CN108011419A - 串联方式镍氢电池充放电机 - Google Patents
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Abstract
串联方式镍氢电池充放电机，包括用于对镍氢电池充放电的充放电单元、用于夹紧镍氢电池的运动单元以及用于控制充放电单元和运动单元工作的总控制器，所述充放电单元包括电源柜、充放电电源、供电电源、电源控制板、报警器以及散热装置；所述运动单元包括运动机构柜和用于夹紧镍氢电池的夹紧机构，所述夹具机构包括上探针板组件、下探针板组件、驱动气缸、导向杆、夹紧架以及托盘和控制器。本发明的有益效果是：对圆柱形镍氢电池进行整盘加额定电流条件进行恒流充放电流程，在充放电过程中可以对电池的电流、电压、托盘温度等参数进行实时监测，并描绘对应的曲线。适应圆柱形镍氢电池高度和大小在一定范围内变化的电池尺寸，产品换型操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种串联方式镍氢电池充放电机。
背景技术
圆柱形镍氢电池具备广泛应用于电动汽车、电动客车、电动工具、储能站等方面，应用领域十分广泛。在可充放电电池系列中，镍氢电池具有独特的耐过充过放、高速放电能力强、高安全性等优点，应用范围十分广泛。在圆柱形镍氢电池的生产工艺流程中，预充电、化成、分容都是其中十分重要的工艺环节，充放电机是这个工艺环节中主要的生产设备，对电池的出厂质量起到重要作用。
发明内容
为了解决现有在圆柱形镍氢电池预充电、化成、分容工艺环节中无法整盘充放电、无法与物流线堆垛机连接，批量生产操作繁琐效率低下，多批次生产产品的一致性难保证、保护机制不完善等缺点，旨在提供一种操作方便、安全性高、适用于一定尺寸范围内变化的预充电、化成、分容的串联方式镍氢电池充放电机。
本发明所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：包括用于对镍氢电池充放电的充放电单元、用于夹紧镍氢电池的运动单元以及用于控制充放电单元和运动单元工作的总控制器，所述充放电单元包括电源柜、充放电电源、供电电源、电源控制板、报警器以及散热装置，所述充放电电源、电源控制板、报警器以及散热装置均安装在电源柜的内部，所述充放电电源的控制端与所述电源控制板的第一信号传输端电连，所述电源控制板的第二信号传输端、所述运动单元的控制端分别与所述总控制器的相应的信号传输端电连；所述散热装置的供电端、所述电源控制板的供电端以及所述驱动电机的供电端均与所述供电电源电连；
所述电源柜上设有多个独立的电源充放电通道、用于进风的导风通道以及用于出风的通风网板，所述电源充放电通道的电源端与所述充放电电源的电源连接端电连，所述电源充放电通道的控制端与所述电源控制板的控制端电连，所述电源充放电通道的插接端口嵌装在电源柜的正面，并通过连接导线与运动单元的传输端电连；所述导风通道设置在所述电源柜的背面，所述导风通道与电源柜内腔连通，并且所述导风通道延伸至散热装置的进风口处；所述通风网板固装在所述电源柜正面的出风口表面；
所述充放电电源设置多套，且每套独立工作，一套充放电电源对应一个电源充放电通道，二者通过相应导线电连；
所述电源控制板包括用于检测镍氢电池通过电流的电流检测器、用于检测镍氢电池电压的电压检测器、用于处理检测信号的数据处理器、用于传输检测信号的信号传输器、用于控制报警器启闭的报警模块以及用于控制充放电电源启闭的人机交互界面，所述电流检测器的信号输入端、所述电压检测器的信号输入端分别通过导线与所述电源充放电通道的信号传输端电连，所述电流检测器的信号输出端、所述电压检测器的信号输出端分别与所述数据处理器的信号输入端电连，所述数据处理器的信号输出端与所述信号传输器的信号输入端电连，所述信号传输器的信号输出端与所述总控制器的信号输入端信号连接；所述数据处理器的信号输出端分别与所述报警模块的信号输入端、所述散热装置的控制端信号连接，所述报警模块的信号输出端与所述报警器的控制端电连；
所述运动单元包括运动机构柜和用于夹紧镍氢电池的夹紧机构，所述运动机构柜的内腔通过相应横隔板和竖隔板分隔成若干用于对镍氢电池进行充放电检测的电池检测区，其中每个电池检测区都对应安装一套用于夹紧镍氢电池的夹紧机构，每套电池检测区对应一套独立的充放电电源；所述夹具机构包括上探针板组件、下探针板组件、驱动气缸、导向杆、夹紧架以及托盘和总控制器，所述驱动气缸固装在相应电池检测区的底部隔板上，并保持驱动气缸的活塞杆沿纵向往复运动；所述导向杆沿其轴向从上到下依次安装上探针板组件、夹紧架和上探针板组件，上探针板组件与导向杆、下探针板组件通过相应滑块与导向杆滑动连接，夹紧架水平固接在上探针板组件与下探针板组件之间的导向杆上；上探针板组件的接触探针与下探针板组件的接触探针一一对应，并且上探针板组件的接触探针、下探针板组件的接触探针均面向设置在二者之间的夹紧架；所述上探针板组件、所述下探针板组件分别与对应驱动气缸的活塞杆固接，实现上探针板组件、下探针板组件沿导向杆上下移动，探针板由两个汽缸控制，并且上探针板组件、下探针板组件相向运动；所述上探针板组件的正极接触探针与下探针板组件的负极接触探针用导线相互连接，导线之间采用连接器转接，方便探针板组件维护；所述上探针板组件的连接端、下探针板组件的连接端通过导线分别与所述电源充放电通道电连，使得镍氢电池的两级与相应的充放电电池串联；所述控制器的信号输出端与所述驱动电机的控制端电连；所述控制器的供电端与所述供电电源相应的控制端电连；
所述总控制器包括用于接收检测信号的信号采集器、用于处理分析数据的数据转换器以及用于存储分析数据的数据存储器，所述信号采集器的信号输入端与所述信号传输器信号输出端信号连接，所述信号采集器的信号输出端与所述数据转换器的信号输入端电连，所述数据转换器的信号输出端与所述数据存储器的信号输入端电连。
所述导向杆上的滑块各配有一个用于限制上探针板组件与下探针板组件之间间隙高度的限位块，且两限位块接触时，上探针板组件的接触探针、下探针板组件的接触探针分别与镍氢电池的两端的接触极接触连接，实现放入对应托盘内的镍氢电池的串联检测。
所述运动单元还包括托盘到位检测机构，所述托盘到位检测机构包括用于推入托盘的托盘推动机构、用于检测托盘是否到位的位置感应器和用于提示托盘位置异常的感应器，所述托盘推动机构设置在夹紧架的入口处，并且托盘推动机构的运动方向指向夹紧架，所述位置感应器设置在夹紧架的内侧，所述位置感应器的信号输出端与所述控制器的第二信号输入端电连，所述位置感应器的控制端、所述托盘推动机构的控制端分别与所述控制器的相应的信号输出端电连。
所述散热装置为多台散热风机，其中散热装置安装在电源柜的上部，所述散热风机的进风口与导风通道连通，出风口位于通风网板处，实现电源柜从上进风从下出风。
所述人机交互界面包括用于控制充放电电源启停的启动按钮、用于出现异常情况时关闭电源充放电通道的急停按钮、用于指示充放电电源工作状态的状态指示灯以及用于控制电源柜主电源的空开按钮，所述启动按钮、所述急停按钮以及所述状态指示灯分别与所述数据处理器的相应控制端电连，实现对充放电电源启停的控制以及状态指示；每个状态指示灯对应一个充放电电源；所述空开按钮串联在电源柜主电源的连接线上，实现对总电源的控制。
所述电源柜的底部安装万向轮。
工作时，运动机构柜的电池检测区处放入用于装在镍氢电池的托盘，开启驱动气缸，驱动气缸带动上、下探针板组件相向运动，用于控制加载不同电池高度的电池托盘，电池探针采用驱动气缸整体控制压紧，控制方便，一致性好。运动机构柜通过托盘到位检测机构还能检测各种情况的托盘到位异常情况并提出警示，安全性好。电源柜放置于运动机构柜的后面，连线简便，每66个电池串联对应一个充放电通道，具有充放电效率高和电流一致性好等优点。供电电源主要给运动单元和充放电单元提供供电需求，在工作过程事实检测各主要功能部件的工作状态，出现异常情况能及时上传报警模块。报警模块在出现异常停电情况能及时保存当前工作状态，保证充放电过程的数据不丢失，来电后给操作者提示信息，检测的数据通过路由器上传至总控制器。
本发明的有益效果是：本充放电机应用于圆柱形镍氢电池的预充、化成、分容等电池生产工序。主要是对圆柱形镍氢电池进行整盘加额定电流条件进行恒流充放电流程，在充放电过程中可以对电池的电流、电压、托盘温度等参数进行实时监测，并描绘对应的曲线。适应圆柱形镍氢电池高度和大小在一定范围内变化的电池尺寸，产品换型操作简便。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的后视图。
图4是本发明的夹紧机构的主视图。
图5是本发明的夹紧机构的侧视图。
图6是本发明的俯视图。
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本发明所述的串联方式镍氢电池充放电机，包括用于对镍氢电池充放电的充放电单元1、用于夹紧镍氢电池的运动单元2以及用于控制充放电单元和运动单元工作的总控制器，所述充放电单元1包括电源柜11、充放电电源、供电电源、电源控制板、报警器以及散热装置12，所述充放电电源、电源控制板、报警器以及散热装置均安装在电源柜的内部，所述充放电电源的控制端与所述电源控制板的第一信号传输端电连，所述电源控制板的第二信号传输端、所述运动单元的控制端分别与所述总控制器的相应的信号传输端电连；所述散热装置的供电端、所述电源控制板的供电端以及所述驱动电机的供电端均与所述供电电源电连；
所述电源柜11上设有8个独立的电源充放电通道、用于进风的导风通道111以及用于出风的通风网板112，所述电源充放电通道的电源端与所述充放电电源的电源连接端电连，所述电源充放电通道的控制端与所述电源控制板的控制端电连，所述电源充放电通道的插接端口嵌装在电源柜11的正面，并通过连接导线与运动单元的传输端电连；所述导风通道111设置在所述电源柜11的背面，所述导风通道111与电源柜11内腔连通，并且所述导风通道111延伸至散热装置12的进风口处；所述通风网板112固装在所述电源柜11正面的出风口表面；
所述充放电电源设置8套，且每套独立工作，一套充放电电源对应一个电源充放电通道，二者通过相应导线电连；
所述电源控制板包括用于检测镍氢电池通过电流的电流检测器、用于检测镍氢电池电压的电压检测器、用于处理检测信号的数据处理器、用于传输检测信号的信号传输器、用于控制报警器启闭的报警模块以及用于控制充放电电源启闭的人机交互界面13，所述电流检测器的信号输入端、所述电压检测器的信号输入端分别通过导线与所述电源充放电通道的信号传输端电连，所述电流检测器的信号输出端、所述电压检测器的信号输出端分别与所述数据处理器的信号输入端电连，所述数据处理器的信号输出端与所述信号传输器的信号输入端电连，所述信号传输器的信号输出端与所述总控制器的信号输入端信号连接；所述数据处理器的信号输出端分别与所述报警模块的信号输入端、所述散热装置的控制端信号连接，所述报警模块的信号输出端与所述报警器的控制端电连；
所述运动单元2包括运动机构柜21和用于夹紧镍氢电池的夹紧机构22，所述运动机构柜21的内腔通过相应横隔板211和竖隔板212分隔成若干用于对镍氢电池进行充放电检测的电池检测区213，其中每个电池检测区213都对应安装一套用于夹紧镍氢电池的夹紧机构22，每套电池检测区213对应一套独立的充放电电源；所述夹具机构22包括上探针板组件221、下探针板组件222、驱动气缸223、导向杆224、夹紧架225、托盘226和控制器，所述驱动气缸固装在相应电池检测区213的底部横隔板211上，并保持驱动气缸223的活塞杆沿纵向往复运动；所述导向杆224沿其轴向从上到下依次安装上探针板组件221、夹紧架225和下探针板组件222，上探针板组件221与导向杆224、下探针板组件222通过相应滑块与导向杆224滑动连接，夹紧架225水平固接在上探针板组件221与下探针板组件222之间的导向杆上；探针板组件的接触探针与下探针板组件的接触探针一一对应，并且上探针板组件221的接触探针、下探针板组件222的接触探针均面向设置在二者之间的夹紧架225；所述上探针板组件221、所述下探针板组件222分别与相应驱动气缸223的活塞杆固接，实现上探针板组件221、下探针板组件222沿导向杆224上下移动，并且上探针板组件221、下探针板组件222相向运动；所述上探针板组件221的接触探针之间相互串联，并通过一总连接端引出作为上探针板组件用于与电源充放电通道连接的连接端；下探针板组件222的接触探针之间相互串联，并通过一总连接端引出作为下探针板组件用于与电源充放电通道连接的连接端；所述上探针板组件221的连接端、下探针板组件222的连接端通过导线分别与所述电源充放电通道电连，使得镍氢电池的两级与相应的充放电电池串联；所述控制器的信号输出端与所述驱动电机的控制端电连；所述控制器的供电端与所述供电电源相应的控制端电连；
所述总控制器包括用于接收检测信号的信号采集器、用于处理分析数据的数据转换器以及用于存储分析数据的数据存储器，所述信号采集器的信号输入端与所述信号传输器信号输出端信号连接，所述信号采集器的信号输出端与所述数据转换器的信号输入端电连，所述数据转换器的信号输出端与所述数据存储器的信号输入端电连。
所述导向杆224的上的滑块各配有一个用于限制上探针板组件与下探针板组件之间间隙高度的限位块227，且两限位块接触时，驱动气缸停止工作，上探针板组件的接触探针、下探针板组件的接触探针分别与镍氢电池的两端的接触极接触连接，实现放入对应托盘内的镍氢电池的串联检测。
所述运动单元还包括托盘到位检测机构，所述托盘到位检测机构包括用于推入托盘的托盘推动机构和用于检测托盘是否到位并提示提示托盘位置异常的位置感应器，所述托盘推动机构设置在夹紧架的入口处，并且托盘推动机构的运动方向指向夹紧架，所述位置感应器设置在夹紧架的内侧，所述位置感应器的信号输出端与所述控制器的第二信号输入端电连，所述位置感应器的控制端、所述托盘推动机构的控制端分别与所述控制器的相应的信号输出端电连。
所述散热装置12为6台散热风机，其中散热装置安装在电源柜的上部，所述散热风机的进风口与导风通道111连通，出风口位于通风网板112处，实现电源柜11从上进风从下出风。
所述人机交互界面13包括用于控制充放电电源启停的启动按钮131、用于出现异常情况时关闭电源充放电通道的急停按钮132、用于指示充放电电源工作状态的状态指示灯133以及用于控制电源柜主电源的空开按钮134，所述启动按钮131、所述急停按钮132以及所述状态指示灯133分别与所述数据处理器的相应控制端电连，实现对充放电电源启停的控制以及状态指示；每个状态指示灯对应一个充放电电源；所述空开按钮串联在电源柜主电源的连接线上，实现对总电源的控制。
所述电源柜11的底部安装万向轮113。
上探针板组件的下表面均匀设有66个接触探针，与下探针板组件的上表面均匀设置的66个接触探针一一对应。
工作时，运动机构柜的电池检测区处放入用于装在镍氢电池的托盘，开启驱动气缸，驱动气缸带动上、下探针板组件相向运动，用于控制加载不同电池高度的电池托盘，电池探针采用驱动气缸整体控制压紧，控制方便，一致性好。运动机构柜通过托盘到位检测机构还能检测各种情况的托盘到位异常情况并提出警示，安全性好。电源柜放置于运动机构柜的后面，连线简便，每66个电池串联对应一个充放电通道，具有充放电效率高和电流一致性好等优点。供电电源主要给运动单元和充放电单元提供供电需求，在工作过程事实检测各主要功能部件的工作状态，出现异常情况能及时上传报警模块。报警模块在出现异常停电情况能及时保存当前工作状态，保证充放电过程的数据不丢失，来电后给操作者提示信息，检测的数据通过路由器上传至总控制器。
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 (6)
1.串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：包括用于对镍氢电池充放电的充放电单元、用于夹紧镍氢电池的运动单元以及用于控制充放电单元和运动单元工作的总控制器，所述充放电单元包括电源柜、充放电电源、供电电源、电源控制板、报警器以及散热装置，所述充放电电源、电源控制板、报警器以及散热装置均安装在电源柜的内部，所述充放电电源的控制端与所述电源控制板的第一信号传输端电连，所述电源控制板的第二信号传输端、所述运动单元的控制端分别与所述总控制器的相应的信号传输端电连；所述散热装置的供电端、所述电源控制板的供电端以及所述驱动电机的供电端均与所述供电电源电连；
所述电源柜上设有多个独立的电源充放电通道、用于进风的导风通道以及用于出风的通风网板，所述电源充放电通道的电源端与所述充放电电源的电源连接端电连，所述电源充放电通道的控制端与所述电源控制板的控制端电连，所述电源充放电通道的插接端口嵌装在电源柜的正面，并通过连接导线与运动单元的传输端电连；所述导风通道设置在所述电源柜的背面，所述导风通道与电源柜内腔连通，并且所述导风通道延伸至散热装置的进风口处；所述通风网板固装在所述电源柜正面的出风口表面；
所述充放电电源设置多套，且每套独立工作，一套充放电电源对应一个电源充放电通道，二者通过相应导线电连；
所述电源控制板包括用于检测镍氢电池通过电流的电流检测器、用于检测镍氢电池电压的电压检测器、用于处理检测信号的数据处理器、用于传输检测信号的信号传输器、用于控制报警器启闭的报警模块以及用于控制充放电电源启闭的人机交互界面，所述电流检测器的信号输入端、所述电压检测器的信号输入端分别通过导线与所述电源充放电通道的信号传输端电连，所述电流检测器的信号输出端、所述电压检测器的信号输出端分别与所述数据处理器的信号输入端电连，所述数据处理器的信号输出端与所述信号传输器的信号输入端电连，所述信号传输器的信号输出端与所述总控制器的信号输入端信号连接；所述数据处理器的信号输出端分别与所述报警模块的信号输入端、所述散热装置的控制端信号连接，所述报警模块的信号输出端与所述报警器的控制端电连；
所述运动单元包括运动机构柜和用于夹紧镍氢电池的夹紧机构，所述运动机构柜的内腔通过相应横隔板和竖隔板分隔成若干用于对镍氢电池进行充放电检测的电池检测区，其中每个电池检测区都对应安装一套用于夹紧镍氢电池的夹紧机构，每套电池检测区对应一套独立的充放电电源；所述夹具机构包括上探针板组件、下探针板组件、驱动气缸、导向杆、夹紧架以及托盘和控制器，所述驱动气缸固装在相应电池检测区的底部隔板上，并保持驱动气缸的活塞杆沿纵向往复运动；所述导向杆沿其轴向从上到下依次安装上探针板组件、夹紧架和上探针板组件，上探针板组件与导向杆、下探针板组件通过相应滑块与导向杆滑动连接，夹紧架水平固接在上探针板组件与下探针板组件之间的导向杆上；探针板组件的接触探针与下探针板组件的接触探针一一对应，并且上探针板组件的接触探针、下探针板组件的接触探针均面向设置在二者之间的夹紧架；所述上探针板组件、所述下探针板组件分别与相应驱动气缸的活塞杆固接，实现上探针板组件、下探针板组件沿导向杆上下移动，并且上探针板组件、下探针板组件相向运动；所述上探针板组件的接触探针之间相互串联，并通过一总连接端引出作为上探针板组件用于与电源充放电通道连接的连接端；下探针板组件的接触探针之间相互串联，并通过一总连接端引出作为下探针板组件用于与电源充放电通道连接的连接端；所述上探针板组件的连接端、下探针板组件的连接端通过导线分别与所述电源充放电通道电连，使得镍氢电池的两级与相应的充放电电池串联；所述控制器的信号输出端与所述驱动电机的控制端电连；所述控制器的供电端与所述供电电源相应的控制端电连；
所述总控制器包括用于接收检测信号的信号采集器、用于处理分析数据的数据转换器以及用于存储分析数据的数据存储器，所述信号采集器的信号输入端与所述信号传输器信号输出端信号连接，所述信号采集器的信号输出端与所述数据转换器的信号输入端电连，所述数据转换器的信号输出端与所述数据存储器的信号输入端电连。
2.如权利要求1所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：所述导向杆的上的滑块各配有一个用于限制上探针板组件与下探针板组件之间间隙高度的限位块，且两限位块接触时，上探针板组件的接触探针、下探针板组件的接触探针分别与镍氢电池的两端的接触极接触连接，实现放入对应托盘内的镍氢电池的串联检测。
3.如权利要求1所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：所述运动单元还包括托盘到位检测机构，所述托盘到位检测机构包括用于推入托盘的托盘推动机构和用于检测托盘是否到位并提示托盘位置是否异常的位置感应器，所述托盘推动机构设置在夹紧架的入口处，并且托盘推动机构的运动方向指向夹紧架，所述位置感应器设置在夹紧架的内侧，所述位置感应器的信号输出端与所述控制器的第二信号输入端电连，所述位置感应器的控制端、所述托盘推动机构的控制端分别与所述控制器的相应的信号输出端电连。
4.如权利要求1所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：所述散热装置为多台散热风机，其中散热装置安装在电源柜的上部，所述散热风机的进风口与导风通道连通，出风口位于通风网板处，实现电源柜从上进风从下出风。
5.如权利要求1所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：所述人机交互界面包括用于控制充放电电源启停的启动按钮、用于出现异常情况时关闭电源充放电通道的急停按钮、用于指示充放电电源工作状态的状态指示灯以及用于控制电源柜主电源的空开按钮，所述启动按钮、所述急停按钮以及所述状态指示灯分别与所述数据处理器的相应控制端电连，实现对充放电电源启停的控制以及状态指示；每个状态指示灯对应一个充放电电源；所述空开按钮串联在电源柜主电源的连接线上，实现对总电源的控制。
6.如权利要求1所述的串联方式镍氢电池充放电机，其特征在于：所述电源柜的底部安装万向轮。
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