切入式恒压保护电路及控制方法、装置和计算机存储介质与流程

本发明涉及动力电池自动化产线，尤其涉及一种切入式恒压保护电路及控制方法、装置和计算机存储介质。

背景技术：

1、随着动力电池自动化产线的应用，如何提高化成、分容的效率也越来越重要。在实际应用中，锂电池的电芯在装配完成后必须充电激活，且电芯的首次充电过程称为化成，用于激活电芯内的活性材料，生成sei膜（也即：solidelectrolyte interface，固体电解质界面膜）。电芯经过化成后还需进行分容，分容则是对完成化成后的电芯进行充电、放电，以检测电芯的性能，进而便于按容量对电芯进行分档、配组。

2、串联化成、分容技术是目前常用的一种高效模式。为了减少化成、分容过程中，电芯因为过充电或者过放电而损害电芯，甚至引起着火等安全事故的情况发生，在对电芯进行化成、分容时，设置了第一电流通路和第二电流通路（如图1所示），第一电流通路的电流会流向电芯，而第二电流通路的电流会绕过电芯，即旁路。如图1所示，第一电流通路和第二电流通路上分别设置有一个开关，从而能够在电芯化成、分容的过程中，通过第一电流通路上的开关导通或关闭第一电流通路以及通过第二电流通路上的开关旁路掉第一电流通路，这样使得原第一电流通路的电流，经第二电流通路被旁路掉。

3、当串联回路中的某个电芯进入化成、分容的恒压cv保护状态时，通过第一电流通路上的开关断开第一电流通路以及通过第二电流通路上的开关导通第二电流通路，从而避免仍然有电流流入电芯。

4、例如：若图1中的电芯a1率先到达恒压保护点，则k1断开的同时k1'闭合，将电流旁路，电流绕过电芯a1，而其他电芯不受影响，继续进行当前的工步流程。

5、然而，经实践发现，利用诸如图1所示的现有相关技术对电芯进行化成、分容时，由于k1、k1'的动作时序、动作的干净利索程度等因素，电芯存在损坏的情况，同时也会造成电压、电流突变进而触发工步保护的情况。此外，在经流大电流时，电路中的k1、k1'会带来额外的功耗，降低用电效率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种切入式恒压保护电路及控制方法、装置和计算机存储介质，能够有效减少电芯受损害的情况发生，且还能够有利于提高能源利用效率。

2、本发明第一方面公开了一种切入式恒压保护电路，所述切入式恒压保护电路应用于动力电池自动化产线中的化成/分容设备，所述化成/分容设备用于通过恒流/恒压源模块对串联连接的多个电芯进行化成/分容；

3、所述切入式恒压保护电路包括：至少一个切入式恒压保护装置；每个所述切入式恒压保护装置分别与相应电芯并联连接，且所述切入式恒压保护装置包括：串联连接的稳压模块以及切入模块；

4、对于任一所述切入式恒压保护装置，所述切入模块，用于：

5、当与所述切入式恒压保护装置并联连接的目标电芯进入预先确定出的恒压保护状态时，将与所述切入模块串联连接的所述稳压模块切入到所述目标电芯所在的回路中；

6、其中，在将与所述切入模块串联连接的所述稳压模块切入到所述目标电芯所在的回路之后，所述稳压模块的电压值需满足预设电压条件，所述恒流/恒压源模块输出的电流，流经所述目标电芯的电流为零，且所述恒流/恒压源模块输出的电流，经所述稳压模块旁路掉后，继续流到当前未进入所述恒压保护状态的其它电芯中，以使所述其它电芯继续进行当前的工步流程；流经所述目标电芯的电流为零包括：进入所述目标电芯的电流为零且所述目标电芯流出的电流为零。

7、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，电压值满足所述预设电压条件包括：电压值等于所述目标电芯的当前电压值；

8、以及，所述切入模块，还用于：

9、当串联连接的所有所述电芯需进入下一个工步流程时，控制与所述切入模块串联连接的所述稳压模块与所述目标电芯所在的回路断开，以使所述目标电芯与所述其它电芯同步进入新的工步流程。

