CN106292809A - 适用于锂电池或极片真空烘烤线的温湿度跟踪监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

适用于锂电池或极片真空烘烤线的温湿度跟踪监控系统及方法，其中，该系统在物料传输小车的不同位置设置RFID温湿度标签，RFID温湿度标签可实时采集所放置区域的温度数据和湿度数据，并将数据上传到RFID阅读器，RFID阅读器将数据传给控制模块。控制模块处理之后，判断是否需要调节加热温度、真空度和冷却速度，如果需要，则发送指令给加热装置、抽真空接口和冷却装置来进行调节，从而实现烘烤极片和电池的温度、真空度和冷却速度的控制。本发明在被烘烤物的附近设置RFID温湿度标签并能随被烘烤物一起移动，比在隧道内固定点用温度传感器测温度更能准确地反应被烘烤物的实际温度，且能适应不同区域的测量，并实现被烘烤物的跟踪测量，此外更准确的温度与湿度的测量能使对加热装置、抽真空接口和冷却装置的反馈更加高效准确，实现烘烤极片和电池的温度、真空度和冷却速度的稳定。

Description

适用于锂电池或极片真空烘烤线的温湿度跟踪监控系统及 方法

技术领域

本发明属于锂电池极片或锂电池烘烤技术领域，更具体地，涉及一种适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统及方法。

背景技术

在锂电池极片生产和锂电池的制造过程中，极片的烘烤与电池的烘烤都是很重要的工序环节，烘烤时的温度均匀性、含水量的大小直接影响最终电池的质量、性能和使用寿命。中国专利文献CN104134777A公开了一种真空烘烤线锂离子电池或电池极片的方法，真空烘烤线方式可以采用连续作业，可缩短烘烤时间，更好的实现产线自动化，比传统的单体烤箱更有优势。

真空烘烤线方法需要对烤箱各个部分的温度、湿度的进行实时的检测与控制，中国专利文献104199491A公开了一种隧道烤炉监控系统，该系统在隧道的各个烘烤区域分别设置了温控器，以采集各区域的温度状态，并上传给控制模块，但该系统只能在真空烘烤线主体4内的固定点测量温度，不能准确的反映烘烤物在真空烘烤线主体4内整个运行过程中的温度变化，无法适应不同状态不同批次的锂电池极片或锂电池的温度测量。此外，锂电池或者极片的烘烤过程中需要深度除水，因此对真空烘烤线主体4内湿度的监测也很重要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统。该系统在物料传输装置的不同位置设置RFID温湿度标签，RFID温湿度标签可实时采集所放置区域的温度数据和湿度数据，并将数据上传到RFID阅读器，RFID阅读器将数据传给控制模块。控制模块处理之后，判断是否需要调节加热温度、真空度和冷却速度，如果需要，则发送指令给加热装置、抽真空接口和冷却装置来进行调节，从而实现烘烤极片和电池的温度、真空度和冷却速度的控制。

本发明提供了一种适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控方法。

本发明采用以下技术方案实现：向社会提供一种适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，用以实时监控被烘烤电池或极片的温度与湿度，包括真空烘烤线主体、用于装置被烘烤物的物料小车、RFID温湿度标签、RFID阅读器和控制模块；所述RFID温湿度标签设置在所述物料小车，用于探测所述物料小车周围的温度模拟数据和湿度模拟数据，所述RFID温湿度标签将探测到的所述物料小车周围的温度模拟数据和湿度模拟数据转换成相应的温度数字数据和湿度数字数据，并传输给所述RFID阅读器，所述RFID阅读器将接收到的温度数字数据和湿度数字数据传输给所述控制模块，所述控制模块将接收到的所述物料小车周围的温度数字数据和湿度数字数据与预存在所述控制模块内的标准温度数字数据和标准湿度数字数据进行比较，根据比较结果，所述控制模块通过相应的执行机构对所述物料小车周围的温度或/和湿度进行调整，或者不调整。

作为对本发明的改进，所述真空烘烤线主体至少包括真空干燥段和冷却段，在所述真空干燥段设有第二加热装置和用于与真空装置相连接的抽真空接口，对真空干燥段进行加热和抽真空；在所述冷却段内壁上设置有冷却装置，对冷却段降温冷却。

作为对本发明的改进，在所述真空干燥段之前还设有预热段，在所述预热段设有第一加热装置，对所述预热段进行加热。

作为对本发明的改进，所述RFID温湿度标签是RFID无源温湿度标签，所述RFID温湿度标签从RFID阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能，并采用反射调制方式向阅读器传送采集到的温度和湿度数字数据。

