CN107565169B - 软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备 - Google Patents

Abstract

软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，包括机架、入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、若干充放电电源、安全报警模块以及中央控制器，入料平台、冷压成型夹具、热压化成夹具依次沿机架的长度方向排布在机架中层；充放电电源安装在机架底层，每套热压化成夹具均对应一套充放电电源；上下料机械抓手设置在机架上层，上下料机械抓手运动行程覆盖整个热压化成夹具；入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、充放电电源以及安全报警模块均与中央控制器电连。本发明的有益效果为：将锂电池化成、热压、冷压三个工序集中在同一设备中可缩短时间、降低设备投资、提高生产效率，提高软包电池品质。

Description

软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备

技术领域

本发明涉及一种软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，属于软包动力锂电池制造设备技术领域。

背景技术

在软包动力锂电池的生产工艺中，化成、热压、冷压是电池成型过程中的三个重要工序。化成是对电池内部活性进行激活以保证其具有良好充放电性能，循环寿命，而热冷压工序则是保证软包动力锂电池具有良好性能同时能保持高质量的外观。

在现有的软包动力锂电池生产设备中，锂电池的化成与热压、冷压定形三大工序都是分开实施的，需要不同的设备及工装夹具，其工作过程是将电池放入化成设备中进行充放电激活，然后在热压设备上进行热压，最后将电池取出放入冷压夹具进行冷定形。每个工序需要相应的设备，所以设备成本高、占地面积大、耗时长、工装效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种将电池的化成、热压、冷压三个工序集中在同一设备中缩短各工序之间的时间，简化工序，提高软包动力锂电池性能指标，通过自动机械抓手投放收取电池，可以实现自动化或半自动化操作的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备。

本发明所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：包括机架、入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、若干充放电电源、安全报警模块以及中央控制器，所述入料平台、冷压成型夹具、热压化成夹具依次沿所述机架的长度方向排布在机架的中层，并且所述入料平台的软包电池摆放方向、所述冷压成型夹具的摆放方向以及热压化成夹具的电池摆放方向一致，并且用于摆放的软包电池的格挡一一对应；所述充放电电源安装在机架的底层，并且每套所述热压化成夹具均对应一套充放电电源；所述上下料机械抓手设置在所述机架的上层，并且上下料机械抓手的运动行程覆盖整个热压化成夹具；所述入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、若干充放电电源以及安全报警模块均与所述中央控制器电连；

所述入料平台包括用于夹在软包电池两侧保持软包电池垂直的电池档板、用于承载软包电池的下支撑板、用于调整下支撑板纵向位置的高度调节螺丝、用于保证软包电池始终处于垂直状态的定位气缸、用于扶正软包电池气包的电池导向块以及用于提供整体支撑的安装框架，所述电池档板垂直安装在安装框架的上层，其中相邻两电池挡板之间留有用于垂直放置软包电池的间隙，并且每块电池挡板的两端均装有电池导向块，同侧相邻两电池导向块之间的导向间隙从上到下渐减；所述下支撑板水平设置在所述电池挡板的正下方，并且下支撑板的两端部设有用于螺接高度调节螺丝的螺纹孔；所述高度调节螺丝底部与所述安装框架的底部安装板固接，并保持高度调节螺丝垂直布置，其中所述高度调节螺丝的自由端穿入下支撑板的螺纹孔后与之螺接；所述定位气缸安装在所述安装框架上，所述定位气缸的运动轨迹为直线往复运行，且运动方向与电池挡板布置方向垂直，所述定位气缸的输出端安装与电池挡板平行的扶正板，所述扶正板位于最外端的电池挡板之外，并且扶正板的高度大于所述电池挡板的高度；

所述上下料机械手包括用于提供水平方向移动的水平移动机构、用于提供纵向移动的垂直升降机构和用于抓取软包电池的电池紧机构，所述水平移动机构包括用于提供驱动力的第一伺服电机、用于传递驱动力的齿轮齿条组件、用于水平导向的支撑导轨以及用于安装第一伺服电机的电机安装架，所述支撑导轨沿所述机架长度方向水平架设在机架上层，并且支撑轨道跨越整个机架上层的工作区或者只覆盖热压化成夹具的工作区；所述第一伺服电机通过电机安装架悬挂于支撑导轨上，并且电机安装架与支撑导轨滑动连接；所述齿轮齿条组件包括光杆、齿轮以及齿条，所述光杆架设在所述电机安装架上，二者转动连接，所述光杆通过装于其上的皮带轮与所述第一伺服电机的输出轴皮带传动连接，实现二者同步转动；所述光杆的两端同轴固装齿轮；所述支撑导轨上沿其轴向安装能与齿轮啮合的齿条，实现电机安装架与支撑导轨的滑动连接；所述垂直升降机构包括用于提供纵向驱动力的第二伺服电机以及用于传递纵向驱动力的垂直丝杆，所述第二伺服电机安装在所述电机安装架上；所述垂直丝杆的上部光杆段与所述第二伺服电机的输出轴固连，所述垂直丝杆的下部螺纹段与所述电池夹紧机构螺接，实现电池夹紧机构沿垂直丝杆轴向上下移动；所述电池夹紧机构包括用于驱动夹爪夹紧的抓取气缸、用于夹紧电池的电池夹爪以及用于安装夹爪的夹爪安装座，所述抓取气缸安装在所述夹爪安装座上；所述夹爪安装座的下端安装面上均匀安装若干电池夹爪；所述电池夹爪包括两个夹板夹头、夹持弹簧以及连接板，两个夹板夹头为一组形成用于夹持软包电池的夹子，并且两个夹板夹头之间设有连接板和夹持弹簧，并且所述夹持弹簧的两端分别与同侧的夹板夹头固接；所述抓取气缸的动力输出端穿过连接板与夹板夹头相连；电池夹爪的排布与热压化成夹具上用于放置软包电池的电池放置格挡一一对应；

