压的时间轴取0.8-1s，电容电压和电路输入电流的时间轴取整个时间轴即0-3s，通过大量仿真对电路中线电压u1、相电压u2、电容电压uc、输入电流i进行归纳总结，可得到传统逆变器和z源逆变器的性能对比表，通过图5可知，传统逆变器问题明显，输入电流较大而且不连续，电容电压较高，升压能力有限；z源逆变器和二极管辅助，延展型z源逆变器拥有相同的升压能力，且电容电压应力方面都相同；但二极管辅助延展型z源逆变器可以作多级延展，进一步提高升压能力，因此二极管辅助延展型z源逆变器在解决输入电流不连续问题的同时能够兼顾升压能力和电容电压应力，运行效率高。
当双手抓住手动肘夹5下压时，手动肘夹5带动连接件6向下移动，连接件6带动钢丝绳4驱动可移动板3向下移动，而可移动板3同时会驱动16片方钢管12向下移动时带动顶针11向下，从而留出安装电池13的空间。提前将16只电池13分别装在电池夹具7上，此时再将整个电池夹具7放入固定位置，磁铁将夹具固定，松开手动肘夹5，钢丝绳4向上移动松开可移动板3，可移动板3与固定板2之间自带弹簧将连接正极9和负极10的顶针11均复位，操作结束。拆卸电池13时，下压手动肘夹5，使可移动板3远离固定板2，打开正极9和负极10的顶针11即可自由取下电池13，非常方便。
信号连接包括有线连接，无线连接；有线连接包括宽带连接、光纤连接；无线连接包括wifi连接、无线电连接。
综上所述，本发明结构中提供的针床式汽车电池分容柜，逆变器采用z源逆变器，通过控制直通占空比很容易实现与两级式功率调整电路类似的升压功能，从而可以降低输入电压等级和逆变器的功率等级，同时在最大功率点电压随环境大范围波动的情况时，保持逆变器输出电压能够满足并网要求，调节方便，z源逆变器电路网络的引入使得直通成为其特殊的工作状态，从而提高了逆变器的可靠性，与两级电路相比较，z源逆变器减少了一个有源元件，减少了相应的控制电路和保护电路，进一步提高了系统的可靠性，且降低了系统成本，z源逆变器从本质上讲是单级系统，具有单级逆变器的结构简单、效率高等优点；电池夹持装置使用弹性元件连接铰链装置与固定框架。弹性元件可发生形变，以适应不同电池单体因制造误差而产生的厚度变化及同一电池单体在化成时极板膨胀引起的厚度变化，其弹性元件能保证压板对电池单体的有效压紧，能在电池单体化成工艺过程中保证电池单体的内在品质和外观形状。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。