CN107240710A - 电池冷却装置及使用该装置的电池生产线 - Google Patents

电池冷却装置及使用该装置的电池生产线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池冷却装置及使用该装置的电池生产线，电池冷却装置包括电池冷却箱，电池冷却箱中设有用于承载电池并带动电池运动的电池输送线，电池冷却箱上设有与电池输送线对应的供电池通过的电池进口和电池出口，电池冷却箱上还设有供冷却气体进入以对电池进行冷却的进风口和供换热后的冷却气体排出的出风口；使用时将待冷却的电池放置在电池输送线上，电池随电池输送线移动，移动过程中电池上的热量被从进风口处进入电池冷却箱中的温度较低气流带走，电池的温度降低，冷却后的电池从电池冷却箱上的电池出口出去，相比于现有技术，使用本发明的电池冷却装置对电池进行冷却的效率较高，能够满足电池大批量生产的要求。

Description

电池冷却装置及使用该装置的电池生产线
技术领域
本发明涉及一种电池冷却装置及使用该装置的电池生产线。
背景技术
动力电池指的是为工具提供动力来源的电池，如电动汽车、电动列车上的蓄电池；动力电池包括电池盖板、正极、负极、隔膜、有机电解液及电池壳；电池生产过程需要经过烘箱烘干和向电池中注入电解液的工序，在经过烘干之后，电池的温度较高，超出了注液工序对电池温度的要求，因此在注液开始前需要将电池的温度降低。常用的方法为向烘干箱中直接通入冷却气体，如液氮；但是这种方法消耗的大量的氮气，增加了电池生产的成本较高，冷却效率较低，电池冷却的时间长达数个小时；电池的冷却及注液均是在干燥房中进行的，干燥房的环境维持需要较高的成本，现有的电池冷却方式占用干燥房的时间较长，无形中增大了电池冷却的成本。
公告号为CN104359303B、公告日为2016.04.27的中国发明专利公开了一种具有快速冷却功能的锂离子电池材料烘烤系统，该系统包括烘烤箱和气体冷冻机，烘烤箱和气体冷冻机之间通过进、出管道形成闭环连接。气体冷冻机将冷却气体输送到烘烤箱箱中，以冷却气体带走电池的温度，烘烤箱中的温度较高的气体再通过管道循环到气体冷却机中，重复循环；采用上述电池烘烤系统能够实现对电池较好的冷却，但是其烘干过程和冷却过程均是在烘烤箱中进行，在烘烤箱从烘烤状态到对电池进行冷却状态时，需要较多的冷却气体才能将烘烤箱的温度降低；在烘烤箱从对电池进行冷却状态到烘烤状态时，需要消耗较多的电能才能将烘烤箱的温度升高，烘烤箱的工作效率较低，能耗较大，不利于实现动力电池的大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池冷却装置，用以解决现有的电池冷却装置存在的冷却效率低，不利于实现动力电池的大批量生产；本发明的目的还在于提供一种使用该电池冷却装置的电池生产线。
为实现上述目的，本发明的电池冷却装置的第一种技术方案是：电池冷却装置包括电池冷却箱，电池冷却箱中设有用于承载电池并带动电池运动的电池输送线，电池冷却箱上设有与电池输送线对应的供电池通过的电池进口和电池出口，电池冷却箱上还设有供冷却气体进入以对电池进行冷却的进风口和供换热后的冷却气体排出的出风口。
本发明的电池冷却装置的第二种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第一种技术方案所述的电池冷却装置，电池输送线设置在电池冷却箱高度方向的中间位置，所述的进风口设置在电池输送线上方，所述的出风口设置在电池输送线的下方，电池输送线上设有供气流通过的气流通道。
本发明的电池冷却装置的第三种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第二种技术方案所述的电池冷却装置，电池输送线为链式输送带、网式输送带或滚筒输送线。
本发明的电池冷却装置的第四种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第二或第三种技术方案所述的电池冷却装置，电池冷却箱上在靠近进风口处设有集气盒，集气盒包括底部开放的盒体部分，盒体部分与进风口连通，盒体部分下方设有倾斜设置的导流板，导流板的靠近电池进口的一端低于导流板的靠近电池出口的一端，导流板上设有与电池输送线上下对应的供冷却气体通过的导流板出口。
