CN116626076A - 动力电池高速在线ct-x射线检查系统和检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种动力电池高速在线CT‑X射线检查系统和检查方法，其中，该动力电池高速在线CT‑X射线检查系统包括：铅房，位于产线的一侧，铅房上开设有进料口和出料口；输送线，设置于铅房中，输送线的一端自进料口伸出，另一端自出料口伸出；移载装置，用于将产线上待检测的电池搬运至进料口的输送线上，以及将出料口的输送线上检测完的电池搬运回产线上；检查装置，设置于铅房中，包括环形滑轨、射线源和探测器，环形滑轨环绕输送线且垂直于输送线的输送平面排布，射线源和探测器分别滑动设置于环形滑轨上，并能绕着输送线上的电池作360°移动，从而通过对产品内部结构进行全面扫描，实现动力电池无损检测。

Description

动力电池高速在线CT-X射线检查系统和检查方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种动力电池高速在线CT-X射线检查系统和检查方法。

背景技术

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池，其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。行业中，X-RAY无损检测设备是动力电池质量把控的主要手段。

然而，目前行业内大多使用2DX-RAY对电池检测，该方式存在以下不足：

(1)动力电池由于出厂缺陷或充放电使用过程会导致电极结构发生断裂，但不能够清晰观察到正负极层状结构，无法准确判断电极结构断裂情况；

(2)电池内部结构的整体规整水平与电池的出厂程度和电池的使用程度相关，但不能够清晰观察到电极在平铺和弯曲的区域每一层表现，无法准确判断电极是否发生褶皱；

(3)由于电池出厂时工艺水平会造成电池的极片对齐度差异，会造成部分容量损失，还会增加电池发生内短路的风险，但无法准确判断极片对齐度；

(4)由于电池出厂时工艺缺陷会造成电池内部异物，可能造成使用时微区温度过高或导致电池密封不严，产生安全隐患，但无法准确检测有无异物；

(5)在使用的过程中不能够对电池进行360°无死角的全方位检测，存在缺陷被漏检出的情况。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种动力电池高速在线CT-X射线检查系统和检查方法，满足大批量产品检测需求，提高检测效率，保证检测结果。

为达上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其包括：

铅房，位于产线的一侧，铅房上开设有进料口和出料口；

输送线，设置于铅房中，输送线的一端自进料口伸出，另一端自出料口伸出；

移载装置，用于将产线上待检测的电池搬运至进料口的输送线上，以及将出料口的输送线上检测完的电池搬运回产线上；

检查装置，设置于铅房中，包括环形滑轨、射线源和探测器，环形滑轨环绕输送线且垂直于输送线的输送平面排布，射线源和探测器分别滑动设置于环形滑轨上，并能绕着输送线上的电池作360°移动。

可选的，探测器与射线源上分别设置有驱动机构，驱动机构包括沿着环形滑轨移动的滑座，探测器、射线源安装在对应的滑座上，环形滑轨的外圈设置有同步带，滑座上设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上设置有与同步带配合传动的带轮，滑座上且位于带轮的两侧设置有用于压紧同步带的导向轮。

可选的，探测器、射线源与待检测的电池保证在同一直线上，且探测器始终对焦于射线源上。

可选的，输送线包括进料段、检测段和出料段，检测段的输送方向与产线的输送方向一致，进料段和出料段分别分布于检测段与产线之间，检测段与进料段、出料段分别通过转角机衔接。

可选的，还包括用于承载电池的治具，治具流转于产线和输送线上，并代替电池受移载装置夹取，治具采用碳纤维材料。

可选的，移载装置包括两个机械手，一个机械手设置于进料口的一侧，用于从产线上夹取电池并放至输送线；另一个机械手设置于出料口的一侧，用于从输送线上夹取电池并放至产线。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种动力电池高速在线CT-X射线检查方法，基于上述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其包括步骤：

步骤一、移载装置将产线上待检测的电池上料到铅房进料口的输送线上；

步骤二、电池流转至输送线的检测段，通过检测装置对电池进行CT检测，检测图像经过处理后输出至外部显示器，并显示检测结果；

步骤三、检测后的电池沿着输送线继续流转至铅房的出料口；

步骤四、移载装置将输送线上的电池下料回产线。

综上，本发明的有益效果为，所述动力电池高速在线CT-X射线检查系统及基于此系统的检查方法能够对接产线，实现大批量产品检测需求，通过对产品内部结构进行全面扫描，实现动力电池单体安全隐患无损检测，可靠保证动力电池的品质，占地空间小、成本低、节省了人力物力，有效提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的动力电池高速在线CT-X射线检查系统的结构外形图；