所述热压化成夹具包括用于提供驱动力的第三伺服电机、对第三伺服电机的驱动力进行比例调整的第一减速电机、第一齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第一滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断并加热加压的第一层压板、对所述第一层压板水平支撑的第一导向杆以及对第三伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第一压力检测组件，所述第三伺服电机的输出轴与所述第一减速电机的输入轴轴接，所述第一减速电机的输出轴通过第一齿轮箱与第一滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述第一层压板垂直套在所述第一导向杆上，并且所述第一层压板与所述第一导向杆间隙配合，实现所述第一层压板沿第一导向杆轴向滑移，相邻两第一层压板之间的间隙作为用于放置软包电池的电池放置格挡；所述第一压力检测组件夹在所述第一层压板与第一滚珠丝杆副之间；所述第一层压板包括第一夹具铝板、第一铝板支撑件、加热板、第一导向套、第一温度传感器以及用于与软包电池极耳接触的接触探针所述第一夹具铝板的表面各贴覆一块加热板，所述第一夹具铝板的两侧边各安装一套第一铝板支撑件，并且所述第一铝板支撑件的上端安装用于套在第一导向杆上的第一导向套；所述第一温度传感器安装在所述第一夹具铝板内部；所述接触探针安装在第一夹具铝板的两侧边；

所述冷压成型夹具包括用于提供驱动力的第四伺服电机、对第四伺服电机的驱动力进行比例调整的第二减速电机、第二齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第二滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断与加压的冷压板、对所述冷压板水平支撑的第二导向杆、对伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第二压力检测组件、用于对冷压板降温的水冷机构，所述第四伺服电机的输出轴与所述第二减速电机的输入轴轴接，所述第二减速电机的输出轴通过第二齿轮箱与第二滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述冷压板套在所述第二导向杆上，并且所述冷压板与所述第二导向杆间隙配合，实现所述冷压板沿第二导向杆轴向滑移；所述第二压力检测组件夹在所述冷压板与第二滚珠丝杆副之间；所述冷压板包括冷却压板、第二铝板支撑件、第二导向套以及第二温度传感器，所述冷却压板的内部分布若干用于通冷却水的贯通孔，所述贯通孔相互连通；所述冷却压板的两侧边各安装一套第二铝板支撑件，并且所述第二铝板支撑件的上端安装用于套在第二导向杆上的第二导向套；所述第二温度传感器安装在所述冷却压板内部；所述水冷机构包括能与外界水源连通的水管以及用于控制水管流量的控制阀，水管与冷压板的贯通孔连通，所述控制阀设置在水管上；

所述充放电装置包括机箱、用于对软包电池进行充放电的充放电驱动板、连接导线、设置在机箱内的可变条件的独立的多路通道锂电池循环电源模块以及散热风扇，所述充放电驱动板和多路通道锂电池循环电源模块安装在所述机箱上，其中所述充放电驱动板的供电端通过所述连接导线、所述接触探针与聚合物软包电池的极耳电连；所述多路通道锂电池循环电源模块的供电端与所述充放电驱动板的充电端电连，实现对软包电池进行充放电的供电模块；所述散热风扇设置在装在箱体上，并且散热风扇的出风口对准充放电驱动板以及化成功率驱动板；

所述中央控制器包括自动生产流程控制模块、温度控制模块、加压保压模块、上下料控制模块、充放电循环控制模块、数据处理模块以及报警控制模块，所述自动生产流程控制单元的信号输入端与人机交互界面的信号输出端电连，所述自动生产流程控制单元的信号输出端、所述温度控制单元的信号输入端、加压保压单元的信号输入端以及充放电循环控制单元的信号输入端分别与数据处理单元的相应信号输入端电连，所述数据处理单元的信号输出端分别与上下料控制模块的第一伺服电机控制端、第二伺服电机控制端、抓取气缸的控制端、入料平台的定位气缸控制端以及报警控制模块的信号输入端电连，所述报警控制模块的信号输出端与所述安全报警模块的报警器信号输入端电连；所述温度控制单元的信号输出端分别与所述热压化成夹具的第三伺服电机控制端、所述冷压成型夹具的第四伺服电机控制端、所述散热风扇的控制端以及水冷机构的控制阀控制端电连；所述加压保压单元的信号输入端分别与所述热压化成夹具的第一压力检测组件的信号输出端、所述冷压成型夹具的第二压力检测组件的信号输出端信号双向连接。

所述贯通孔分为水平贯通孔和垂直贯通孔，并且水平贯通孔和垂直贯通孔相交处相互连通成网状，并且水平贯通孔的末端端口、垂直贯通孔的末端端口分别与水冷机构中相应的水管连通，实现对冷压板的降温处理。

所述贯通孔包括2条彼此平行的水平贯通孔和2条彼此平行的垂直贯通孔，其中两条水平贯通孔的末端端口延伸至冷压板的两侧端面处，并与水冷机构相应的水管管路连通；两条垂直贯通孔的上端的末端端口延伸至处于上层的水平贯通孔处，并与之连通，垂直贯通孔的下端的末端端口延伸至冷压板底面处，并与水冷机构相应的水管管路连通。