本发明的电池冷却装置的第五种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第四种技术方案所述的电池冷却装置，所述集气盒的盒体部分包括方箱形的盒体主体，盒体主体的靠近电池出口的侧壁为开口结构，开口结构形成盒体主体出口，盒体主体上在靠近盒体主体出口处设有弧形挡板，弧形挡板的凹口朝向盒体主体出口，所述导流板的靠近电池出口的一端连接在弧形挡板的下侧边上。
本发明的电池冷却装置的第六种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第一或第二或第三种技术方案所述的电池冷却装置，电池冷却箱上在电池进口处和/或电池出口处设有挡帘。
本发明的电池冷却装置的第七种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第一或第二或第三种技术方案所述的电池冷却装置，电池冷却装置包括气体冷冻机，气体冷冻机上设有与电池冷却箱上的进、出风口相对应的冷冻机进、出风口，冷冻机进、出风口再分别通过管路与电池冷却箱上对应的风口连通。
本发明的电池冷却装置的第八种技术方案是：根据本发明的电池冷却装置的第一或第二或第三种技术方案所述的电池冷却装置，所述的进风口有两个以上，各进风口沿电池输送线前进方向间隔设置；和/或各出风口有两个以上，各出风口沿电池输送线前进方向间隔设置。
本发明的电池生产线的第一种技术方案是：电池生产线包括电池冷却装置，电池冷却装置包括电池冷却箱，电池冷却箱中设有用于承载电池并带动电池运动的电池输送线，电池冷却箱上设有与电池输送线对应的供电池通过的电池进口和电池出口，电池冷却箱上还设有供冷却气体进入以对电池进行冷却的进风口和供换热后的冷却气体排出的出风口。
本发明的电池生产线的第二种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第一种技术方案所述的电池生产线，电池输送线设置在电池冷却箱高度方向的中间位置，所述的进风口设置在电池输送线上方，所述的出风口设置在电池输送线的下方，电池输送线上设有供气流通过的气流通道。
本发明的电池生产线的第三种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第二种技术方案所述的电池生产线，电池输送线为链式输送带、网式输送带或滚筒输送线。
本发明的电池生产线的第四种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第二或第三种技术方案所述的电池生产线，电池冷却箱上在靠近进风口处设有集气盒，集气盒包括底部开放的盒体部分，盒体部分与进风口连通，盒体部分下方设有倾斜设置的导流板，导流板的靠近电池进口的一端低于导流板的靠近电池出口的一端，导流板上设有与电池输送线上下对应的供冷却气体通过的导流板出口。
本发明的电池生产线的第五种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第四种技术方案所述的电池生产线，所述集气盒的盒体部分包括方箱形的盒体主体，盒体主体的靠近电池出口的侧壁为开口结构，开口结构形成盒体主体出口，盒体主体上在靠近盒体主体出口处设有弧形挡板，弧形挡板的凹口朝向盒体主体出口，所述导流板的靠近电池出口的一端连接在弧形挡板的下侧边上。
本发明的电池生产线的第六种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第一或第二或第三种技术方案所述的电池生产线，电池冷却箱上在电池进口处和/或电池出口处设有挡帘。
本发明的电池生产线的第七种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第一或第二或第三种技术方案所述的电池生产线，电池冷却装置包括气体冷冻机，气体冷冻机上设有与电池冷却箱上的进、出风口相对应的冷冻机进、出风口，冷冻机进、出风口再分别通过管路与电池冷却箱上对应的风口连通。
本发明的电池生产线的第八种技术方案是：根据本发明的电池生产线的第一或第二或第三种技术方案所述的电池生产线，所述的进风口有两个以上，各进风口沿电池输送线前进方向间隔设置；和/或各出风口有两个以上，各出风口沿电池输送线前进方向间隔设置。