作为对本发明的改进，所述RFID温湿度标签被设在物料小车与被烘烤物的间隙处，所述RFID温湿度标签采集所处区域的温度和湿度数据。

作为对本发明的改进，在真空烘烤线主体的外壁上设有若干个RFID阅读器，所述RFID阅读器的天线设置在真空烘烤线主体内，接收所述RFID温湿度标签以电磁波形式传输出来的温度数据和湿度数据。

作为对本发明的改进，所述物料小车放置在导轨上，所述导轨布置在所述真空烘烤线主体的底板上，所述物料小车可以在导轨上运动，从而能够依次通过真空烘烤线主体的真空干燥段和冷却段，完成对被烘烤物的真空干燥和冷却。

作为对本发明的改进，所述物料小车放置在导轨上，所述导轨布置在真空烘烤线主体的底板上，所述物料小车可以在导轨上运动，从而能够依次通过真空烘烤线主体的预热段、真空干燥段和冷却段，完成所述被烘烤物的预热、真空干燥和冷却。

作为对本发明的改进，所述控制模块包括输入输出接口、CPU、存储单元和通信单元，控制模块与所述加热装置、抽真空接口、冷却装置和RFID阅读器相连，接收RFID阅读器传送过来的温度和湿度数据，对数据进行分析处理，判断各段腔体内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则输送指令给加热装置、抽真空接口和冷却装置进行调节。

本发明还提供一种对真空烘烤线内被烘烤物的温度和湿度的监控方法，包括以下步骤，

（1）、启动预热段的第一加热装置、真空干燥段的第二加热装置和抽真空装置，以及冷却段的冷却装置；

（2）、将被烘烤物、RFID温湿度标签安装放置在物料小车上、物料小车依次放置在导轨上，开启真空烘烤线主体各段之间的传输阀门，启动物料小车，物料小车进入各段后，关闭各段的传输阀门，物料小车暂停，三个段内的被烘烤物分别进行预热、真空干燥和冷却，各段被烘烤物预热、真空干燥和冷却完成后，开启真空烘烤线主体各个段的传输阀门，启动物料小车，以此循环；

（3）、各个物料小车上安装的RFID温湿度标签从RFID阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能，RFID温湿度标签实时采集所处区域的温度和湿度，并将温度数据和湿度数据以电磁波的形式发送出去。

（4）、RFID阅读器通过伸入真空烘烤线主体内的天线接收所在区域内RFID温湿度标签发射的温度数据和湿度数据，并将接收到的数据传送给控制模块；

（5）、所述控制模块对接收到的数据进行分析处理，判断各段内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则发送对应指令给各加热装置、抽真空接口和冷却装置；具体的，如果预热段或者真空干燥段温度过高或低，则发送降或升温指令给预热段或者真空干燥段的加热装置，如果冷却段的温度下降太慢或快，则发送加快或减慢冷却液流速的指令给冷却段的冷却装置，如果湿度过高，则发送加大真空度的指令给抽真空装置；

（6）、所述第一热装置、第二加热装置、抽真空装置和冷却装置接收到控制模块发送的指令后执行对应的调节操作。

本发明的以上技术方案与现有技术相比，本发明在被烘烤物的附近设置RFID温湿度标签并能随被烘烤物一起移动，比在隧道内固定点用温度传感器测温度更能准确地反应被烘烤物的实际温度，采用RFID技术（即射频识别技术）使得数据可以无线传输，能适应不同区域的测量，并实现被烘烤物的跟踪测量，此外更准确的温度与湿度的测量能使对加热装置、抽真空接口和冷却装置的反馈更加高效准确，实现烘烤极片和电池的温度、真空度和冷却速度的稳定。

附图说明

图1是本发明的跟踪监控系统的结构示意图；

图2是本发明的控制模块的结构示意图。

其中：

1-、物料小车、2-被烘烤物、3-FRID温湿度标签、4-真空烘烤线主体、5-RFID阅读器、6-第一加热装置、7-第二加热装置、8-控制模块、9-抽真空接口、10-冷却装置、11-轨道、12-预热段、13-真空干燥段、14-冷却段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参阅图1，一种适用于锂离子电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，用以实时监控被烘烤电池或极片的温度与湿度，包括真空烘烤线主体4、物料小车1、被烘烤物2、RFID温湿度标签3、RFID阅读器5、控制模块8、第一加热装置6、第二加热装置7、抽真空接口9、冷却装置10、导轨11。

所述真空烘烤线主体4分为三段：即预热段12、真空干燥段13和冷却段14，分别实现对被烘烤物2的高温预热、真空干燥和干燥后的冷却工作。预热段12腔体内壁上设置有第一加热装置6，可对腔体内被烘烤物2进行加热。真空干燥段13设置有第二加热装置7和抽真空接口9，可对腔体进行加热和抽真空，实现对被烘烤物2的干燥除水。冷却段14腔体内壁上设置有冷却装置10，冷却装置10内装有流动着的冷却液，实现对被烘烤物的降温冷却工作。