所述第一压力检测组件与所述第二压力检测组件结构一致，包括用于对层压板进行加压缓冲的弹簧缓冲模组和用于对相应的伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的压力传感器，所述弹簧缓冲模组夹在所述层压板与滚珠丝杆副之间，其中所述弹簧缓冲模组一端与同侧最外端的层压板相连，另一端与对应的滚珠丝杆副的安装板相连；所述压力传感器设置在所述安装板与同侧的滚珠螺母之间，其中第一压测试组件与第一滚珠丝杆副对应，第二压测试组件与第二滚珠丝杆副对应。

第一滚珠丝杆副和第二滚珠丝杆副结构一致，包括滚珠丝杆、滚珠螺母、丝杆固定座、支撑轴承以及挡板，所述滚珠螺母与对应的齿轮箱的输出轴键连接；所述滚珠丝杆水平布置，并且所述滚轮丝杆与所述滚珠螺母螺接；所述丝杆的两端通过支撑轴承与所述丝杆固定座转动连接，所述丝杆固定座安装在机架的热压化成夹具对应的工作台面上。

第一齿轮箱和第二齿轮箱的结构一致，包括主传动齿轮、两个一级传动齿轮和四个二级传动齿轮，所述主传动齿轮与所述减速机的输出轴相连，两个一级传动齿轮分别与所述主传动齿轮、所述二级传动齿轮啮合，所述二级传动齿轮与相应的滚珠丝杆副的滚珠螺母键连接，实现动力的逐级传动；其中第一齿轮箱对应第一滚珠丝杆副，第二齿轮箱对应第二滚珠丝杆副。

所述接触探针包括第一电压片、第一电流片、安装底座以及探针保护套，所述第一电压片、第一电流片分别通过安装底座安装在所述的夹具压板两侧，并且所述第一电压片、第一电流片一端与软包电池的相应的极耳接触，所述第一电压片、第一电流片的另一端分别通过连接导线与所述充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述探针保护套罩在软包电池的相应的极耳处。

所述接触探针等同替换为接触铜板，所述接触铜板包括第二电流板、第二电压板、弹簧压板、调节杆和板体，所述板体沿调节杆轴向垂直安装在所述调节杆上，所述第二电压板和所述第二电流板依次从内向外粘附在所述板体侧面，所述第二电压板、第二电流板分别通过连接导线与充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述弹簧压板安装在板体表面，并且弹簧压板与板体表面留有用于夹紧软包电池极耳的空隙。

所述多路通道锂电池循环电源模块包括单片机电路、化成功率驱动板、功率电源、辅助电源以及电源开关，所述化成功率驱动板的输电端通过单片机电路分别与功率电源的供电端、辅助电源的供电端电连，并且电源开关设置在单片机电路上，用于控制整个充放电源的通断。

本发明的有益效果为：

1、通过这套方案，把原先的化成方式与BACKING工艺，转换成为，加压，加温，化成，冷却成形，数据采集集合在一套系统里面进行，减少各工序之间的中转流程，把原先两个工序集成为一道工序，提升了生产效率，保证电池的一致性。

2、采用集成式设计，对于电池生产厂家的工艺需求，冷热夹具的数量可以任意进行组建，配合自动上下料可以实现自动的流水线。

附图说明

图1是本发明的整机示意图；

图2是本发明的入料平台示意图；

图3是本发明的上下料机械手示意图；

图4是本发明的热压化成夹具示意图；

图5a是本发明的热压化成夹具层压板示意图之一；

图5b是本发明的热压化成夹具层压板示意图之二；

图6a是本发明的冷压成型夹具示意图之一；

图6b是本发明的冷压成型夹具示意图之二；

图7a是本发明的冷压板正视图；

图7b是本发明的冷压板示意图；

图8是本发明的充放电源示意图

图9a是本发明的接触探针的正视图；

图9b是本发明的接触探针的侧视图；

图9c是本发明的接触探针的俯视图；

图9d是本发明的接触探针的示意图；

图10a是本发明的接触铜板的主视图；图10b是本发明的接触铜板的侧视图；

图10c是本发明的接触铜板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，包括机架1、入料平台2、上下料机械抓手3、冷压成型夹具5、多套热压化成夹具4、若干充放电电源6、安全报警模块以及中央控制器7，所述入料平台2、冷压成型夹具5、热压化成夹具4依次沿所述机架的长度方向排布在机架1的中层，并且所述入料平台2的软包电池摆放方向、所述冷压成型夹具5的摆放方向以及热压化成夹具4的电池摆放方向一致，并且用于摆放的软包电池的格挡一一对应；所述充放电电源6安装在机架1的底层，并且每套所述热压化成夹具4均对应一套充放电电源6；所述上下料机械抓手3设置在所述机架1的上层，并且上下料机械抓手3的运动行程覆盖整个热压化成夹具4或者整个机架1上层的工作区；所述入料平台2、上下料机械抓手3、冷压成型夹具5、多套热压化成夹具4、若干充放电电源6以及安全报警模块均与所述中央控制器7电连；组成一套完整的系统，可以人工将电池投入到入料平台后，自动进行生产的设备；