10、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切入模块包括控制开关；

11、所述控制开关的第一端用于电连接所述目标电芯的正极，所述控制开关的第二端电连接所述稳压模块的第一端，所述稳压模块的第二端用于电连接所述目标电芯的负极；

12、其中，当所述稳压模块切入到所述目标电芯所在的回路时，所述稳压模块的第二端的电压低于所述稳压模块的第一端的电压。

13、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切入式恒压保护装置，还包括：

14、电压检测控制模块，所述电压检测控制模块与所述切入式恒压保护装置中的所述稳压模块电连接；

15、其中，所述电压检测控制模块，用于：

16、当对应的电芯进入所述恒压保护状态时，调整与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值，以使与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件。

17、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述电压检测控制模块，还用于：

18、当对应电芯进入所述恒压保护状态时，采集与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值，并判断与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值是否满足所述预设电压条件；当判断出与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值不满足所述预设电压条件时，触发执行所述的调整与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值，以使与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件的操作；以及，

19、当与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件时，向所述切入模块或者所述化成/分容设备的控制系统发送切入指示，所述切入指示用于指示与所述电压检测控制模块电连接的所述稳压模块当前满足回路切入条件。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切入模块将与所述切入模块串联连接且电压值满足预设电压条件的所述稳压模块切入到所述目标电芯所在的回路中的具体方式包括：

21、检测是否存在回路切入指令，当检测到存在所述回路切入指令时，将与所述切入模块串联连接的所述稳压模块切入到所述目标电芯所在的回路中，其中，所述回路切入指令是根据所述切入指示生成的。

22、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所有所述切入式恒压保护装置的总数量与串联连接的所有所述电芯的总数量相同，且一个所述切入式恒压保护装置并联连接一个所述电芯。

23、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，与所述切入式恒压保护装置并联连接的所述目标电芯进入所述恒压保护状态，包括：

24、在恒压充/放电模式下，与所述切入式恒压保护装置并联连接的所述目标电芯进入所述恒压保护状态；或者，

25、在恒流充/放电模式下，与所述切入式恒压保护装置并联连接的所述目标电芯进入所述恒压保护状态。

26、本发明第二方面公开了一种切入式恒压保护电路的控制方法，所述切入式恒压保护电路包括本发明第一方面任一所述的切入式恒压保护电路，所述方法包括：

27、判断串联连接的所有电芯中是否存在进入预先确定出的恒压保护状态的目标电芯；

28、当存在所述目标电芯时，将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路；

29、其中，在所述稳压模块切入所述目标电芯所在的回路后，所述稳压模块的电压值需满足预设电压条件，为所有所述电芯进行化成/分容提供电流的恒流/恒压源模块输出的电流，流经所述目标电芯的电流为零，且所述恒流/恒压源模块输出的电流，经所述稳压模块旁路掉后，继续流到当前未进入所述恒压保护状态的其它电芯中，以使所述其它电芯继续进行当前的工步流程；流经所述目标电芯的电流为零包括：进入所述目标电芯的电流为零且所述目标电芯流出的电流为零。

30、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述方法还包括：

31、当串联连接的所有所述电芯需进入下一个工步流程时，控制所述稳压模块与所述目标电芯所在的回路断开，以使所述目标电芯与所述其它电芯同步进入新的工步流程。

32、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述方法还包括：

33、当存在所述目标电芯时，调整与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，以使所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件。

34、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述方法还包括：

35、当存在所述目标电芯时，采集与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，判断所述稳压模块的电压值是否满足预设电压条件；当判断出所述稳压模块的电压值不满足所述预设电压条件时，触发执行所述的调整与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，以使所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件的操作；

36、以及，当判断出所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件时，向与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置发送切入指示，所述切入指示用于指示与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的所述稳压模块当前满足回路切入条件。

37、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述当存在所述目标电芯时，将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路，包括：

38、当存在所述目标电芯时，检测是否存在回路切入指令，当检测到存在所述回路切入指令时，将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路，其中，所述回路切入指令是根据所述切入指示生成的。