所述物料小车1放置在导轨11上，导轨11布置在真空烘烤线主体4的底板上，物料小车1上摆放有被烘烤物2。物料小车1内置有驱动装置，可以在导轨11上运动，从而能够依次通过真空烘烤线主体4的各段腔体，完成被烘烤物2的预热、真空干燥和冷却。

所述真空烘烤线主体4的三段腔体之间由可上下开关的传输阀门间隔开来，真空烘烤线主体4的前端和末端也装有可上下开关的门，在预热、真空干燥和冷却的过程中所有传输阀门均处于关闭状态，完成各段内部分被烘烤物2的预热、真空干燥和冷却后所有传输阀门均打开，所有物料小车1向前移动一定距离，然后关闭所有传输阀门接着进行预热、真空干燥和冷却。

在所述物料小车1上放置被烘烤物2的间隙处设置有RFID温湿度标签3，RFID温湿度标签3可以采集所处区域的温度和湿度数据，在真空烘烤线主体4的外壁上安装有多个RFID阅读器5，所述RFID阅读器5的天线设置在真空烘烤线主体4的腔体内，可以接收RFID温湿度标签3以电磁波形式传输出来的温度数据和湿度数据。

所述RFID温湿度标签3优选为RFID无源电子标签，可从RFID阅读器5发出的射频能量中提取其工作所需的电能，并采用反射调制方式向阅读器传送采集到的温度和湿度数据。

参阅图2，所述控制模块8包括输入接口81、CPU82、存储单元83、通信单元84和输出接口85，控制模块8与所述第一加热装置6、第二加热装置7、抽真空接口9、冷却装置10和RFID阅读器5相连，接收RFID阅读器5传送过来的温度和湿度数据，对数据进行分析处理，判断各段腔体内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则输送指令给第一加热装置6、第二加热装置7、与抽真空接口9连接的真空装置、冷却装置10进行调节。

所述被烘烤物2为锂电池极片或锂电池。

本发明对真空烘烤线主体4内被烘烤锂电池极片或锂电池的温度和湿度的监控方法包括以下步骤：

（1）启动预热段12的第一加热装置6、真空干燥段13的第二加热装置7和抽真空接口9、冷却段14的冷却装置10；

（2）将被烘烤锂电池极片或锂电池、RFID温湿度标签3安装放置在物料小车1上、物料小车1依次放置在导轨11上，开启真空烘烤线主体4各个腔体的门，启动各物料小车1，物料小车1进入腔体后，关闭各腔体的门，物料小车1暂停，三个腔体段内的被烘烤锂电池极片或锂电池分别进行预热、真空干燥和冷却，各段被烘烤锂电池极片或锂电池预热、真空干燥和冷却完成后，开启真空烘烤线主体4各个腔体的门，启动各物料小车1，以此循环；

（3）各个物料小车1上安装的RFID温湿度标签3从RFID阅读器5发出的射频能量中提取其工作所需的电能，实时采集所处区域的温度和湿度，并将温度数据和湿度数据以电磁波的形式发送出去；

（4）RFID阅读器5通过伸入真空烘烤线主体4腔体内的天线接收所在区域内RFID温湿度标签3发射的温度数据和湿度数据，并将接收到的数据传送给控制模块8；

（5）控制模块8对接收到的数据进行分析处理，判断各段腔体内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则发送对应指令给第一加热装置6、第二加热装置7、抽真空接口9和冷却装置10。具体的，如果预热段12或者真空干燥段13温度过高（低），则发送降（升）温指令给预热段12的第一加热装置6或者真空干燥段13的第二加热装置7，如果冷却段14的温度下降太慢（快），则发送加快（减慢）冷却液流速的指令给冷却段14的冷却装置10，如果湿度过高，则发送加大真空度的指令给抽真空装置；

（6）第一加热装置6、第二加热装置7、抽真空装置和冷却装置10接收到控制模块8发送的指令后执行对应的调节操作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，用以实时监控被烘烤电池或极片的温度与湿度，其特征在于：包括真空烘烤线主体（4）、用于装置被烘烤物（2）的物料小车（1）、RFID温湿度标签（3）、RFID阅读器（5）和控制模块（8）；所述RFID温湿度标签（3）设置在所述物料小车（1），用于探测所述物料小车（1）周围的温度模拟数据和湿度模拟数据，所述RFID温湿度标签（3）将探测到的所述物料小车（1）周围的温度模拟数据和湿度模拟数据转换成相应的温度数字数据和湿度数字数据，并传输给所述RFID阅读器（5），所述RFID阅读器（5）将接收到的温度数字数据和湿度数字数据传输给所述控制模块（8），所述控制模块（8）将接收到的所述物料小车（1）周围的温度数字数据和湿度数字数据与预存在所述控制模块（8）内的标准温度数字数据和标准湿度数字数据进行比较，根据比较结果，所述控制模块（8）通过相应的执行机构对所述物料小车（1）周围的温度或/和湿度进行调整，或者不调整。

