串联化成模块及应用其的串联化成装置的制作方法

技术特征：
1.一种串联化成模块，用于完成电池的串联化成过程，其特征在于，包括依照坐标系的象限位置设置的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及第四桥臂，所述第一桥臂与所述第四桥臂相互连接，所述第二桥臂与所述第三桥臂相互连接，所述第一桥臂和所述第二桥臂的自由端连接并引出正极接口，所述第三桥臂和所述第四桥臂的自由端连接并引出负极接口；所述电池的其中一极能够接入所述第二桥臂与所述第三桥臂之间，所述电池的另外一极能够接入所述第一桥臂与所述第四桥臂之间。2.根据权利要求1所述的串联化成模块，其特征在于，所述第一桥臂包括开关管q4，所述第二桥臂包括开关管q1，所述第三桥臂包括第一极相互连接的开关管q2和开关管q3，所述第四桥臂包括第一极相互连接的开关管q5和开关管q6；所述第一桥臂的开关管q4之第一极与所述第四桥臂的开关管q5之第二极连接，所述第二桥臂的开关管q1之第一极与所述第三桥臂的开关管q2之第二极连接；所述第一桥臂的开关管q4之第二极与所述第二桥臂的开关管q1之第二极连接并引出正极接口，所述第三桥臂的开关管q3之第二极与所述第四桥臂的开关管q6之第二极连接并引出负极接口；所述电池的其中一极能够接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第二极之间，所述电池的另外一极能够接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第二极之间。3.根据权利要求2所述的串联化成模块，其特征在于，所述电池的正极接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第二极之间，且负极接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第二极之间时，有：在所述电池充电时，所述第二桥臂的开关管q1开通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6开通，所述第一桥臂的开关管q4关断，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3关断，使电流能够依次经过所述正极接口、所述开关管q1、所述电池、所述开关管q5、所述开关管q6以及所述负极接口；在所述电池结束充电并退出电路时，有下述步骤：s1a、所述第四桥臂的开关管q6关断，并由其寄生二极管续流；s2a、所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3同时开通，构成电流支路；s3a、所述第四桥臂的开关管q5关断，以关断所述第四桥臂，使电流依次经过所述正极接口、所述开关管q1、所述开关管q2、所述开关管q3以及所述负极接口；在所述电池放电时，所述第二桥臂的开关管q1开通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6开通，所述第一桥臂的开关管q4受所述电池钳位，不会导通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3关断，使电流能够依次经过所述负极接口、所述开关管q6、所述开关管q5、所述电池、所述开关管q1以及所述正极接口；在所述电池结束放电并退出电路时，有下述步骤：s1b、所述第三桥臂的开关管q3开通，且所述开关管q2的寄生二极管续流，构成电流支路；s2b、所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6同时关断，以关断所述第四桥臂；s3b、所述第三桥臂的开关管q2开通，使电流依次经过所述负极接口、所述开关管q3、所述开关管q2、所述开关管q1以及所述正极接口。
4.根据权利要求2所述的串联化成模块，其特征在于，所述电池的正极接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第二极之间，且负极接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第二极之间时，有：在所述电池充电时，所述第一桥臂的开关管q4开通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3开通，所述第二桥臂的开关管q1关断，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6关断，使电流能够依次经过所述正极接口、所述开关管q4、所述电池、所述开关管q2、所述开关管q3以及所述负极接口；在所述电池结束充电并退出电路时，有下述步骤：s1c、所述第三桥臂的开关管q3关断，并由其寄生二极管续流；s2c、所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6同时开通，构成电流支路；s3c、所述第三桥臂的开关管q2关断，以关断所述第三桥臂，使电流依次经过所述正极接口、所述开关管q4、所述开关管q5、所述开关管q6以及所述负极接口；在所述电池放电时，所述第一桥臂的开关管q4开通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3开通，所述第二桥臂的开关管q1受所述电池钳位，不会导通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6关断，使电流能够依次经过所述负极接口、所述开关管q3、所述开关管q2、所述电池、所述开关管q4以及所述正极接口；在所述电池结束放电并退出电路时，有下述步骤：s1d、所述第四桥臂的开关管q6开通，且所述开关管q5的寄生二极管续流，构成电流支路；s2d、所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3同时关断，以关断所述第三桥臂；s3d、所述第四桥臂的开关管q5开通，使电流依次经过所述负极接口、所述开关管q6、所述开关管q5、所述开关管q4以及所述正极接口。5.根据权利要求1所述的串联化成模块，其特征在于，所述第一桥臂包括开关管q4，所述第二桥臂包括开关管q1，所述第三桥臂包括第二极相互连接的开关管q2和开关管q3，所述第四桥臂包括第二极相互连接的开关管q5和开关管q6；所述第一桥臂的开关管q4之第一极与所述第四桥臂的开关管q5之第一极连接，所述第二桥臂的开关管q1之第一极与所述第三桥臂的开关管q2之第一极连接；所述第一桥臂的开关管q4之第二极与所述第二桥臂的开关管q1之第二极连接并引出正极接口，所述第三桥臂的开关管q3之第一极与所述第四桥臂的开关管q6之第一极连接并引出负极接口；所述电池的其中一极能够接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第一极之间，所述电池的另外一极能够接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第一极之间。