39、本发明第三方面公开了一种切入式恒压保护电路的控制装置，所述切入式恒压保护电路包括本发明第一方面任一所述的切入式恒压保护电路，所述装置包括：

40、判断模块，用于判断串联连接的所有电芯中是否存在进入预先确定出的恒压保护状态的目标电芯；

41、电芯保护控制模块，用于当所述判断模块判断出存在所述目标电芯时，将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路；

42、其中，在所述稳压模块切入所述目标电芯所在的回路后，所述稳压模块的电压值需满足预设电压条件，为所有所述电芯进行化成/分容提供电流的恒流/恒压源模块输出的电流，流经所述目标电芯的电流为零，且所述恒流/恒压源模块输出的电流，经所述稳压模块旁路掉后，继续流到当前未进入所述恒压保护状态的其它电芯中，以使所述其它电芯继续进行当前的工步流程；流经所述目标电芯的电流为零包括：进入所述目标电芯的电流为零且所述目标电芯流出的电流为零。

43、作为一种可选的实施方式，在本发明第三方面中，所述电芯保护控制模块，还用于：

44、当串联连接的所有所述电芯需进入下一个工步流程时，控制所述稳压模块与所述目标电芯所在的回路断开，以使所述目标电芯与所述其它电芯同步进入新的工步流程。

45、作为一种可选的实施方式，在本发明第三方面中，所述电芯保护控制模块，还用于：

46、当存在所述目标电芯时，调整与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，以使所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件。

47、作为一种可选的实施方式，在本发明第三方面中，所述电芯保护控制模块，还用于：

48、当存在所述目标电芯时，采集与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，判断所述稳压模块的电压值是否满足预设电压条件；当判断出所述稳压模块的电压值不满足所述预设电压条件时，触发执行所述的调整与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块的电压值，以使所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件的操作；

49、以及，当判断出所述稳压模块的电压值满足所述预设电压条件时，向与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置发送切入指示，所述切入指示用于指示与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的所述稳压模块当前满足回路切入条件。

50、作为一种可选的实施方式，在本发明第三方面中，当存在所述目标电芯时，所述电芯保护控制模块将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路的具体方式包括：

51、检测是否存在回路切入指令，当检测到存在所述回路切入指令时，将与所述目标电芯并联连接的切入式恒压保护装置中的稳压模块切入所述目标电芯所在的回路，其中，所述回路切入指令是根据所述切入指示生成的。

52、本发明第四方面公开了另一种切入式恒压保护电路的控制装置，所述切入式恒压保护电路包括本发明第一方面任一所述的切入式恒压保护电路，所述装置包括：

53、存储有可执行程序代码的存储器；

54、与所述存储器耦合的处理器；

55、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第二方面任一所描述的切入式恒压保护电路的控制方法的部分或全部步骤。

56、本发明第五方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第二方面任一所描述的切入式恒压保护电路的控制方法的部分或全部步骤。

57、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

58、本发明中，需要进行化成/分容的多个串联连接的电芯可以并联相应的切入式恒压保护装置，且切入式恒压保护装置包括串联连接的稳压模块以及切入模块，在任一电芯进入恒压保护状态时，将电压值满足预设电压条件的稳压模块切入到电芯所在的回路中，使得恒流/恒压源模块输出的电流，流经该电芯的电流为零（也即进入该电芯的电流为零且该电芯流出的电流为零），且恒流/恒压源模块输出的电流，经稳压模块旁路掉后，继续流到当前未进入恒压保护状态的其它电芯中，以使其它电芯继续进行当前的工步流程，这样能够有效实现触发保护条件的电芯进入保护状态，减少电芯受损害的情况发生且不影响其它电芯继续完成工步，提升工步流程的执行效率；

59、进一步的，在电芯进入恒压保护状态时，电芯的保护电压与稳压模块的电压相等，切入模块中的开关可以做到零压差切换，没有切换应力；

60、进一步的，在电芯串联回路中，没有电流或电压的突变，实现平滑切换，没有应力，能够有效减少因电压、电流的突变引起的工步保护；

61、进一步的，切入模块（如控制开关）仅仅在启动恒压保护时才切入，切入前不在正常的工步执行回路中，也即切入前没有电流流过切入模块（如控制开关），没有损耗，有利于提高能源利用效率。