如图2所示，所述入料平台2包括用于夹在软包电池两侧保持软包电池垂直的电池档板21、用于承载软包电池的下支撑板22、用于调整下支撑板纵向位置的高度调节螺丝23、用于保证软包电池始终处于垂直状态的定位气缸24、用于扶正软包电池气包的电池导向块25以及用于提供整体支撑的安装框架26，所述电池档板21垂直安装在安装框架26的上层，其中相邻两电池挡板21之间留有用于垂直放置软包电池的间隙，并且每块电池挡板21的两端均装有电池导向块 25，同侧相邻两电池导向块25之间的导向间隙251从上到下渐减；所述下支撑板22水平设置在所述电池挡板21的正下方，并且下支撑板22的两端部设有用于螺接高度调节螺丝23的螺纹孔；所述高度调节螺丝23底部与所述安装框架26的底部安装板固接，并保持高度调节螺丝23垂直布置，其中所述高度调节螺丝23的自由端穿入下支撑板22的螺纹孔后与之螺接；所述定位气缸24安装在所述安装框架 26上，所述定位气缸24的运动轨迹为直线往复运行，且运动方向与电池挡板21布置方向垂直，所述定位气缸24的输出端安装与电池挡板21平行的扶正板241，所述扶正板241位于最外端的电池挡板21 之外，并且扶正板241的高度大于所述电池挡板21的高度；当电池放入到入料平台2后，左右由电池档板21进行支撑，由下支撑板22 进行电池的承载，高度调节螺丝23是根据电池的大小来调节对应高度的；定位气缸24是保证电池对齐，不歪斜；电池导向块25是对软包电池的气包进行扶正的作用；

如图3所示，所述上下料机械手3包括用于提供水平方向移动的水平移动机构31、用于提供纵向移动的垂直升降机构32和用于抓取软包电池的电池紧机构33，所述水平移动机构31包括用于提供驱动力的第一伺服电机311、用于传递驱动力的齿轮齿条组件312、用于水平导向的支撑导轨313以及用于安装第一伺服电机的电机安装架 314，所述支撑导轨313沿所述机架1长度方向水平架设在机架1上层，并且支撑轨道313跨越整个机架1上层的工作区或者只覆盖热压化成夹具的工作区；所述第一伺服电机通过电机安装架悬挂于支撑导轨上，并且电机安装架314与支撑导轨313滑动连接；所述齿轮齿条组件312包括光杆3121、齿轮以及齿条，所述光杆3121架设在所述电机安装架314上，二者转动连接，所述光杆3121通过装于其上的皮带轮与所述第一伺服电机311的输出轴皮带传动连接，实现二者同步转动；所述光杆3121的两端同轴固装齿轮；所述支撑导轨313上沿其轴向安装能与齿轮啮合的齿条，实现电机安装架314与支撑导轨 313的滑动连接；所述垂直升降机构32包括用于提供纵向驱动力的第二伺服电机321以及用于传递纵向驱动力的垂直丝杆322，所述第二伺服电机321安装在所述电机安装架314上；所述垂直丝杆322的上部光杆段与所述第二伺服电机321的输出轴固连，所述垂直丝杆 322的下部螺纹段与所述电池夹紧机构33螺接，实现电池夹紧机构 33沿垂直丝杆322轴向上下移动；所述电池夹紧机构33包括用于驱动夹爪夹紧的抓取气缸331、用于夹紧电池的电池夹爪332以及用于安装夹爪的夹爪安装座333，所述抓取气缸331安装在所述夹爪安装座333上；所述夹爪安装座333的下端安装面上均匀安装若干电池夹爪332；所述电池夹爪332包括两个夹板夹头、夹持弹簧以及连接板，两个夹板夹头为一组形成用于夹持软包电池的夹子，并且两个夹板夹头之间设有连接板和夹持弹簧，并且所述夹持弹簧的两端分别与同侧的夹板夹头固接；所述抓取气缸的动力输出端穿过连接板与夹板夹头相连；电池夹爪的排布与热压化成夹具上用于放置软包电池的电池放置格挡一一对应；水平移动机构31是由第一伺服电机311驱动齿轮齿条组件312配合支撑导轨313进行水平方向的运动；垂直升降机构 32是由第二伺服电机321驱动垂直丝杆322进行上下运动，电池紧机构33是由抓取气缸331，电池夹爪332组成对电池进行抓取的机构。

所述热压化成夹具4包括用于提供驱动力的第三伺服电机41、对伺服电机的驱动力进行比例调整的第一减速电机42、第一齿轮箱 43、将转动转换为水平方向移动的第一滚珠丝杆螺母副44、若干块对电池进行隔断并加热加压的第一层压板45、对所述第一层压板水平支撑的第一导向杆46以及对第三伺服电机41所驱动的层板产生的压力进行计量的第一压力检测组件47，所述第三伺服电机41的输出轴与所述第一减速电机42的输入轴轴接，所述第一减速电机42的输出轴通过第一齿轮箱43与第一滚珠丝杆副44的滚珠螺母固接；所述第一层压板45垂直套在所述第一导向杆46上，并且所述第一层压板45与所述第一导向杆46间隙配合，实现所述第一层压板45沿第一导向杆46轴向滑移，相邻两第一层压板45之间的间隙作为用于放置软包电池的电池放置格挡；所述第一压力检测组件47夹在所述第一层压板45与第一滚珠丝杆副44之间；所述第一层压板45包括第一夹具铝板451、第一铝板支撑件452、加热板453、第一导向套454、第一温度传感器455以及用于与软包电池极耳接触的接触探针456，所述第一夹具铝板451的表面各贴覆一块加热板453，所述第一夹具铝板451的两侧边各安装一套第一铝板支撑件452，并且所述第一铝板支撑件452的上端安装用于套在第一导向杆上的第一导向套454；所述第一温度传感器455安装在所述第一夹具铝板451内部；所述接触探针456安装在第一夹具铝板451的两侧边；设备通过第三伺服电池41上电，其主轴旋转带动第一减速电机42的主轴进行旋转，第一减速机42带动第一齿轮箱43进行运动，第一齿轮箱43与第一滚珠丝杆螺母副44进行连接，带动相应的丝杆441转动，螺母442进行水平方向移动，带动第一层压板46进行水平方向移动，第一层压板 46是通过第一导向杆45进行支撑导向的，当第一层压板46压缩到一定位置时，第一压力检测组件47会进行加压。压力传感器采集到信息后与系统设定的值进行对比操作，设备按照要求进行相应的动作。

