CN103779609A - 一种电动汽车锂电池生产装置及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车锂电池生产装置，使用时，通过传送带将电芯和电池箱运到电芯自动装箱机中，电芯自动装箱机将电芯装载在电池箱中，制成半成品电池，之后半成品电池通过第三传送带传送，在第三传送带上传送时，通过电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机、电池铜编带安装机、螺钉自动锁紧机依次完成对电池的装配工作。整个过程使用自动化成组装配流水线，合理安排各个工序，使得整个装配过程能够进行自动化装配，在所有工位由机器来代替人工完成，提高电池成组生产效率并且保证产品质量。本发明还公开了一种电动汽车锂电池生产方法。

Description

一种电动汽车锂电池生产装置及其生产方法

技术领域

本发明涉及电动汽车锂电池生产技术领域，特别涉及一种电动汽车锂电池生产装置及其生产方法。

背景技术

目前国内电动汽车处于加快发展阶段，动力电池生产企业众多，但成组技术落后，多为手工、半自动方式，工艺水平相对较差。

目前，电池成组采用的是半自动生产装配流水线，每条生产装配线设置10个工位，分别为电池框预装准备工序、电芯装配一工序、电池装配二工序、BMS板及压板安装工序、电芯极耳预装整理工序、正负极串联铜带安装工序、极耳压块安装工序、正负极与采样线束安装工序、导向式连接座安装与螺丝钮力紧固工序、钮力与安全性检验工序。组装完成后使用容量循环测试仪检测电池的内部编码、电芯单体电压、放电温度、电池容量、AGPS定位等参数后对电池进行封盖、包装后入成品仓库。整个生产主要以人工组装为主，整个产品生产效率较低。，过一段时间的电池成组生产，有50%的质量问题是人为引起，这严重影响到了电池成组的产品质量。

同时通过对各厂家的安装工艺及装配方式来看，现场装配线工序繁琐，工艺及人为不确定因素多，无法确定其工序节拍时间，电池成组自动化生产程度不高，无法提高现有的产量及保证产品质量。

因此，如何提供一种电动汽车锂电池生产装置，以提高工作效率，保证产品质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车锂电池生产装置以提高工作效率，保证产品质量；本发明的另一目的是提供一种电动汽车锂电池生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：

一种电动汽车锂电池生产装置，包括电池箱自动送料机、电芯自动送料机、第一传送带、第二传送带、第三传送带、电芯自动装箱机、螺钉自动锁紧机、电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机，其中，

所述电芯自动送料机设置在所述第一传送带的一端，用于将电芯放置在所述第一传送带上，

所述电池箱自动送料机设置在所述第二传送带的一端，用于将电池箱放置在所述第二传送带上，

所述电芯自动装箱机的一端与所述第一传送带的另一端和所述第二传送带的另一端连接，用于将所述电芯装载在所述电池箱中，

所述电芯自动装箱机的另一端与所述第三传送带的一端连接，用于将装有所述电芯的电池箱放置在所述第三传送带上传送，

所述电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机、螺钉自动锁紧机依次顺序设置在所述第三传送带上，其中，所述电芯压板侧向螺钉安装机距离所述电芯自动装箱机最近。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括设置在所述第一传送带上的用于检测所述电芯是否合格的电芯读码检测机，其中，合格的所述电芯进入到所述第一传送带上。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括根据所述电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出所述第一传送带的分道剔除机。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括与所述分道剔除机连接，用于传送所述不合格的电芯的第四传送带。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括用于盛放成品的电池的成品电池架、用于盛放次品的电池的次品电池架和用于盛放待检验的电池的检验电池架。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括用于运送成品的电池的电池自动储放机、用于运送次品的电池的电池自动储放机和用于运送待检验的电池的电池自动储放机。

本发明还提供一种电动汽车锂电池生产方法，包括：

步骤1）电芯通过电芯自动送料机放置在第一传送带上，电池箱通过电池箱自动送料机放置在第二传送带上；

步骤2）所述电芯和所述电池箱运到电芯自动装箱机中，所述电芯自动装箱机将所述电芯装载在所述电池箱中，制成半成品电池；

步骤3）所述半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，电芯压板侧向螺钉安装机自动完成压板的侧向螺钉安装，将所述压板的侧向固定在所述半成品电池的电池箱上；

步骤4）所述半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，依次自动完成电箱翻身、激光点焊和电池铜编带安装；

步骤5）电池铜编带安装完成之后，螺钉自动锁紧机自动将电池铜编带固定在所述半成品电池上；

步骤6）人工装配电池管理系统、输出总线以及导向式插头，完成电池的组装。

优选的，上述步骤1）还包括通过电芯读码检测机检测所述电芯是否合格，其中，合格的所述电芯进入到所述步骤2）中。

优选的，上述步骤1）还包括通过分道剔除机根据所述电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出所述第一传送带。