2.根据权利要求1所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述真空烘烤线主体（4）至少包括真空干燥段（13）和冷却段（14），在所述真空干燥段（13）设有第二加热装置（7）和用于与真空装置相连接的抽真空接口（9），对真空干燥段（13）进行加热和抽真空；在所述冷却段（14）内壁上设置有冷却装置（10），对冷却段（14）降温冷却。

3.根据权利要求2所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：在所述真空干燥段（13）之前还设有预热段（12），在所述预热段（12）设有第一加热装置（6），对所述预热段（12）进行加热。

4.根据权利要求1、2或3所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述RFID温湿度标签（3）是RFID无源温湿度标签，所述RFID温湿度标签（3）从RFID阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能，并采用反射调制方式向阅读器传送采集到的温度和湿度数字数据。

5.根据权利要求1、2或3所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述RFID温湿度标签（3）被设在物料小车（1）与被烘烤物（2）的间隙处，所述RFID温湿度标签（3）采集所处区域的温度和湿度数据。

6.根据权利要求1、2或3所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：在真空烘烤线主体（4）的外壁上设有若干个RFID阅读器（5），所述RFID阅读器（5）的天线设置在真空烘烤线主体（4）内，接收所述RFID温湿度标签（3）以电磁波形式传输出来的温度数据和湿度数据。

7.根据权利要求2所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述物料小车（1）放置在导轨（11）上，所述导轨（11）布置在所述真空烘烤线主体（4）的底板上，所述物料小车（1）可以在导轨上运动，从而能够依次通过真空烘烤线主体（4）的真空干燥段（13）和冷却段（14），完成对被烘烤物（2）的真空干燥和冷却。

8.根据权利要求3所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述物料小车（1）放置在导轨（11）上，所述导轨（11）布置在真空烘烤线主体（4）的底板上，所述物料小车（1）可以在导轨上运动，从而能够依次通过真空烘烤线主体（4）的预热段（12）、真空干燥段（13）和冷却段（14），完成所述被烘烤物（2）的预热、真空干燥和冷却。

9.根据权利要求1、2或3所述的适用于锂电池或极片真空烘烤线的温度与湿度跟踪监控系统，其特征在于：所述控制模块（8）包括输入输出接口、CPU、存储单元和通信单元，控制模块与所述加热装置、抽真空接口、冷却装置和RFID阅读器相连，接收RFID阅读器传送过来的温度和湿度数据，对数据进行分析处理，判断各段腔体内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则输送指令给加热装置、抽真空接口和冷却装置进行调节。

10.一种对真空烘烤线内被烘烤物的温度和湿度的监控方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）、启动预热段（12）的第一加热装置（6）、真空干燥段（13）的第二加热装置（7）和抽真空装置，以及冷却段（14）的冷却装置（10）；

（2）、将被烘烤物（2）、RFID温湿度标签（2）安装放置在物料小车（1）上、物料小车（1）依次放置在导轨（11）上，开启真空烘烤线主体（4）各段之间的传输阀门，启动物料小车（1），物料小车（1）进入各段后，关闭各段的传输阀门，物料小车（1）暂停，三个段内的被烘烤物（2）分别进行预热、真空干燥和冷却，各段被烘烤物（2）预热、真空干燥和冷却完成后，开启真空烘烤线主体（4）各个段的传输阀门，启动物料小车（1），以此循环；

（3）、各个物料小车（1）上安装的RFID温湿度标签（3）从RFID阅读器（5）发出的射频能量中提取其工作所需的电能，RFID温湿度标签（3）实时采集所处区域的温度和湿度，并将温度数据和湿度数据以电磁波的形式发送出去；

（4）、RFID阅读器（5）通过伸入真空烘烤线主体（4）内的天线接收所在区域内RFID温湿度标签发射的温度数据和湿度数据，并将接收到的数据传送给控制模块（8）；

（5）、所述控制模块（8）对接收到的数据进行分析处理，判断各段内的物料温度和湿度是否在正常范围内，若有温度和湿度数据异常，则发送对应指令给各加热装置、抽真空接口和冷却装置；具体的，如果预热段或者真空干燥段温度过高或低，则发送降或升温指令给预热段或者真空干燥段的加热装置，如果冷却段的温度下降太慢或快，则发送加快或减慢冷却液流速的指令给冷却段的冷却装置，如果湿度过高，则发送加大真空度的指令给抽真空装置；

（6）、所述第一热装置（6）、第二加热装置（7）、抽真空装置和冷却装置接收到控制模块发送的指令后执行对应的调节操作。