图2是本发明实施例提供的动力电池高速在线CT-X射线检查系统去除铅房后的结构俯视图；

图3是本发明实施例提供的动力电池高速在线CT-X射线检查系统中检查装置的结构示意图；

图4是图3中A处放大图。

图中：

1、铅房；11、进料口；12、出料口；

2、输送线；21、进料段；22、检测段；23、出料段；24、转角机；

3、移载装置；31、机械手；

4、检查装置；41、环形滑轨；42、射线源；43、探测器；44、滑座；45、驱动电机；46、带轮；47、导向轮；

5、治具；

6、产线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至图4所示，本优选实施例提供一种动力电池高速在线CT-X射线检查系统，可以与现有产线对接，满足电池产品高速在线无损检测的要求，具体包括铅房1、输送线2、移载装置3和检查装置4。

其中，铅房1位于产线6的一侧，铅房1上开设有进料口11和出料口12。

铅房1用于屏蔽辐射，保证检测环境安全、简洁，且面对产线6方便搭建，占地空间小，成本低。

其中，输送线2设置于铅房1中，输送线2的一端自进料口11伸出，另一端自出料口12伸出。

具体地，输送线2包括进料段21、检测段22和出料段23，检测段22的输送方向与产线6的输送方向一致，进料段21和出料段23分别分布于检测段22与产线6之间，检测段22与进料段21、出料段23分别通过转角机24衔接。从而，便于输送线2与产线6对接，形成额外的检测流转线路，并且不限于此造型，还可根据需要对线路进行扩展，实现有序检测，且不影响电池于原产线6上的输送顺序。

其中，移载装置3用于将产线6上待检测的电池搬运至进料口11的输送线2上，以及将出料口12的输送线2上检测完的电池搬运回产线6上。

具体地，移载装置3包括两个机械手31，一个机械手31设置于进料口11的一侧，用于从产线6上夹取电池并放至输送线2；另一个机械手31设置于出料口12的一侧，用于从输送线2上夹取电池并放至产线6。从而，实现电池于产线6和输送线2之间快速、有序流转，提高检测效率。

其中，检查装置4设置于铅房1中，包括环形滑轨41、射线源42和探测器43，环形滑轨41环绕输送线2且垂直于输送线2的输送平面排布，射线源42和探测器43分别滑动设置于环形滑轨41上，并能绕着输送线2上的电池作360°移动。

具体地，探测器43与射线源42上分别设置有驱动机构，驱动机构包括沿着环形滑轨41移动的滑座44，探测器43、射线源42安装在对应的滑座44上，环形滑轨41的外圈设置有同步带，滑座44上设置有驱动电机45，驱动电机45的输出轴上设置有与同步带配合传动的带轮46，滑座44上且位于带轮46的两侧设置有用于压紧同步带的导向轮47。从而，实现探测器43、射线源42可根据电池内部结构多角度、全方面检测，能够准确判断电极结构是否断裂、电极是否发生褶皱、极片是否对齐、电池内部有无异物等情况，避免缺陷漏检。

特别地，探测器43、射线源42与待检测的电池保证在同一直线上，且探测器43始终对焦于射线源42上，从而保证成像清晰，且实现360°全方面检测。

此外，该动力电池高速在线CT-X射线检查系统还包括用于承载电池的治具5，治具5流转于产线6和输送线2上，并代替电池受移载装置3夹取，避免电池本体在流转时存在损伤。值得一提的是，治具5应采用不影响检测成像的材料，如碳纤维等，保证检测结果可靠。

对此，本实施例还提供一种动力电池高速在线CT-X射线检查方法，基于上述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其包括步骤：

步骤一、移载装置3将产线6上待检测的电池上料到铅房1进料口11的输送线2上。

具体地，通过机械手31夹取产线6上的电池(实际与治具5接触)，并放置于铅房1进料口11的输送线2上。

步骤二、电池流转至输送线2的检测段22，通过检测装置对电池进行CT检测，检测图像经过处理后输出至外部显示器，并显示检测结果。

具体地，电池于输送线2上自进料段21流转至检测段22，通过检查装置4进行检测，检测图像经过计算机处理后输出，并得到直观的检测结果。过程中，射线源42和探测器43能环绕电池360°旋转，实现多角度、全方面检测。