所述冷压成型夹具5包括用于提供驱动力的第四伺服电机51、对第四伺服电机51的驱动力进行比例调整的第二减速电机52、第二齿轮箱53、将转动转换为水平方向移动的第二滚珠丝杆螺母副54、若干块对电池进行隔断与加压的冷压板55、对所述冷压板水平支撑的第二导向杆56、对伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第二压力检测组件57、用于对冷压板降温的水冷机构，所述第四伺服电机51的输出轴与所述第二减速电机52的输入轴轴接，所述第二减速电机52的输出轴通过第二齿轮箱53与第二滚珠丝杆副54的滚珠螺母固接；所述冷压板55套在所述第二导向杆56上，并且所述冷压板55与所述第二导向杆56间隙配合，实现所述冷压板55沿第二导向杆56轴向滑移；所述第二压力检测组件57夹在所述冷压板55 与第二滚珠丝杆副54之间；所述冷压板55包括冷却压板551、第二铝板支撑件552、第二导向套553以及第二温度传感器554，所述冷却压板551的内部分布若干用于通冷却水的贯通孔5511，所述贯通孔5551相互连通；所述冷却压板551的两侧边各安装一套第二铝板支撑件552，并且所述第二铝板支撑件552的上端安装用于套在第二导向杆上的第二导向套553；所述第二温度传感器554安装在所述冷却压板内部；所述水冷机构包括能与外界水源连通的水管以及用于控制水管流量的控制阀，水管与冷压板的贯通孔连通，所述控制阀设置在水管上；设备运动方式与热压化成夹具4相同。区别在于，冷压成型夹具5没有电池探针接触组件或者铜板接触组件，增加了冷压板 551的水冷却系统，由电磁阀对循环水进行自动控制。冷却压板551 中间加工成为相互贯通的孔，通过接上水管可以使冷却循环水从中间流过，使冷却压板进行降温，从而对电池进行降温处理。

所述充放电装置6包括机箱61、用于对软包电池进行充放电的充放电驱动板62、连接导线63、设置在机箱内的可变条件的独立的多路通道锂电池循环电源模块64以及散热风扇，所述充放电驱动板 62和多路通道锂电池循环电源模块64安装在所述机箱61上，其中所述充放电驱动板62的供电端通过所述连接导线63、所述接触探针 456与聚合物软包电池的极耳电连；所述多路通道锂电池循环电源模块64的供电端与所述充放电驱动板62的充电端电连，实现对软包电池进行充放电的供电模块；所述散热风扇设置在装在机箱61上，并且散热风扇的出风口对准充放电驱动板以及化成功率驱动板；所述连接导线61是连接所述接触探针456或者接触铜板457与充放电驱动板62，充放电系统对电池进行通电化成操作，多路通道锂电池循环电源模块64是对电池进行充放电的供电模块。

所述中央控制器7包括自动生产流程控制模块、温度控制模块、加压保压模块、上下料控制模块、充放电循环控制模块、数据处理模块以及报警控制模块，所述自动生产流程控制单元的信号输入端与人机交互界面的信号输出端电连，所述自动生产流程控制单元的信号输出端、所述温度控制单元的信号输入端、加压保压单元的信号输入端以及充放电循环控制单元的信号输入端分别与数据处理单元的相应信号输入端电连，所述数据处理单元的信号输出端分别与上下料控制模块的第一伺服电机控制端、第二伺服电机控制端、抓取气缸的控制端、入料平台的定位气缸控制端以及报警控制模块的信号输入端电连，所述报警控制模块的信号输出端与所述安全报警模块的报警器信号输入端电连；所述温度控制单元的信号输出端分别与所述热压化成夹具的第三伺服电机控制端、所述冷压成型夹具的第四伺服电机控制端、所述散热风扇的控制端以及水冷机构的控制阀控制端电连；所述加压保压单元的信号输入端分别与所述热压化成夹具的第一压力检测组件的信号输出端、所述冷压成型夹具的第二压力检测组件的信号输出端信号双向连接。

所述贯通孔5551分为水平贯通孔和垂直贯通孔，并且水平贯通孔和垂直贯通孔相交处相互连通成网状，并且水平贯通孔的末端端口、垂直贯通孔的末端端口分别与水冷机构中相应的水管连通，实现对冷压板的降温处理。

