CN105044620B - 软包锂离子电池开路电压内阻测定设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，包括机架，还包括设置在机架前后端的分别与前置物流线、后置物流线连接的输送机组件、用于抓取电池托盘的移栽机械手组件、用于与电池极耳紧密接触的针板组件、用于根据不同电池类型对电池托盘位置进行调节的转盘机构组件、安装在前后输送机组件之间的并且位于针板组件下方的托盘定位组件、用于采集各个电池的电压和电流信号并且将信号数据上传至PC机的电池OCV/IR测量仪表以及设置在机架外的PC机内的控制机构，所述的控制机构用于控制所述的输送机组件、移栽机械手组件、针板组件、转盘机构组件、托盘定位组件、电池OCV/IR测量仪表动作；所述的针板组件通过导电束与电池OCV/IR测量仪表电气连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，属于锂离子电池制造的技术领域，应用于下置极耳软包锂离子电池充放电后进行开路电压及电阻测定的设备。
背景技术
随着科技水平的提高及新能源技术的普及，软包锂离子电池的使用率越来越高，为了提高锂电池的使用寿命，需要周期性对锂电池进行严格地充放电、老化、电压及内阻的测试。
目前，现有的锂电池OCV/IR测定方式大多以人工测量为主，首先将电池从托盘内取出固定在专用容器上，再用OCV/IR测量仪表进行测量并记录。这样的测量方式不仅繁琐，容易引起压弯极耳、造成数据错乱、电池短路，工作效率也十分低下；而且测试时，人体的内阻也会影响电池测试的结果。
而相对先进的测量方式，虽然是通过设备进行测量，但由于一般设备只针对极耳朝上的电池，兼容性较差，不能适应大部分电池的规格，实用性就相应降低。对于薄片型的锂电池，其生产和测试都位于托盘内，在相对密集的托盘中，锂电池存取和测试的要求也比一般块状电池的要求要高很多。由于需要人工操作，设备也无法做到24小时自动运行。
目前托盘测试的方式根据极耳位置的不同有三种方式，极耳上置式托盘，极耳下置式托盘，极耳侧置式托盘；本发明是针对极耳下置式进行设计的方案。
发明内容
为了克服现有软包锂离子电池OCV/IR测定工序中靠人工周转测量方式的不足及设备兼容性差等的缺陷，本发明提供一种具有高集成度、高度开放性、系统功能完善、最大限度的减少人为干预，既可以作为自动检测的单机使用，大大提高电池检测的工作效率，也可以集成在锂电池生产线上，可扩展性强的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，本发明采用托盘作为锂电池测量环节的载体以完成实现不同类型下置极耳软包锂离子电池的OCV/IR测试的。
本发明采用的技术方案是：
软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，包括机架，其特征在于：还包括设置在机架前后端的分别与前置物流线、后置物流线连接的并且用于运送电池托盘的输送机组件、用于抓取电池托盘的移栽机械手组件、用于与电池极耳紧密接触的针板组件、用于根据不同电池类型对电池托盘位置进行调节的转盘机构组件、安装在前后输送机组件之间的并且位于针板组件下方的托盘定位组件、用于采集各个电池的电压和电流信号并且将信号数据上传至PC机的电池OCV/IR测量仪表以及设置在机架外的PC机内控制机构，所述的控制机构用于控制所述的输送机组件、移栽机械手组件、针板组件、转盘机构组件、托盘定位组件、电池OCV/IR测量仪表动作；所述的针板组件通过导电束与电池OCV/IR测量仪表电气连接；所述的机架上安装有用于扫码确定电池类型的扫码器。
所述的输送机组件包括用于放置电池托盘的带轮，所述的带轮构成输送电池托盘的输送通道，所述的带轮与电缸传动连接；所述的输送通道上设置有用于检测电池托盘放入状态的对射传感器。
所述的移栽机械手组件包括用于抓取处在前工位区域的电池托盘并将电池托盘移动至托盘定位组件的主工位机械手和用于抓取位于托盘定位组件内的电池托盘并将其移动至后置物流线的副工位机械手。
所述的针板组件包括用于与电池极耳紧密接触的上针板和用于移动上针板的极耳夹紧气缸，所述的上针板包括探针针板和探针挡块，在极耳夹紧气缸作用下，探针针板和探针挡块横向移动，电池极耳的正负极位于探针针板和探针挡块之间，并且分别与探针针板和探针挡块紧密接触。
所述的转盘机构组件包括伺服电机、定位转盘以及带轮，所述的伺服电机的转动轴与带轮传动连接，所述的带轮与定位转盘相互啮合，根据电池托盘的类型，伺服电机控制定位托盘旋转至电池类型的偏心位置。
所述的托盘定位组件包括左定位气缸部件、右定位气缸部件和用于将托盘定位组件下降至电池托盘位置的顶升气缸部件，所述的左、右气缸部件用于夹紧电池托盘。
还包括安全保护传感器，所述的安全保护传感器包括用于感知被化成电池出现燃烧、起火、冒烟情况时进行报警的烟雾传感器、用于检测电池托盘放入状态的对射传感器、用于感知电池托盘4个检测点位置的温度防止过温报警发生意外的温度传感器、用于确定电池托盘的工位位置的接近开关传感器。