6.根据权利要求5所述的串联化成模块，其特征在于，所述电池的正极接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第一极之间，且负极接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第一极之间时，有：在所述电池充电时，所述第二桥臂的开关管q1开通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6开通，所述第一桥臂的开关管q4关断，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3关断，使电流能够依次经过所述正极接口、所述开关管q1、所述电池、所述开关管q5、所述开关管q6以及所述负极接口；
在所述电池结束充电并退出电路时，有下述步骤：s1e、所述第四桥臂的开关管q5关断，并由其寄生二极管续流；s2e、所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3同时开通，构成电流支路；s3e、所述第四桥臂的开关管q6关断，以关断所述第四桥臂，使电流依次经过所述正极接口、所述开关管q1、所述开关管q2、所述开关管q3以及所述负极接口；在所述电池放电时，所述第二桥臂的开关管q1开通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6开通，所述第一桥臂的开关管q4受所述电池钳位，不会导通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3关断，使电流能够依次经过所述负极接口、所述开关管q6、所述开关管q5、所述电池、所述开关管q1以及所述正极接口；在所述电池结束放电并退出电路时，有下述步骤：s1f、所述第三桥臂的开关管q2开通，且所述开关管q3的寄生二极管续流，构成电流支路；s2f、所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6同时关断，以关断所述第四桥臂；s3f、所述第三桥臂的开关管q3开通，使电流依次经过所述负极接口、所述开关管q3、所述开关管q2、所述开关管q1以及所述正极接口。7.根据权利要求5所述的串联化成模块，其特征在于，所述电池的正极接入所述开关管q4的第一极与所述开关管q5的第一极之间，且负极接入所述开关管q1的第一极与所述开关管q2的第一极之间时，有：在所述电池充电时，所述第一桥臂的开关管q4开通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3开通，所述第二桥臂的开关管q1关断，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6关断，使电流能够依次经过所述正极接口、所述开关管q4、所述电池、所述开关管q2、所述开关管q3以及所述负极接口；在所述电池结束充电并退出电路时，有下述步骤：s1g、所述第三桥臂的开关管q2关断，并由其寄生二极管续流；s2g、所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6同时开通，构成电流支路；s3g、所述第三桥臂的开关管q3关断，以关断所述第三桥臂，使电流依次经过所述正极接口、所述开关管q4、所述开关管q5、所述开关管q6以及所述负极接口；在所述电池放电时，所述第一桥臂的开关管q4开通，所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3开通，所述第二桥臂的开关管q1受所述电池钳位，不会导通，所述第四桥臂的开关管q5和开关管q6关断，使电流能够依次经过所述负极接口、所述开关管q3、所述开关管q2、所述电池、所述开关管q4以及所述正极接口；在所述电池结束放电并退出电路时，有下述步骤：s1h、所述第四桥臂的开关管q5开通，且所述开关管q6的寄生二极管续流，构成电流支路；s2h、所述第三桥臂的开关管q2和开关管q3同时关断，以关断所述第三桥臂；s3h、所述第四桥臂的开关管q6开通，使电流依次经过所述负极接口、所述开关管q6、所述开关管q5、所述开关管q4以及所述正极接口。8.根据权利要求2-7任一所述的串联化成模块，其特征在于，所述开关管为场效应管，所述开关管的第一极为源极，所述开关管的第二极为漏极。
9.一种串联化成装置，包括串联化成用直流电源，其特征在于，还包括权利要求1-8任一所述的串联化成模块，且所述串联化成模块设置有若干个；首位的所述串联化成模块之正极接口与所述串联化成用直流电源的正极连接，前一个所述串联化成模块的负极接口与后一个所述串联化成模块的正极接口连接，末位的所述串联化成模块之负极接口与所述串联化成用直流电源的负极连接。10.根据权利要求9所述的串联化成装置，其特征在于，还包括主控u1、电池状态监控模块以及开关管驱动模块u3；所述电池状态监控模块包括多路模拟-数字转换器u2，以及，与所述串联化成模块之数量匹配的若干个采样器；所述多路模拟-数字转换器u2与所述主控u1信号连接，每个所述采样器均从对应的所述串联化成模块上的电池处采样，并变送至所述多路模拟-数字转换器u2；所述开关管驱动模块u3与所述主控u1信号连接，且所述开关管驱动模块u3能够根据所述主控u1的信号，分别控制各个所述串联化成模块的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及第四桥臂开通或关断。

技术总结
本发明公开了一种串联化成模块及应用其的串联化成装置，涉及电池化成用电源技术领域，其包括依照坐标系的象限位置设置的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及第四桥臂，第一桥臂与第四桥臂相互连接，第二桥臂与第三桥臂相互连接，第一桥臂和第二桥臂的自由端连接并引出正极接口，第三桥臂和第四桥臂的自由端连接并引出负极接口；电池的其中一极能够接入第二桥臂与第三桥臂之间，电池的另外一极能够接入第一桥臂与第四桥臂之间。本发明主要解决提供一种能够实现电池正反接的化成电源的问题；本发明能够独立控制电池在串联化成过程中的充电、放电以及搁置工序的进行，且能够兼容电池正接法和电池反接法，使串联化成装置的适用范围更广。广。广。


技术研发人员：谢桢 曾志永 罗契英 郭强
受保护的技术使用者：东莞光亚智能科技有限公司
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/8/30