优选的，上述的电动汽车锂电池生产方法还包括步骤7）自动检测完成组装后的电池，合格的电池放置在电池架上进行充电。

上述本发明所提供的电动汽车锂电池生产装置，包括电池箱自动送料机、电芯自动送料机、第一传送带、第二传送带、第三传送带、电芯自动装箱机、螺钉自动锁紧机、电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机，其中，电芯自动送料机设置在第一传送带的一端，用于将电芯放置在第一传送带上，电池箱自动送料机设置在第二传送带的一端，用于将电池箱放置在第二传送带上，电芯自动装箱机的一端与第一传送带的另一端和第二传送带的另一端连接，用于将电芯装载在电池箱中，电芯自动装箱机的另一端与第三传送带的一端连接，用于将装有电芯的电池箱放置在第三传送带上传送，电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机、螺钉自动锁紧机依次顺序设置在第三传送带上，其中，电芯压板侧向螺钉安装机距离电芯自动装箱机最近。

使用时，电芯通过电芯自动送料机放置在第一传送带上，电池箱通过电池箱自动送料机放置在第二传送带上，然后电芯和电池箱运到电芯自动装箱机中，电芯自动装箱机将电芯装载在电池箱中，制成半成品电池，之后半成品电池通过第三传送带传送，在第三传送带上传送时，电芯压板侧向螺钉安装机自动完成压板的侧向螺钉安装，将压板的侧向固定在半成品电池的电池箱上，然后依次电箱翻身机自动完成电箱翻身、激光点焊机自动完成激光点焊、电池铜编带安装机电池铜编带安装、螺钉自动锁紧机自动将电池铜编带固定在半成品电池上。

整个过程使用自动化成组装配流水线，合理安排各个工序，使得整个装配过程能够进行自动化装配，在所有工位由机器来代替人工完成，提高电池成组生产效率并且保证产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电动汽车锂电池生产装置以提高工作效率，保证产品质量；本发明的另一核心是提供一种电动汽车锂电池生产方法。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置的结构示意图。

本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置，包括电池箱自动送料机、电芯自动送料机、第一传送带、第二传送带、第三传送带、电芯自动装箱机、螺钉自动锁紧机、电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机，其中，电芯自动送料机设置在第一传送带的一端，用于将电芯放置在第一传送带上，电池箱自动送料机设置在第二传送带的一端，用于将电池箱放置在第二传送带上，电芯自动装箱机的一端与第一传送带的另一端和第二传送带的另一端连接，用于将电芯装载在电池箱中，电芯自动装箱机的另一端与第三传送带的一端连接，用于将装有电芯的电池箱放置在第三传送带上传送，电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机、螺钉自动锁紧机依次顺序设置在第三传送带上，其中，电芯压板侧向螺钉安装机距离电芯自动装箱机最近。

使用时，电芯通过电芯自动送料机放置在第一传送带上，电池箱通过电池箱自动送料机放置在第二传送带上，然后电芯和电池箱运到电芯自动装箱机中，电芯自动装箱机将电芯装载在电池箱中，制成半成品电池，之后半成品电池通过第三传送带传送，在第三传送带上传送时，电芯压板侧向螺钉安装机自动完成压板的侧向螺钉安装，将压板的侧向固定在半成品电池的电池箱上，然后依次电箱翻身机自动完成电箱翻身、激光点焊机自动完成激光点焊、电池铜编带安装机电池铜编带安装、螺钉自动锁紧机自动将电池铜编带固定在半成品电池上。

整个过程使用自动化成组装配流水线，合理安排各个工序，使得整个装配过程能够进行自动化装配，在所有工位由机器来代替人工完成，提高电池成组生产效率并且保证产品质量。

目前电池成组所使用的电芯种类繁多，均无法统一标准，并且电池的成组装配工艺技术各异，成组装配的零配件有着较大差异，不能通用。

根据以上对动力电池成组现状分析，针对多种电芯现状进行分析对比其结构方式、外形尺寸、成组装配工艺等方面，归纳其相同或相近的成组技术特点，并针对这些完成一套自动化生产流水作业生产线。通过比对，选取安装方式较一致的电池，例如电池单包均为塑壳封装，电池极耳引出方式均为螺丝安装，可使用用机器人进行单包装箱和电动紧固件装配的电池，本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置能够很好的提高这些电池的装配工作效率，保证产品质量。