本发明的电池冷却装置的有益效果是：电池冷却装置包括电池冷却箱，电池冷却箱上设有进风口和出风口，电池冷却装置还包括电池输送线，电池冷却箱上设有电池进口和电池出口；使用时将待冷却的电池放置在电池输送线上，电池随电池输送线移动，在电池移动过程中，电池上的热量被从进风口处进入电池冷却箱中的温度较低气流带走，电池的温度降低，冷却后的电池从电池冷却箱上的电池出口出去，相比于现有技术，使用本发明的电池冷却装置对电池进行冷却的效率较高，能够满足电池大批量生产的要求。
进一步的，电池冷却箱上设有集气盒，集气盒包括盒体部分和导流板，盒体部分与进风口连通，导流板倾斜设置，导流板上设有与电池输送线上下对应的供冷却气体通过的导流板出口；从电池冷却箱进风口进入的冷却气体在通过盒体部分和导流板进行整流，整流后的冷却气体在经由导流板出口分流，从而使冷却气体均匀的吹向待冷却的电池，冷却效果更好。
附图说明
图1为本发明的电池冷却装置的实施例1的结构示意图；
图2为本发明的电池冷却装置的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的电池冷却装置的实施例1，如图1所示，包括电池冷却箱1和气体冷却机2，电池冷却箱1为长度沿前后方向延伸的方形箱；气体冷冻机2为现有技术，用于将进入气体冷冻机2中的气体进行冷却；气体冷冻机2的气体冷却温度可以调节。
电池冷却箱1的顶壁和底壁上分别设有进风口5和出风口6，进风口5和出风口6分别通过管道与气体冷却机2上对应的风口连通；在本实施例中，连接进风口5与气体冷冻机2的进风管道和连接出风口6与气体冷冻机2的出风管道均设有两个，在其他实施例中，所述的进风管道和出风管道的数量可根据实际需要调整。
电池冷却箱1内壁上在靠近进风口5处设有导流盒9，导流盒9包括方箱结构的箱体部分91和导流板912，箱体部分91与进风口5连通，箱体部分91的后侧壁为开口结构，开口结构形成箱体开口911，箱体部分91上在靠近箱体开口911处设有弧形挡板，弧形挡板的凹口朝向箱体开口911；导流板912倾斜的设置在箱体部分91的下方，导流板91的靠近电池出口8的一端连接在弧形挡板的下侧边上，导流板91的靠近电池出口8的一端向下倾斜，以使导流板91的顶面形成倾斜的导流面；导流板912上设有与电池输送线3上下对应的导流板出风口，导流板出风口成排设置。
电池冷却箱1中在进风口5和出风口6之间设有电池输送线3，电池输送线3包括一前一后两根转轴，转轴上设有两个以上的在转轴轴向间隔设置的链轮，前、后转轴之间再通过安装在所述链轮上的链条传动连接；电池输送线3还包括用于驱动转轴转动的步进电机。
电池冷却箱1的前、后侧壁上分别设有电池进口7和电池出口8，电池进口7与电池输送线3前端对应，电池出口8与电池输送线3后端对应；电池冷却箱1上在电池进口7和电池出口8处分别设有用于减少电池冷却箱1中的冷却气体泄漏的挡帘。
使用时先将电池输送带3打开，将气体冷冻机2开启，然后将待冷却的电池放置在电池输送线3上，电池输送线3带动电池前移；气体冷冻机2中的冷却气体从进风口5进入集气箱91，集气箱91对气体进行整流，整流过的气流再经由集气箱开口911流向导流板912，经过导流板912的导流，气流最后从导流板912上的导流板出口向下吹向待冷却的电池。在其他实施例中，在电池进口和/或电池出口处也可以设置用于搬运电池的机械手，电池输送线上设置与所述的机械手直接或间接信号连接的定位单元，使用时以机械手将温度较高的电池放置在电池输送线上。
冷却气体经由待冷却电池时带走电池热量，使电池温度降低；吸收热量后的温度相对较高的气体再经由出风口6重新回到气体冷冻机2中，待温度较高的气体冷却后即可开始下一轮的循环，最终使电池的温度符合电池注液的要求，冷却完成的电池从电池出口8流出，等待注入电解液。
电池冷却装置对电池的冷却效果可以通过调节电池输送线3的运行速度或者通过调节气体冷冻机2的制冷强度来调节。
本发明的电池冷却装置的实施例2，如图2所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：电池输送线3包括滚筒架，滚筒架由两个以上在前后方向上间隔排列的滚筒组合形成，滚筒的轴线沿左右方向延伸，各滚筒之间通过链条传动连接；使用时将待冷却的电池放置在滚筒上之间，滚筒之间的间隔供冷却气体穿过；本实施例以导流板代替上述具体实施例中的导流盒，导流板9水平的设置在电池输送线3上方，导流板9上设有成排设置的、供冷却气体通过的导流板穿孔。优选的，导流板穿孔的排布密度沿电池输送线前行方向（即图2中的导流板9上方的箭头的指向）递减，即靠近电池进口处的导流板穿孔较多，靠近电池出口处的导流板穿孔较少。