所述贯通孔5551包括2条彼此平行的水平贯通孔和2条彼此平行的垂直贯通孔，其中两条水平贯通孔的末端端口延伸至冷压板的两侧端面处，并与水冷机构相应的水管管路连通；两条垂直贯通孔的上端的末端端口延伸至处于上层的水平贯通孔处，并与之连通，垂直贯通孔的下端的末端端口延伸至冷压板底面处，并与水冷机构相应的水管管路连通。

所述第一压力检测组件47与所述第二压力检测组件57结构一致，包括用于对层压板进行加压缓冲的弹簧缓冲模组和用于对相应的伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的压力传感器，所述弹簧缓冲模组夹在所述层压板与相应的滚珠丝杆副之间，其中所述弹簧缓冲模组一端与同侧最外端的层压板相连，另一端与对应的滚珠丝杆副的安装板相连；所述压力传感器设置在所述安装板与同侧的滚珠螺母之间，其中第一压测试组件与第一滚珠丝杆副对应，第二压测试组件与第二滚珠丝杆副对应。

第一滚珠丝杆副44和第二滚珠丝杆副54结构一致，包括滚珠丝杆、滚珠螺母、丝杆固定座、支撑轴承以及挡板，所述滚珠螺母与对应的齿轮箱的输出轴键连接；所述滚珠丝杆水平布置，并且所述滚轮丝杆与所述滚珠螺母螺接；所述丝杆的两端通过支撑轴承与所述丝杆固定座转动连接，所述丝杆固定座安装在机架的热压化成夹具对应的工作台面上。

第一齿轮箱43和第二齿轮箱53的结构一致，包括主传动齿轮、两个一级传动齿轮和四个二级传动齿轮，所述主传动齿轮与所述减速机的输出轴相连，两个一级传动齿轮分别与所述主传动齿轮、所述二级传动齿轮啮合，所述二级传动齿轮与相应的滚珠丝杆副的滚珠螺母键连接，实现动力的逐级传动；其中第一齿轮箱对应第一滚珠丝杆副，第二齿轮箱对应第二滚珠丝杆副。

所述接触探针456包括第一电压片4561、第一电流片4562、安装底座4563以及探针保护套4564，所述第一电压片、第一电流片分别通过安装底座安装在所述的夹具压板两侧，并且所述第一电压片、第一电流片一端与软包电池的相应的极耳接触，所述第一电压片、第一电流片的另一端分别通过连接导线与所述充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述探针保护套罩在软包电池的相应的极耳处。电池极耳与探针进行接触后对电池进行充电或者放电操作。主要是针对电池单侧出极耳的方式的接触方式。

所述接触探针等同替换为接触铜板457，所述接触铜板包括第二电流板4571、第二电压板4572、弹簧压板4573、调节杆4574和板体4575，所述板体沿调节杆轴向垂直安装在所述调节杆上，所述第二电压板和所述第二电流板依次从内向外粘附在所述板体侧面，所述第二电压板、第二电流板分别通过连接导线与充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述弹簧压板安装在板体表面，并且弹簧压板与板体表面留有用于夹紧软包电池极耳的空隙。主要是针对可换型的双侧出极耳的夹具机来进行对应的接触方式。

所述多路通道锂电池循环电源模块64包括单片机电路、化成功率驱动板、功率电源、辅助电源以及电源开关，所述化成功率驱动板的输电端通过单片机电路分别与功率电源的供电端、辅助电源的供电端电连，并且电源开关设置在单片机电路上，用于控制整个充放电源的通断。

本设备的安全报警模块采用超温超电压烟雾报警。

在使用此设备时，确定电池的生产工艺后，对设备进行调整设定技术参数，设备初始化完成后，第一层压板46开始按照设定要求对夹具铝板461进行加温，夹具进入初始位置，开始手工进行上料，电池放入到热压化成夹具4所带动的第一层压板46之间，电池放入完成后热压化成夹具4开始对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当所有条件满足后，设备自动打开，取出电池。如此为一个循环。

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包括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 (9)

1.软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：包括机架、入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、若干充放电电源、安全报警模块以及中央控制器，所述入料平台、冷压成型夹具、热压化成夹具依次沿所述机架的长度方向排布在机架的中层，并且所述入料平台的软包电池摆放方向、所述冷压成型夹具的摆放方向以及热压化成夹具的电池摆放方向一致，并且用于摆放的软包电池的格挡一一对应；所述充放电电源安装在机架的底层，并且每套所述热压化成夹具均对应一套充放电电源；所述上下料机械抓手设置在所述机架的上层，并且上下料机械抓手的运动行程覆盖整个热压化成夹具或者整个机架上层的工作区；所述入料平台、上下料机械抓手、冷压成型夹具、多套热压化成夹具、若干充放电电源以及安全报警模块均与所述中央控制器电连；

所述入料平台包括用于夹在软包电池两侧保持软包电池垂直的电池档板、用于承载软包电池的下支撑板、用于调整下支撑板纵向位置的高度调节螺丝、用于保证软包电池始终处于垂直状态的定位气缸、用于扶正软包电池气包的电池导向块以及用于提供整体支撑的安装框架，所述电池档板垂直安装在安装框架的上层，其中相邻两电池挡板之间留有用于垂直放置软包电池的间隙，并且每块电池挡板的两端均装有电池导向块，同侧相邻两电池导向块之间的导向间隙从上到下渐减；所述下支撑板水平设置在所述电池挡板的正下方，并且下支撑板的两端部设有用于螺接高度调节螺丝的螺纹孔；所述高度调节螺丝底部与所述安装框架的底部安装板固接，并保持高度调节螺丝垂直布置，其中所述高度调节螺丝的自由端穿入下支撑板的螺纹孔后与之螺接；所述定位气缸安装在所述安装框架上，所述定位气缸的运动轨迹为直线往复运行，且运动方向与电池挡板布置方向垂直，所述定位气缸的输出端安装与电池挡板平行的扶正板，所述扶正板位于最外端的电池挡板之外，并且扶正板的高度大于所述电池挡板的高度；

所述上下料机械抓手包括用于提供水平方向移动的水平移动机构、用于提供纵向移动的垂直升降机构和用于抓取软包电池的电池夹紧机构，所述水平移动机构包括用于提供驱动力的第一伺服电机、用于传递驱动力的齿轮齿条组件、用于水平导向的支撑导轨以及用于安装第一伺服电机的电机安装架，所述支撑导轨沿所述机架长度方向水平架设在机架上层，并且支撑轨道跨越整个机架上层的工作区或者只覆盖热压化成夹具的工作区；所述第一伺服电机通过电机安装架悬挂于支撑导轨上，并且电机安装架与支撑导轨滑动连接；所述齿轮齿条组件包括光杆、齿轮以及齿条，所述光杆架设在所述电机安装架上，二者转动连接，所述光杆通过装于其上的皮带轮与所述第一伺服电机的输出轴皮带传动连接，实现二者同步转动；所述光杆的两端同轴固装齿轮；所述支撑导轨上沿其轴向安装能与齿轮啮合的齿条，实现电机安装架与支撑导轨的滑动连接；所述垂直升降机构包括用于提供纵向驱动力的第二伺服电机以及用于传递纵向驱动力的垂直丝杆，所述第二伺服电机安装在所述电机安装架上；所述垂直丝杆的上部光杆段与所述第二伺服电机的输出轴固连，所述垂直丝杆的下部螺纹段与所述电池夹紧机构螺接，实现电池夹紧机构沿垂直丝杆轴向上下移动；所述电池夹紧机构包括用于驱动夹爪夹紧的抓取气缸、用于夹紧电池的电池夹爪以及用于安装夹爪的夹爪安装座，所述抓取气缸安装在所述夹爪安装座上；所述夹爪安装座的下端安装面上均匀安装若干电池夹爪；所述电池夹爪包括两个夹板夹头、夹持弹簧以及连接板，两个夹板夹头为一组形成用于夹持软包电池的夹子，并且两个夹板夹头之间设有连接板和夹持弹簧，并且所述夹持弹簧的两端分别与同侧的夹板夹头固接；所述抓取气缸的动力输出端穿过连接板与夹板夹头相连；电池夹爪的排布与热压化成夹具上用于放置软包电池的电池放置格挡一一对应；

所述热压化成夹具包括用于提供驱动力的第三伺服电机、对第三伺服电机的驱动力进行比例调整的第一减速电机、第一齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第一滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断并加热加压的第一层压板、对所述第一层压板水平支撑的第一导向杆以及对第一伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第一压力检测组件，所述第三伺服电机的输出轴与所述第一减速电机的输入轴轴接，所述第一减速电机的输出轴通过第一齿轮箱与第一滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述第一层压板垂直套在所述第一导向杆上，并且所述第一层压板与所述第一导向杆间隙配合，实现所述第一层压板沿第一导向杆轴向滑移，相邻两第一层压板之间的间隙作为用于放置软包电池的电池放置格挡；所述第一压力检测组件夹在所述第一层压板与第一滚珠丝杆副之间；所述第一层压板包括第一夹具铝板、第一铝板支撑件、加热板、第一导向套、第一温度传感器以及用于与软包电池极耳接触的接触探针所述第一夹具铝板的表面各贴覆一块加热板，所述第一夹具铝板的两侧边各安装一套第一铝板支撑件，并且所述第一铝板支撑件的上端安装用于套在第一导向杆上的第一导向套；所述第一温度传感器安装在所述第一夹具铝板内部；所述接触探针安装在第一夹具铝板的两侧边；

所述冷压成型夹具包括用于提供驱动力的第四伺服电机、对第四伺服电机的驱动力进行比例调整的第二减速电机、第二齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第二滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断与加压的冷压板、对所述冷压板水平支撑的第二导向杆、对伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第二压力检测组件、用于对冷压板降温的水冷机构，所述第四伺服电机的输出轴与所述第二减速电机的输入轴轴接，所述第二减速电机的输出轴通过第二齿轮箱与第二滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述冷压板套在所述第二导向杆上，并且所述冷压板与所述第二导向杆间隙配合，实现所述冷压板沿第二导向杆轴向滑移；所述第二压力检测组件夹在所述冷压板与第二滚珠丝杆副之间；所述冷压板包括冷却压板、第二铝板支撑件、第二导向套以及第二温度传感器，所述冷却压板的内部分布若干用于通冷却水的贯通孔，所述贯通孔相互连通；所述冷却压板的两侧边各安装一套第二铝板支撑件，并且所述第二铝板支撑件的上端安装用于套在第二导向杆上的第二导向套；所述第二温度传感器安装在所述冷却压板内部；所述水冷机构包括能与外界水源连通的水管以及用于控制水管流量的控制阀，水管与冷压板的贯通孔连通，所述控制阀设置在水管上；