其中，电芯自动送料机能满足要求尺寸电芯的上料，单次上料能满足一定时间内成组所需的电芯，并具有该批电芯的存储空间。

电池箱自动送料机可使用人工放置电池箱体的方式，此处的人工放置属于搬运，并不涉及装配过程，电池箱自动送料机能满足要求尺寸的电池箱体的上料，并能对箱体的尺寸、安装孔位及外部标识等进行检测，对不合格箱体进行剔除。单次上料能满足一定时间内成组所需的电池箱体，并具有该批电池箱体的存储空间。

电芯自动装箱机属于使用机器人或其他智能机械装置对电池箱自动送料机和电芯自动送料机提供的电池箱体和电芯需按照成组要求实现抓取电芯、定位电芯、放置电芯的基本功能，同时不受电池及电池箱体尺寸误差带来的影响。

电芯压板侧向螺钉安装机属于使用机器人或其他智能机械装置完成电芯压板的安装、电芯极耳螺钉的预紧、电芯压板侧面螺钉的紧固、电芯极耳螺钉的紧固，其中需对各种螺钉进行紧固，紧固的力矩符合满足的技术指标，螺钉紧固功能应能适用于不同规格尺寸的螺钉。

电芯压板侧向螺钉安装机处还具备电芯压板给料装置和螺钉给料装置，实现自动化给料。

本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置使用3台机器人完成自动化装配功能。其中，电芯给料、电池箱给料和电芯安装使用1台机器人，压板安装、自动螺钉锁紧及螺钉力矩控制使用1台机器人，此外的管理系统、插头等装配、电池自动储放使用1台机器人。同时考虑到了钢壳与软包电池的后续扩展。

本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置主要针对的是塑壳封装。但同时还有钢壳电芯、塑壳电芯、软包电芯、小圆柱电芯等，其中，塑壳电芯的极耳通过螺栓方式固定，钢壳与软包电池还要添加电芯压板等，主要不同的是机器人夹取的电芯的尺寸不同、以及极耳的固定方式不同等，本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置能够在扩展后完成上述各种电芯的装配。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括设置在第一传送带上的用于检测电芯是否合格的电芯读码检测机，其中，合格的电芯进入到第一传送带上。电芯读码检测机能够对电芯进行内阻测试、正负极性测试、电芯电压测试以及电池外形尺寸检测，测试的数据能够存入数据库中以便后期进行数据检索。电芯正负极测试不能依靠电芯上贴放的正负极标签，电芯输送到电芯自动装箱机中时，会对电芯极性进行判断，按照装配要求自动进行电芯装配。电芯读码检测机还可提供用户对电芯电压范围、内阻范围阀值及外形尺寸偏差范围进行设置的方式，对不合格电芯进行单体或整组剔除。测试合格和不合格的电芯需分别存放于不同位置，合格的电芯进入到第一传送带上，进入下面的装配环节。进一步保证了产品的合格率和产品的质量。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括根据电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出第一传送带的分道剔除机。将不合格的电芯剔除出去，防止进入到第一传送带上，导致产品的合格率受到影响。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括与分道剔除机连接，用于传送不合格的电芯的第四传送带。通过第四传送带将不合格的电芯传走，运送到集中放置不合格电芯的地方，便于处理。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括用于盛放成品的电池的成品电池架、用于盛放次品的电池的次品电池架和用于盛放待检验的电池的检验电池架。对生产出来的电池进行分类，便于后续的处理。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产装置还包括用于运送成品的电池的电池自动储放机、用于运送次品的电池的电池自动储放机和用于运送待检验的电池的电池自动储放机。便于生产出来的电池的分类存放，以及需要取用时的取用。

请参考表1，表1为本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置中的各装置名称及其功能。

表1

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产方法的流程示意图。

本发明实施例还提供一种电动汽车锂电池生产方法，包括：

步骤1）电芯通过电芯自动送料机放置在第一传送带上，电池箱通过电池箱自动送料机放置在第二传送带上；

步骤2）电芯和电池箱运到电芯自动装箱机中，电芯自动装箱机将电芯装载在电池箱中，制成半成品电池；

步骤3）半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，电芯压板侧向螺钉安装机自动完成压板的侧向螺钉安装，将压板的侧向固定在半成品电池的电池箱上；

步骤4）半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，依次自动完成电箱翻身、激光点焊和电池铜编带安装；

步骤5）电池铜编带安装完成之后，螺钉自动锁紧机自动将电池铜编带固定在半成品电池上；

步骤6）人工装配电池管理系统、输出总线以及导向式插头，完成电池的组装。

整个过程使用自动化成组装配流水线，合理安排各个工序，使得整个装配过程能够进行自动化装配，在所有工位由机器来代替人工完成，提高电池成组生产效率并且保证产品质量。

具体的，步骤1）还包括通过电芯读码检测机检测电芯是否合格，其中，合格的电芯进入到步骤2）中。电芯读码检测机能够对电芯进行内阻测试、正负极性测试、电芯电压测试以及电池外形尺寸检测，测试的数据能够存入数据库中以便后期进行数据检索。电芯正负极测试不能依靠电芯上贴放的正负极标签，电芯输送到电芯自动装箱机中时，会对电芯极性进行判断，按照装配要求自动进行电芯装配。电芯读码检测机还可提供用户对电芯电压范围、内阻范围阀值及外形尺寸偏差范围进行设置的方式，对不合格电芯进行单体或整组剔除。测试合格和不合格的电芯需分别存放于不同位置，合格的电芯进入到第一传送带上，进入到步骤2）中。进一步保证了产品的合格率和产品的质量。