从进风口5流入的冷却气体经由导流板9的分流后吹在待冷却的电池上，使电池冷却更加均匀；进一步的，为防止电池与滚筒打滑，滚筒的表面可以设置成表面粗糙度较高的非金属摩擦面。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，为了方便本装置与其他装置或者输送线对接，电池输送线前、后端也可以超出电池冷却箱。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，电池冷却装置仅包括电池冷却箱、导流盒和电池输送线，气体冷冻机可以另外设置。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，电池冷却装置也可以不设置导流架，进入电池冷却箱中的冷去气体依靠气体的自由扩散而充满电池冷却箱。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，由于电池进口处的电池温度较高，而电池出口处的电池的温度较低；电池冷却箱上的进风口可以设置在靠近电池进口处，出风口可以设置在靠近电池出口处，以达到较好的冷却效果。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，电池输送线也可以为皮带输送线，待冷却的电池放置在皮带上并随皮带同步移动；进一步的，皮带上设有较小的可供冷却气体通过的通孔。
在本发明的电池冷却装置的其他实施例中，可以在电池冷却箱内设置风速传感器和温度传感器。
本发明的电池生产线的具体实施例，电池生产线包括电池烘干设备、电池冷却装置、电解液注入设备，电池生产线上的除电池冷却装置之外的其他组件均为现有技术，本实施例中的电池冷却装置的结构与上述本发明的电池冷却装置的任一实施例的结构相同，不再赘述。

Claims (9)

1.电池冷却装置，其特征在于：包括电池冷却箱，电池冷却箱中设有用于承载电池并带动电池运动的电池输送线，电池冷却箱上设有与电池输送线对应的供电池通过的电池进口和电池出口，电池冷却箱上还设有供冷却气体进入以对电池进行冷却的进风口和供换热后的冷却气体排出的出风口。
2.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于：电池输送线设置在电池冷却箱高度方向的中间位置，所述的进风口设置在电池输送线上方，所述的出风口设置在电池输送线的下方，电池输送线上设有供气流通过的气流通道。
3.根据权利要求2所述的电池冷却装置，其特征在于：电池输送线为链式输送带、网式输送带或滚筒输送线。
4.根据权利要求2或3所述的电池冷却装置，其特征在于：电池冷却箱上在靠近进风口处设有集气盒，集气盒包括底部开放的盒体部分，盒体部分与进风口连通，盒体部分下方设有倾斜设置的导流板，导流板的靠近电池进口的一端低于导流板的靠近电池出口的一端，导流板上设有与电池输送线上下对应的供冷却气体通过的导流板出口。
5.根据权利要求4所述的电池冷却装置，其特征在于：所述集气盒的盒体部分包括方箱形的盒体主体，盒体主体的靠近电池出口的侧壁为开口结构，开口结构形成盒体主体出口，盒体主体上在靠近盒体主体出口处设有弧形挡板，弧形挡板的凹口朝向盒体主体出口，所述导流板的靠近电池出口的一端连接在弧形挡板的下侧边上。
6.根据权利要求1或2或3所述的电池冷却装置，其特征在于：电池冷却箱上在电池进口处和/或电池出口处设有挡帘。
7.根据权利要求1或2或3所述的电池冷却装置，其特征在于：电池冷却装置包括气体冷冻机，气体冷冻机上设有与电池冷却箱上的进、出风口相对应的冷冻机进、出风口，冷冻机进、出风口再分别通过管路与电池冷却箱上对应的风口连通。
8.根据权利要求1或2或3所述的电池冷却装置，其特征在于：所述的进风口有两个以上，各进风口沿电池输送线前进方向间隔设置；和/或各出风口有两个以上，各出风口沿电池输送线前进方向间隔设置。
9.电池生产线，包括电池冷却装置，其特征在于：所述的电池冷却装置为上述权利要求1至8任一项所述的电池冷却装置。
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Address before: No.66, Binhe North Road, high tech Development Zone, Luoyang City, Henan Province

Patentee before: CHINA AVIATION LITHIUM BATTERY Co.,Ltd.