设备工作时，机架前端的输送机组件运送电池托盘进入前工位，通过对射传感器来确认电池托盘进入方向是否正确；移栽机械手组件进入工作原点位置，主工位机械手张开并下降抓取电池托盘；移栽机械手组件动作将电池托盘送入主工位，机架内的扫码器扫码确定电池托盘内的电池类型。托盘定位机构顶升气缸伸出，根据电池的类型，转盘机构组件动作，调节托盘抓取的位置。抓取电池托盘后，托盘定位组件下降到初始位置，电池极耳进入探针夹紧的区域；极耳夹紧气缸在横向移动气缸部件作用下探针针板和探针挡块横向移动，电池极耳的正负极位于探针针板和探针挡块之间，并且分别与探针针板和探针挡块紧密接触，使探针针板、电池极耳、探针挡块接触阻抗越小越好，导线束与OCV/IR测量仪表连接实现OCV/IR测定功能。
本发明的有益效果体现在：
1、该设备将软包锂电池进行OCV/IR测定，来检测当前电池的电压容量，也可以对当前电池进行不良判定，为后续电池归类整理提供数据支持，提高自动化生产效率。
2、通过利用托盘的方式进行OCV/IR测试可以使电池的生产效率有效的得到了提高，并解决了原来人工操作时对电池表面损伤的问题，使电池的报废率明显下降。
3、托盘式的OCV/IR可以实现与物流进行对接，实现全自动的模式进行测试。
附图说明
图1是本发明下置极耳软包锂离子电池开路电压(OCV/IR)测定设备整体结构示意图。
图2是图1俯视图。
图3是本发明移载机械手组件的结构示意图。
图4a是本发明针板组件结构示意图。
图4b是图4a立体图。
图5a是本发明转盘机构组件结构示意图。
图5b是本发明转盘机构组件侧视图。
图6a是本发明托盘定位组件结构示意图。
图6b是本发明托盘定位组件俯视图。
具体实施方式
参照图1至图6b，软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，包括机架1，还包括设置在机架前后端的分别与前置物流线、后置物流线连接的并且用于运送电池托盘的输送机组件3、用于抓取电池托盘的移栽机械手组件2、用于与电池极耳紧密接触的针板组件5、用于根据不同电池类型对电池托盘位置进行调节的转盘机构组件4、安装在前后输送机组件之间的并且位于针板组件下方的托盘定位组件6、用于采集各个电池的电压和电流信号并且将信号数据上传至PC机的电池OCV/IR测量仪表以及设置在机架外的PC机内控制机构，所述的控制机构用于控制所述的输送机组件3、移栽机械手组件2、针板组件5、转盘机构组件4、托盘定位组件6、电池OCV/IR测量仪表动作；所述的针板组件5通过导电束与电池OCV/IR测量仪表电气连接；所述的机架1上安装有用于扫码确定电池类型的扫码器。
所述的输送机组件3包括用于放置电池托盘的带轮，所述的带轮构成输送电池托盘的输送通道，所述的带轮与电缸11、12传动连接；所述的输送通道上设置有用于检测电池托盘放入状态的对射传感器13。
所述的移栽机械手组件2包括用于抓取处在前工位区域的电池托盘并将电池托盘移动至托盘定位组件的主工位机械手21和用于抓取位于托盘定位组件内的电池托盘并将其移动至后置物流线的副工位机械手22。
所述的针板组件5包括用于与电池极耳紧密接触的上针板和用于移动上针板的极耳夹紧气缸52，所述的上针板包括探针针板51和探针挡块，在极耳夹紧气缸作用下，探针针板和探针挡块横向移动，电池极耳的正负极位于探针针板和探针挡块之间，并且分别与探针针板和探针挡块紧密接触。
所述的转盘机构组件4包括伺服电机41、定位转盘43以及带轮42，所述的伺服电机的转动轴与带轮传动连接，所述的带轮与定位转盘相互啮合，根据电池托盘的类型，伺服电机控制定位托盘旋转至电池类型的偏心位置。
所述的托盘定位组件6包括左定位气缸部件61、右定位气缸部件62和用于将托盘定位组件下降至电池托盘位置的顶升气缸部件63，所述的左、右气缸部件用于夹紧电池托盘。
还包括安全保护传感器，所述的安全保护传感器包括用于感知被化成电池出现燃烧、起火、冒烟情况时进行报警的烟雾传感器、用于检测电池托盘放入状态的对射传感器、用于感知电池托盘4个检测点位置的温度防止过温报警发生意外的温度传感器、用于确定电池托盘的工位位置的接近开关传感器。
如图1和图2所示：设备工作时，输送机组件3的前置部分电缸11启动，将电池托盘送入前工位；电池托盘经机架内的对射传感器13确认托盘进入方向正确后，移栽机械手组件2转动，将主工位机械手21移动至前工位区域。主工位机械手21伸出，同时顶升气缸下降，抓取电池托盘；若托盘定位组件6内还有检测完毕的电池托盘，则副工位机械手22同时下降抓取电池托盘。移栽机械手组件2反转，将主工位机械手21移动至工作原点，此时机架1内的扫码器扫码，确认电池托盘内电池的类型；副工位机械手22到达后工位，机械手下降将检测完毕的电池托盘放入输送机组件3内，机架1内的对射传感器13收到电池托盘信号，后置部分电缸12启动，将电池托盘送入工厂的物流线中，或者输出到指定位置。
如图6a和图6b所示：通过扫码器反馈的条码信号，软件查询内部存储的电池托盘类型，控制转盘机构组件4的伺服电机41工作带动定位转盘43旋转至该电池类型的偏心位置。确认托盘正确进入时，托盘定位组件6内的顶升气缸63伸出，将机构升至电池托盘底部，左、右定位气缸61、62伸出并夹紧电池托盘。托盘定位组件6内的对射传感器收到信号，确认托盘定位组件6抓取电池托盘完毕后，移栽机械手组件2内的主工位机械手21张开，释放电池托盘，然后主工位机械手21收回。主工位机械手21收回信号确认后，托盘定位组件6内的顶升气缸63收回，将电池托盘下降至针板组件5的工作区域。