具体的，步骤1）还包括通过分道剔除机根据电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出第一传送带。将不合格的电芯剔除出去，防止进入到第一传送带上，导致产品的合格率受到影响。

具体的，上述的电动汽车锂电池生产方法还包括步骤7）自动检测完成组装后的电池，合格的电池放置在电池架上进行充电。完成装配的电池需再由机器人或其他智能机械装置放入提供的测试设备进行电池电性能测试，测试完毕后机器人或其他智能机械装置将电池箱体放入成组电池存放架或电池充电架。之后再将成组电池存放，成组电池储存架提供成组电池的存放功能，并根据现场空间、生产能力、转运周期等设计合理的存放数量。电池由机器人或其他智能机械装置自动进行空仓位识别、电池取放等工作。

以上对本发明实施例所提供的电动汽车锂电池生产装置及电动汽车锂电池生产方法进行了详细介绍。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，包括电池箱自动送料机、电芯自动送料机、第一传送带、第二传送带、第三传送带、电芯自动装箱机、螺钉自动锁紧机、电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机，其中，

所述电芯自动送料机设置在所述第一传送带的一端，用于将电芯放置在所述第一传送带上，

所述电池箱自动送料机设置在所述第二传送带的一端，用于将电池箱放置在所述第二传送带上，

所述电芯自动装箱机的一端与所述第一传送带的另一端和所述第二传送带的另一端连接，用于将所述电芯装载在所述电池箱中，

所述电芯自动装箱机的另一端与所述第三传送带的一端连接，用于将装有所述电芯的电池箱放置在所述第三传送带上传送，

所述电芯压板侧向螺钉安装机、电箱翻身机、激光点焊机和电池铜编带安装机、螺钉自动锁紧机依次顺序设置在所述第三传送带上，其中，所述电芯压板侧向螺钉安装机距离所述电芯自动装箱机最近。

2.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，还包括设置在所述第一传送带上的用于检测所述电芯是否合格的电芯读码检测机，其中，合格的所述电芯进入到所述第一传送带上。

3.根据权利要求2所述的电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，还包括根据所述电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出所述第一传送带的分道剔除机。

4.根据权利要求3所述的电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，还包括与所述分道剔除机连接，用于传送所述不合格的电芯的第四传送带。

5.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，还包括用于盛放成品的电池的成品电池架、用于盛放次品的电池的次品电池架和用于盛放待检验的电池的检验电池架。

6.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池生产装置，其特征在于，还包括用于运送成品的电池的电池自动储放机、用于运送次品的电池的电池自动储放机和用于运送待检验的电池的电池自动储放机。

7.一种电动汽车锂电池生产方法，其特征在于，包括：

步骤1）电芯通过电芯自动送料机放置在第一传送带上，电池箱通过电池箱自动送料机放置在第二传送带上；

步骤2）所述电芯和所述电池箱运到电芯自动装箱机中，所述电芯自动装箱机将所述电芯装载在所述电池箱中，制成半成品电池；

步骤3）所述半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，电芯压板侧向螺钉安装机自动完成压板的侧向螺钉安装，将所述压板的侧向固定在所述半成品电池的电池箱上；

步骤4）所述半成品电池放置在第三传送带上进行传送时，依次自动完成电箱翻身、激光点焊和电池铜编带安装；

步骤5）电池铜编带安装完成之后，螺钉自动锁紧机自动将电池铜编带固定在所述半成品电池上；

步骤6）人工装配电池管理系统、输出总线以及导向式插头，完成电池的组装。

8.根据权利要求7所述的电动汽车锂电池生产方法，其特征在于，所述步骤1）还包括通过电芯读码检测机检测所述电芯是否合格，其中，合格的所述电芯进入到所述步骤2）中。

9.根据权利要求8所述的电动汽车锂电池生产方法，其特征在于，所述步骤1）还包括通过分道剔除机根据所述电芯读码检测机的信号将不合格的电芯分离出所述第一传送带。

10.根据权利要求7所述的电动汽车锂电池生产方法，其特征在于，还包括步骤7）自动检测完成组装后的电池，合格的电池放置在电池架上进行充电。

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