步骤三、检测后的电池沿着输送线2继续流转至铅房1的出料口12。

步骤四、移载装置3将输送线2上的电池下料回产线6。

具体地，通过机械手31夹取输送线2上的电池(实际与治具5接触)，并放回至产线6，不影响原生产线6的输送。

由此，相比传统2DX-RAY检测，该动力电池高速在线CT-X射线检查系统和检查方法具有以下优势：

(1)对电池内部电极进行的CT扫描，能够观察到清晰的正负极层状结构，对比度高的层对应正极极片，对比度低的层对应负极极片，从而可有效观察电极结构断裂情况；

(2)对电池进行CT扫描可以观察到电极在平铺和弯曲的区域每一层表现，电池卷绕中央的空隙规整度，可以观察到电极存在的褶皱，电极呈现的状态等，从而可有效检测电极褶皱，进而表征电池内部结构的整体规整水平；

(3)可有效判断极片对齐度，检测出正极和负极不对称的极片，避免造成部分容量损失，降低电池发生内短路的风险；

(4)可有效检测电池内有无异物，避免电极中的异物在电池使用过程中造成微区温度过高，同时避免密封圈中的异物导致电池密封不严，在使用过程中产生电解液泄漏的安全隐患；

(5)能够全方位的检查动力电池的缺陷，提升动力电池的品质，杜绝误检、漏检情况发生；

(6)能够对接产线实现大批量产品检测需求，检测效率高达400PPM。

综上，上述动力电池高速在线CT-X射线检查系统及基于此系统的检查方法能够对接产线，实现大批量产品检测需求，通过对产品内部结构进行全面扫描，实现动力电池单体安全隐患无损检测，可靠保证动力电池的品质，占地空间小、成本低、节省了人力物力，有效提高了检测效率。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，包括：

铅房(1)，位于产线(6)的一侧，所述铅房(1)上开设有进料口(11)和出料口(12)；

输送线(2)，设置于所述铅房(1)中，所述输送线(2)的一端自所述进料口(11)伸出，另一端自所述出料口(12)伸出；

移载装置(3)，用于将产线(6)上待检测的电池搬运至所述进料口(11)的输送线(2)上，以及将所述出料口(12)的输送线(2)上检测完的电池搬运回所述产线(6)上；

检查装置(4)，设置于所述铅房(1)中，包括环形滑轨(41)、射线源(42)和探测器(43)，所述环形滑轨(41)环绕所述输送线(2)且垂直于所述输送线(2)的输送平面排布，所述射线源(42)和所述探测器(43)分别滑动设置于所述环形滑轨(41)上，并能绕着所述输送线(2)上的电池作360°移动。

2.根据权利要求1所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，所述探测器(43)与所述射线源(42)上分别设置有驱动机构，所述驱动机构包括沿着所述环形滑轨(41)移动的滑座(44)，所述探测器(43)、所述射线源(42)安装在对应的滑座(44)上，所述环形滑轨(41)的外圈设置有同步带，所述滑座(44)上设置有驱动电机(45)，所述驱动电机(45)的输出轴上设置有与同步带配合传动的带轮(46)，所述滑座(44)上且位于所述带轮(46)的两侧设置有用于压紧同步带的导向轮(47)。

3.根据权利要求2所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，所述探测器(43)、所述射线源(42)与待检测的电池保证在同一直线上，且所述探测器(43)始终对焦于所述射线源(42)上。

4.根据权利要求1所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，所述输送线(2)包括进料段(21)、检测段(22)和出料段(23)，所述检测段(22)的输送方向与所述产线(6)的输送方向一致，所述进料段(21)和所述出料段(23)分别分布于所述检测段(22)与所述产线(6)之间，所述检测段(22)与所述进料段(21)、所述出料段(23)分别通过转角机(24)衔接。

5.根据权利要求1所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，还包括用于承载电池的治具(5)，所述治具(5)流转于所述产线(6)和所述输送线(2)上，并代替电池受所述移载装置(3)夹取，所述治具(5)采用碳纤维材料。

6.根据权利要求1所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，所述移载装置(3)包括两个机械手(31)，一个所述机械手(31)设置于所述进料口(11)的一侧，用于从所述产线(6)上夹取电池并放至所述输送线(2)；另一个所述机械手(31)设置于所述出料口(12)的一侧，用于从所述输送线(2)上夹取电池并放至所述产线(6)。

7.一种动力电池高速在线CT-X射线检查方法，基于权利要求1-6任一项所述的动力电池高速在线CT-X射线检查系统，其特征在于，包括步骤：

步骤一、移载装置(3)将产线(6)上待检测的电池上料到铅房(1)进料口(11)的输送线(2)上；

步骤二、电池流转至输送线(2)的检测段(22)，通过检测装置对电池进行CT检测，检测图像经过处理后输出至外部显示器，并显示检测结果；

步骤三、检测后的电池沿着输送线(2)继续流转至铅房(1)的出料口(12)；

步骤四、移载装置(3)将输送线(2)上的电池下料回产线(6)。