如图4a和图4b所示：托盘定位组件6收回到原点位置后，针板组件5的极耳夹紧气缸52动作，探针针板51和探针挡块横向移动夹紧极耳，同时针板组件5内的检测电路与OCV/IR测量仪表连接，通电测量并将测量结果记录到机架1外的PC端。OCV/IR测定完毕后，极耳夹紧气缸52收回，同时托盘定位组件6上升到顶点位置，等待移栽机械手组件2的副工位机械手22抓取，将电池托盘送入后置输送机组件3中。
如此为一个测试循环。当每个托盘测试完成后设备会自动进行下一个测试流程。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，包括机架，其特征在于：还包括设置在机架前后端的分别与前置物流线、后置物流线连接的并且用于运送电池托盘的输送机组件、用于抓取电池托盘的移栽机械手组件、用于与电池极耳紧密接触的针板组件、用于根据不同电池类型对电池托盘位置进行调节的转盘机构组件、安装在前后输送机组件之间的并且位于针板组件下方的托盘定位组件、用于采集各个电池的电压和电流信号并且将信号数据上传至PC机的电池OCV/IR测量仪表以及设置在机架外的PC机内控制机构，所述的控制机构用于控制所述的输送机组件、移栽机械手组件、针板组件、转盘机构组件、托盘定位组件、电池OCV/IR测量仪表动作；所述的针板组件通过导电束与电池OCV/IR测量仪表电气连接；所述的机架上安装有用于扫码确定电池类型的扫码器。
2.如权利要求1所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：所述的输送机组件包括用于放置电池托盘的带轮，所述的带轮构成输送电池托盘的输送通道，所述的带轮与电缸传动连接；所述的输送通道上设置有用于检测电池托盘放入状态的对射传感器。
3.如权利要求2所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：所述的移栽机械手组件包括用于抓取处在前工位区域的电池托盘并将电池托盘移动至托盘定位组件的主工位机械手和用于抓取位于托盘定位组件内的电池托盘并将其移动至后置物流线的副工位机械手。
4.如权利要求3所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：所述的针板组件包括用于与电池极耳紧密接触的上针板和用于移动上针板的极耳夹紧气缸，所述的上针板包括探针针板和探针挡块，在极耳夹紧气缸作用下，探针针板和探针挡块横向移动，电池极耳的正负极位于探针针板和探针挡块之间，并且分别与探针针板和探针挡块紧密接触。
5.如权利要求4所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：所述的转盘机构组件包括伺服电机、定位转盘以及带轮，所述的伺服电机的转动轴与带轮传动连接，所述的带轮与定位转盘相互啮合，根据电池托盘的类型，伺服电机控制定位托盘旋转至电池类型的偏心位置。
6.如权利要求5所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：所述的托盘定位组件包括左定位气缸部件、右定位气缸部件和用于将托盘定位组件下降至电池托盘位置的顶升气缸部件，所述的左、右气缸部件用于夹紧电池托盘。
7.如权利要求6所述的软包锂离子电池开路电压内阻测定设备，其特征在于：还包括安全保护传感器，所述的安全保护传感器包括用于感知被化成电池出现燃烧、起火、冒烟情况时进行报警的烟雾传感器、用于检测电池托盘放入状态的对射传感器、用于感知电池托盘4个检测点位置的温度防止过温报警发生意外的温度传感器、用于确定电池托盘的工位位置的接近开关传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Block south of Xiaoshan economic and Technological Development Zone Hongda Road, Xiaoshan District of Hangzhou City, Zhejiang Province, No. 157 311231 Applicant after: ZHEJIANG HANGKE TECHNOLOGIES CO., LTD. Address before: Block south of Xiaoshan economic and Technological Development Zone Hongda Road, Xiaoshan District of Hangzhou City, Zhejiang Province, No. 157 311231 Applicant before: Zhejiang Hangke Technologies Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |