CN110794318A - 软包动力锂离子电池自动ocv测试设备 - Google Patents

软包动力锂离子电池自动ocv测试设备 Download PDF

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曹政
蔡清源
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Abstract

软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，包括：机架，用于安装工作部件；运动机构单元，设置在机架的安装腔内，包括探针板组件以及运动机构；托盘输送单元，用于放置托盘并将托盘输送至机架外部的托盘输送线上；电池托盘；OCV测试单元，用于采集待测软包动力锂离子电池OCV参数；以及控制器，设置在机架的安装腔内，所述运动机构单元、托盘输送单元的控制端与所述控制器的相应引脚电连；运动机构单元的信号输出端与所述OCV测试单元电连接，所述控制器的信号输出端与外界服务器的信号输入端信号连接。本发明的有益效果体现在：该软包动力锂离子电池自动OCV测试设备可兼容多种电池尺寸，提高自动化生产效率，实现了电池OCV参数的自动检测，操作简单。

Description

软包动力锂离子电池自动OCV测试设备
技术领域
本发明涉及一种软包动力锂离子电池自动OCV测试设备。
背景技术
软包动力锂离子电池化成分容后(软包动力锂离子电池的表面设有条码),需要对其进行OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)测试，以获得软包动力锂离子电池的K值，电流、电压、电容等参数，以便将参数不合格的电池分选出来，以保证电池成品的品质。传统技术中，OCV测试工序都是人工操作来完成的，这样就会导致以下缺点：第一、单台设备无法自动兼容多种尺寸的电池，生产新尺寸电池事需要定制新的设备，不仅造价高，且占地面积大；第二、由于各操作过程不能一气呵成地连贯性完成，因此对电池测试时的稳定性以及生产效率都有消极影响；第三、在各工序的衔接过程中需要耗费不少劳动力，增加生产成本，且这一过程对电池质量也存在不良影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可以操作方便、测试精准、可自动兼容多种电池尺寸的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备。
本发明所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于，包括：
机架，具有安装腔，并且安装腔内布设多个安装工位，用于安装工作部件；
运动机构单元，设置在机架的安装腔内，包括探针板组件以及运动机构，其中运动机构的夹持部安装在运动机构的运动部上，并随相应运动部的移动而移动；两相对布置的夹持部之间留有电池托盘夹持空间，用于夹装置于电池托盘内的软包动力电池正负电极极耳；每个夹持部面向置物空间的一侧安装探针板组件，并且探针板组件的探针面向电池托盘，用于驱动探针板组件上的探针与托盘内的电池正负极接触连接；
托盘输送单元，设置于机架的电池托盘夹持空间底部，用于放置托盘并将托盘输送至机架外部的托盘输送线上；
电池托盘，安装在电池托盘夹持空间内，设有用于放置软包动力电池的电池放置腔，电池放置腔的面向夹持部的侧面设有用于暴露软包动力电池正负电极极耳的镂空孔；
OCV测试单元，设置在机架的安装腔内，用于采集待测软包动力锂离子电池OCV参数；
以及控制器，设置在机架的安装腔内，所述运动机构单元、托盘输送单元的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述运动机构单元的信号输出端与所述OCV测试单元电连接，所述控制器的信号输出端与外界服务器的信号输入端信号连接。
所述机架上设有用于安装托盘输送单元的输送区、用于安装运动机构单元的运动机构工作区以及用于安装OCV测试单元的采集区，所述输送区设置在所述运动机构工作区的正下方。
所述运动机构包括底板、用于将探针移动至电池极耳位置的水平移动电缸部件、导线束部件以及控制部件，所述底板底部设有一水平布置的加工面，且加工面两侧对称设置两套水平移动电缸部件，并保持两套水平移动电缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动电缸部件的活动端配装探针板组件；
所述探针板组件包括用于夹住软包动力锂离子电池的正负电极极耳的探针和用于将电池极耳与探针接触连接的探针夹紧气缸部件，探针夹紧气缸部件的活动端移动方向与水平移动电缸部件的活动端移动方向垂直；探针夹紧气缸部件朝向电池托盘一侧均安装探针板组件，且探针板组件的极耳夹具可沿极耳夹具压紧气缸部件轴方向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与探针接触连接的同时实现二者的压紧；
所述的探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件均与所述的控制部件的信号输出端信号连接，而所述控制部件的信号输入端与所述电池OCV测试单元的相应信号输出端信号连接，实现控制部件对探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件的控制；所述的导线束部件与所述的控制器的供电端电连接，即所述的探针、探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件均受控于所述的控制部件，所述的导线束部件与所述的控制部件分别与所述控制器的相应控制端电连接。
还包括用于扫描待测圆柱形锂电池信息的扫码单元，所述扫码单元设置于机架的安装腔内，所述扫码单元的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，通过所述扫码单元的信号来控制水平移动电缸部件的运动距离，满足不同尺寸电池的测试，实现自动兼容多种电池尺寸。
所述托盘输送单元包括升降底板、用于托盘升降的托盘顶升气缸部件、用于输送托盘的滚筒输送线、用于阻挡托盘的托盘阻挡块以及用于托盘定位的托盘定位单元，所述升降底板安装在机架的输送区，所述托盘顶升气缸部件安装在所述升降底板上，所述滚筒输送线以及所述托盘阻挡块安装在所述托盘顶升气缸部件上；所述托盘定位单元安装在所述滚筒输送线上，所述滚动输送线的输入端与前端物流相接，所述托盘阻挡块装在所述滚动输送线末端，所述托盘顶升气缸部件的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述滚筒输送线包括主动滚筒和若干被动滚筒，主动滚筒、被动滚筒依次平行排布在机架的输送区，其中主动滚筒作为滚动输送线的输入端与前端物流相接。
所述OCV测试单元包括用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的内阻参数的内阻测试用表、用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的电压参数的电压测试用表以及用于统计并处理采集数据的数据处理器，所述内阻测试用表的信号输入端、所述电压测试用表的信号输入端分别与所述运动机构单元的探针电连，所述内阻测试用表的信号输出端、所述电压测试用表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控制器的信号输入端电连。
所述托盘包括底座、外框和托盘内衬，其中外框底部与底座固装，使得外框与底座围成用于盛放软包锂电池的电池放置腔；外框相对的两侧面设有供软包锂电池极耳伸出的镂空孔；托盘内衬铺设在底座表面，并且托盘内衬表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳左右伸出后可与运动机构的极耳夹具相配合。
电池托盘材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳在托盘左右空档位置伸出，周转运输过程不会碰到极耳的。
所述托盘上还设置有托盘条码，用于内存储电池信息。
工作过程：托盘输送单元在接到控制器命令后，滚筒输送线的主动滚筒转动，带动滚筒输送线的被动滚筒，所述的托盘在主动滚筒以及若干被动滚筒的带动下，碰到托盘阻挡块后停止，主动滚筒停止转动；托盘阻挡块挡住托盘，检测托盘到位后，托盘定位单元工作，将托盘定位准确；托盘条码扫描单元对托盘条码进行扫码判断；托盘输送单元在接到控制器运输托盘到运动机构单元的指令后，托盘顶升气缸部件动作，利用其内部结构将托盘往运动机构单元推送；运动机构单元在接收到托盘输送单元的托盘请求信息后，运动机构单元中的水平移动电缸部件动作，将探针运动至电池极耳位置，然后探针夹紧气缸部件开始工作，带动探针与托盘内的电池的正负极极耳进行接触；所述的OCV测试单元采样托盘内的软包动力锂离子电池的内阻、电压参数，将内阻、电压参数传送到服务器；OCV测试单元在完成测试后，指令运动机构单元中的探针夹紧气缸部件张开探针，水平移动电缸部件动作回位；顶升气缸部件回位，托盘定位单元松开托盘，托盘输送单元在接到指令后，推动托盘出软包动力锂离子电池自动OCV测试设备。
本发明的有益效果体现在：该软包动力锂离子电池自动OCV测试设备可兼容多种电池尺寸，提高自动化生产效率，实现了电池OCV参数的自动检测，操作简单。
附图说明
图1a是本发明的整体结构示意图。
图1b是本发明的主视图。
图1c是本发明的后视图。
图1d是本发明的左视图。
图1e是本发明的右视图。
图1f是本发明的俯视图。
图2a是本发明的运动机构单元结构图。
图2b是本发明的运动机构单元主视图。
图2c是本发明的运动机构单元右视图。
图2d是本发明的运动机构单元俯视图。
图2e是本发明的运动机构单元仰视图。
图3a是本发明的托盘结构图(双层)。
图3b是本发明的托盘结构图(单层)。
图4a是本发明的托盘输送单元结构图。
图4b是本发明的托盘输送单元主视图。
图4c是本发明的托盘输送单元右视图。
图4d是本发明的托盘输送单元俯视图。
图5a是本发明的托盘输送单元与电池托盘位置示意图。
图5b是本发明的托盘输送单元与电池托盘位置侧视图。
图5c是本发明的托盘输送单元与电池托盘位置俯视图。
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离子电池自动OCV测试设备，包括：
机架1，具有安装腔，并且安装腔内布设多个安装工位，用于安装工作部件；
运动机构单元2，设置在机架的安装腔内，包括探针板组件以及运动机构，其中运动机构的夹持部安装在运动机构的运动部上，并随相应运动部的移动而移动；两相对布置的夹持部之间留有电池托盘夹持空间，用于夹装置于电池托盘内的软包动力电池正负电极极耳；每个夹持部面向置物空间的一侧安装探针板组件，并且探针板组件的探针面向电池托盘，用于驱动探针板组件上的探针与托盘内的电池正负极接触连接；
托盘输送单元4，设置于机架的电池托盘夹持空间底部，用于放置托盘并将托盘输送至机架外部的托盘输送线上；
电池托盘3，安装在电池托盘夹持空间内，设有用于放置软包动力电池的电池放置腔，电池放置腔的面向夹持部的侧面设有用于暴露软包动力电池正负电极极耳的镂空孔；
OCV测试单元6，设置在机架的安装腔内，用于采集待测软包动力锂离子电池OCV参数；
以及控制器7，设置在机架1的安装腔内，所述运动机构单元2、托盘输送单元4的控制端与所述控制器7的相应引脚电连；所述运动机构单元2的信号输出端与所述OCV测试单元6电连接，所述控制器7的信号输出端与外界服务器的信号输入端信号连接。
所述机架1上设有用于安装托盘输送单元的输送区、用于安装运动机构单元的运动机构工作区以及用于安装OCV测试单元的采集区，所述输送区设置在所述运动机构工作区的正下方。
所述运动机构包括底板21、用于将探针移动至电池极耳位置的水平移动电缸部件24、导线束部件25以及控制部件，所述底板21底部设有一水平布置的加工面，且加工面两侧对称设置两套水平移动电缸部件24，并保持两套水平移动电缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动电缸部件的活动端配装探针板组件；
所述探针板组件包括用于夹住软包动力锂离子电池的正负电极极耳的探针22和用于将电池极耳与探针接触连接的探针夹紧气缸部件23，探针夹紧气缸部件23的活动端移动方向与水平移动电缸部件24的活动端移动方向垂直；探针夹紧气缸部件23朝向电池托盘3一侧均安装探针板组件，且探针板组件的极耳夹具可沿极耳夹具压紧气缸部件轴方向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与探针接触连接的同时实现二者的压紧；
所述的探针夹紧气缸部件23、水平移动电缸部件24、导线束部件25均与所述的控制部件的信号输出端信号连接，而所述控制部件的信号输入端与所述电池OCV测试单元的相应信号输出端信号连接，实现控制部件对探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件的控制；所述的导线束部件与所述的控制器的供电端电连接，即所述的探针、探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件均受控于所述的控制部件，所述的导线束部件与所述的控制部件分别与所述控制器的相应控制端电连接。
所述底板21是整个运动机构2的基准基础部件，探针夹紧部件23在水平移动电缸部件24的作用下左右两个夹具探针部件23分别向电池托盘中心平行移动，使电池极耳34的正负极位于探针22中间，探针夹紧气缸部件23动作后使探针22夹紧。
还包括用于扫描待测圆柱形锂电池信息的扫码单元5，所述扫码单元设置于机架的安装腔内，所述扫码单元的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，通过所述扫码单元的信号来控制水平移动电缸部件的运动距离，满足不同尺寸电池的测试，实现自动兼容多种电池尺寸。
所述托盘输送单元4包括升降底板41、用于托盘升降的托盘顶升气缸部件42、用于输送托盘的滚筒输送线43、用于阻挡托盘的托盘阻挡块44，以及用于托盘定位的托盘定位单元45，所述升降底板41安装在机架的输送区，所述托盘顶升气缸部件42安装在所述升降底板41上，所述滚筒输送线43以及所述托盘阻挡块44安装在所述托盘顶升气缸部件42上；所述托盘定位单元45安装在所述滚筒输送线43上，所述滚动输送线43的输入端与前端物流相接，所述托盘阻挡块44装在所述滚动输送线末端，所述托盘顶升气缸部件42的控制端与所述控制器7的相应引脚电连；所述滚筒输送线43包括主动滚筒和若干被动滚筒，主动滚筒、被动滚筒依次平行排布在机架的输送区，其中主动滚筒作为滚动输送线的输入端与前端物流相接。
所述OCV测试单元6包括用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的内阻参数的内阻测试用表、用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的电压参数的电压测试用表以及用于统计并处理采集数据的数据处理器，所述内阻测试用表的信号输入端、所述电压测试用表的信号输入端分别与所述运动机构单元的探针电连，所述内阻测试用表的信号输出端、所述电压测试用表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控制器的信号输入端电连。
所述电池托盘3包括底座31、外框35和托盘内衬32，其中外框35底部与底座固装，使得外框35与底座围成用于盛放软包锂电池33的电池放置腔；外框35相对的两侧面设有供软包锂电池极耳伸出的镂空孔；托盘内衬32铺设在底座表面，并且托盘内衬表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳34左右伸出后可与运动机构的极耳夹具相配合。
电池托盘材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳在托盘左右空档位置伸出，周转运输过程不会碰到极耳的。
所述托盘上还设置有托盘条码，用于内存储电池信息。
工作过程：托盘输送单元4在接到控制器命令后，主动滚筒转动，带动被动滚筒，所述的托盘3在主动滚筒以及若干被动滚筒的带动下，碰到托盘阻挡块44后停止，主动滚筒停止转动；托盘阻挡块44挡住托盘，检测托盘3到位后，托盘定位单元45工作，将托盘3定位准确。托盘条码扫描单元5对托盘条码进行扫码判断；托盘输送单元4在接到控制器运输托盘到运动机构3单元的指令后，托盘顶升气缸部件42动作，利用其内部结构将托盘往运动机构单元2推送。运动机构单元2在接收到托盘输送单元4的托盘请求信息后，运动机构单元2中的水平移动电缸部件24动作，将探针22运动至电池极耳34位置，然后探针夹紧气缸部件23开始工作，带动探针22与托盘内的电池的正负极极耳34进行接触。所述的OCV测试单元采样托盘内的软包动力锂离子电池的内阻、电压参数，将内阻、电压参数传送到服务器。OCV测试单元在完成测试后，指令运动机构单元2中的探针夹紧气缸部件23张开探针，水平移动电缸部件24动作回位。顶升气缸部件42回位，托盘定位单元45松开托盘3，托盘输送单元4在接到指令后，推动托盘3出软包动力锂离子电池自动OCV测试设备。
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.软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于，包括：
机架，具有安装腔，并且安装腔内布设多个安装工位，用于安装工作部件；
运动机构单元，设置在机架的安装腔内，包括探针板组件以及运动机构，其中运动机构的夹持部安装在运动机构的运动部上，并随相应运动部的移动而移动；两相对布置的夹持部之间留有电池托盘夹持空间，用于夹装置于电池托盘内的软包动力电池正负电极极耳；每个夹持部面向置物空间的一侧安装探针板组件，并且探针板组件的探针面向电池托盘，用于驱动探针板组件上的探针与托盘内的电池正负极接触连接；
托盘输送单元，设置于机架的电池托盘夹持空间底部，用于放置托盘并将托盘输送至机架外部的托盘输送线上；
电池托盘，安装在电池托盘夹持空间内，设有用于放置软包动力电池的电池放置腔，电池放置腔的面向夹持部的侧面设有用于暴露软包动力电池正负电极极耳的镂空孔；
OCV测试单元，设置在机架的安装腔内，用于采集待测软包动力锂离子电池OCV参数；
以及控制器，设置在机架的安装腔内，所述运动机构单元、托盘输送单元的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述运动机构单元的信号输出端与所述OCV测试单元电连接，所述控制器的信号输出端与外界服务器的信号输入端信号连接。
2.如权利要求1所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述机架上设有用于安装托盘输送单元的输送区、用于安装运动机构单元的运动机构工作区以及用于安装OCV测试单元的采集区，所述输送区设置在所述运动机构工作区的正下方。
3.如权利要求2所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述运动机构包括底板、用于将探针移动至电池极耳位置的水平移动电缸部件、导线束部件以及控制部件，所述底板底部设有一水平布置的加工面，且加工面两侧对称设置两套水平移动电缸部件，并保持两套水平移动电缸部件的活动端相向或反向运动，每套所述水平移动电缸部件的活动端配装探针板组件；
所述探针板组件包括用于夹住软包动力锂离子电池的正负电极极耳的探针和用于将电池极耳与探针接触连接的探针夹紧气缸部件，探针夹紧气缸部件的活动端移动方向与水平移动电缸部件的活动端移动方向垂直；探针夹紧气缸部件朝向电池托盘一侧均安装探针板组件，且探针板组件的极耳夹具可沿极耳夹具压紧气缸部件轴方向压缩或拉伸，以实现将电池极耳与探针接触连接的同时实现二者的压紧；
所述的探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件均与所述的控制部件的信号输出端信号连接，而所述控制部件的信号输入端与所述电池OCV测试单元的相应信号输出端信号连接，实现控制部件对探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件的控制；所述的导线束部件与所述的控制器的供电端电连接，即所述的探针、探针夹紧气缸部件、水平移动电缸部件、导线束部件均受控于所述的控制部件，所述的导线束部件与所述的控制部件分别与所述控制器的相应控制端电连接。
4.如权利要求1所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：还包括用于扫描待测圆柱形锂电池信息的扫码单元，所述扫码单元设置于机架的安装腔内，所述扫码单元的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，通过所述扫码单元的信号来控制水平移动电缸部件的运动距离，满足不同尺寸电池的测试，实现自动兼容多种电池尺寸。
5.如权利要求1所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述托盘输送单元包括升降底板、用于托盘升降的托盘顶升气缸部件、用于输送托盘的滚筒输送线、用于阻挡托盘的托盘阻挡块以及用于托盘定位的托盘定位单元，所述升降底板安装在机架的输送区，所述托盘顶升气缸部件安装在所述升降底板上，所述滚筒输送线以及所述托盘阻挡块安装在所述托盘顶升气缸部件上；所述托盘定位单元安装在所述滚筒输送线上，所述滚动输送线的输入端与前端物流相接，所述托盘阻挡块装在所述滚动输送线末端，所述托盘顶升气缸部件的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述滚筒输送线包括主动滚筒和若干被动滚筒，主动滚筒、被动滚筒依次平行排布在机架的输送区，其中主动滚筒作为滚动输送线的输入端与前端物流相接。
6.如权利要求1所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述OCV测试单元包括用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的内阻参数的内阻测试用表、用于采样托盘内的软包动力锂离子电池的电压参数的电压测试用表以及用于统计并处理采集数据的数据处理器，所述内阻测试用表的信号输入端、所述电压测试用表的信号输入端分别与所述运动机构单元的探针电连，所述内阻测试用表的信号输出端、所述电压测试用表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控制器的信号输入端电连。
7.如权利要求1所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述托盘包括底座、外框和托盘内衬，其中外框底部与底座固装，使得外框与底座围成用于盛放软包锂电池的电池放置腔；外框相对的两侧面设有供软包锂电池极耳伸出的镂空孔；托盘内衬铺设在底座表面，并且托盘内衬表面设有若干个用于放置软包动力电池并与软包动力电池的形状大小匹配的放置位，软包动力电池垂直放置在放置位上，并保持软包动力电池的极耳左右伸出后可与运动机构的极耳夹具相配合。
8.如权利要求7所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：电池托盘材质为阻燃材料的模具成型的可堆叠的周转箱，电池的极耳在托盘左右空档位置伸出，周转运输过程不会碰到极耳的。
9.如权利要求8所述的软包动力锂离子电池自动OCV测试设备，其特征在于：所述托盘上还设置有托盘条码，用于内存储电池信息。
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