所述充放电装置包括机箱、用于对软包电池进行充放电的充放电驱动板、连接导线、设置在机箱内的可变条件的独立的多路通道锂电池循环电源模块以及散热风扇，所述充放电驱动板和多路通道锂电池循环电源模块安装在所述机箱上，其中所述充放电驱动板的供电端通过所述连接导线、所述接触探针与聚合物软包电池的极耳电连；所述多路通道锂电池循环电源模块的供电端与所述充放电驱动板的充电端电连，实现对软包电池进行充放电的供电模块；所述散热风扇设置在装在机箱上，并且散热风扇的出风口对准充放电驱动板以及化成功率驱动板；

所述中央控制器包括自动生产流程控制模块、温度控制模块、加压保压模块、上下料控制模块、充放电循环控制模块、数据处理模块以及报警控制模块，所述自动生产流程控制模块的信号输入端与人机交互界面的信号输出端电连，所述自动生产流程控制模块的信号输出端、所述温度控制模块的信号输入端、加压保压模块的信号输入端以及充放电循环控制模块的信号输入端分别与数据处理模块的相应信号输入端电连，所述数据处理模块的信号输出端分别与上下料控制模块的第一伺服电机控制端、第二伺服电机控制端、抓取气缸的控制端、入料平台的定位气缸控制端以及报警控制模块的信号输入端电连，所述报警控制模块的信号输出端与所述安全报警模块的报警器信号输入端电连；所述温度控制模块的信号输出端分别与所述热压化成夹具的第三伺服电机控制端、所述冷压成型夹具的第四伺服电机控制端、所述散热风扇的控制端以及水冷机构的控制阀控制端电连；所述加压保压模块的信号输入端分别与所述热压化成夹具的第一压力检测组件的信号输出端、所述冷压成型夹具的第二压力检测组件的信号输出端信号双向连接。

2.如权利要求1所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述贯通孔分为水平贯通孔和垂直贯通孔，并且水平贯通孔和垂直贯通孔相交处相互连通成网状，并且水平贯通孔的末端端口、垂直贯通孔的末端端口分别与水冷机构中相应的水管连通，实现对冷压板的降温处理。

3.如权利要求2所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述贯通孔包括2条彼此平行的水平贯通孔和2条彼此平行的垂直贯通孔，其中两条水平贯通孔的末端端口延伸至冷压板的两侧端面处，并与水冷机构相应的水管管路连通；两条垂直贯通孔的上端的末端端口延伸至处于上层的水平贯通孔处，并与之连通，垂直贯通孔的下端的末端端口延伸至冷压板底面处，并与水冷机构相应的水管管路连通。

4.如权利要求1所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述第一压力检测组件与所述第二压力检测组件结构一致，包括用于对层压板进行加压缓冲的弹簧缓冲模组和用于对相应的伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的压力传感器，所述弹簧缓冲模组夹在所述层压板与滚珠丝杆副之间，其中所述弹簧缓冲模组一端与同侧最外端的层压板相连，另一端与对应的滚珠丝杆副的安装板相连；所述压力传感器设置在所述安装板与同侧的滚珠螺母之间，其中第一压测试组件与第一滚珠丝杆副对应，第二压测试组件与第二滚珠丝杆副对应。

5.如权利要求1所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：第一滚珠丝杆副和第二滚珠丝杆副结构一致，包括滚珠丝杆、滚珠螺母、丝杆固定座、支撑轴承以及挡板，所述滚珠螺母与对应的齿轮箱的输出轴键连接；所述滚珠丝杆水平布置，并且所述滚珠丝杆与所述滚珠螺母螺接；所述丝杆的两端通过支撑轴承与所述丝杆固定座转动连接，所述丝杆固定座安装在机架的热压化成夹具对应的工作台面上。

6.如权利要求5所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：第一齿轮箱和第二齿轮箱的结构一致，包括主传动齿轮、两个一级传动齿轮和四个二级传动齿轮，所述主传动齿轮与减速机的输出轴相连，两个一级传动齿轮分别与所述主传动齿轮、所述二级传动齿轮啮合，所述二级传动齿轮与相应的滚珠丝杆副的滚珠螺母键连接，实现动力的逐级传动；其中第一齿轮箱对应第一滚珠丝杆副，第二齿轮箱对应第二滚珠丝杆副。

7.如权利要求1所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述接触探针包括第一电压片、第一电流片、安装底座以及探针保护套，所述第一电压片、第一电流片分别通过安装底座安装在所述的夹具压板两侧，并且所述第一电压片、第一电流片一端与软包电池的相应的极耳接触，所述第一电压片、第一电流片的另一端分别通过连接导线与所述充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述探针保护套罩在软包电池的相应的极耳处。

8.如权利要求7所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述接触探针等同替换为接触铜板，所述接触铜板包括第二电流板、第二电压板、弹簧压板、调节杆和板体，所述板体沿调节杆轴向垂直安装在所述调节杆上，所述第二电压板和所述第二电流板依次从内向外粘附在所述板体侧面，所述第二电压板、第二电流板分别通过连接导线与充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述弹簧压板安装在板体表面，并且弹簧压板与板体表面留有用于夹紧软包电池极耳的空隙。

9.如权利要求1所述的软包动力锂软包电池电机传动式热冷压化成夹具设备，其特征在于：所述多路通道锂电池循环电源模块包括单片机电路、化成功率驱动板、功率电源、辅助电源以及电源开关，所述化成功率驱动板的输电端通过单片机电路分别与功率电源的供电端、辅助电源的供电端电连，并且电源开关设置在单片机电路上，用于控制整个充放电源的通断。