CN116505052B - 一种负压化成一体机以及电芯负压化成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负压化成一体机以及电芯负压化成方法，包括机体，机体内设有加热腔以及电芯化成腔；加热组件，加热组件设于加热腔内，加热组件对加热腔进行加热腔进行加热；化成组件，化成组件安装在电芯化成腔；化成组件包括探针机构、电芯装夹机构以及驱动机构，探针机构设于电芯装夹机构的上方，驱动机构用于带动电芯装夹机构靠近或者远离探针机构运动；探针机构用于在电芯装夹机构靠近后与电芯电性连接；电源组件，其用于对加热组件以及化成组件进行供电；温控组件，其用于对加热组件进行调控。本发明可以将加热组件集成于化成机上，通过对电芯化成腔热传导实现电芯温度的提升，满足电芯在化成时的温度条件，有效地降低了能耗与成本支出。

Description

一种负压化成一体机以及电芯负压化成方法

技术领域

本发明涉及新能源聚合物动力电池的电芯化成技术领域，尤其涉及一种负压化成一体机以及电芯负压化成方法。

背景技术

目前，动力电池的化成是指动力电池刚生产出来后对其进行充电，激活动力电池中电芯内部的活性物质，借以激活动力电池的电芯，化成后的动力电池才能进行正常的充放电。在动力电池中的电芯进行化成时，需要事先对电芯进行加热，当电芯的温度达到设定的数值（一般为45℃左右）时，才能对动力电池进行充电化成。

现有的动力电池的电芯在进行化成时的通常方式如下：第一种方式，电芯所需要的温度是通过将化成机设备整体放置在厂房内，先对厂房内的空气进行加热，再通过热空气传递到化成机设备，经过一段时间后，化成机设备整体温度升高，从而得到满足化成条件下的电芯。这种加热方式需要对整个厂房进行加热，厂房空间大，因而耗能大，化成前的停机等待时间长，化成效率低。第二种方式，事先对待化成的批量电芯进行集中加热，再通过保温装置对该批量电芯进行恒温保存，当需要对该批量电芯进行化成时，再搬运到化成设备的化成腔中。这种方式虽然比第一种方式节能，也不用进行停机等待，由于加热设备设置在化成机外部，需要单独设置加热设备和保护设备，造成投资成本高，电芯在搬运的过程中，其温度得不到保障，进而影响电芯化成的效果。

由此可见，如何满足动力电池的电芯在化成时的温度条件，减少能耗，控制投资成本，以及提高化成效率，显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种负压化成一体机以及电芯负压化成方法，其可以将加热组件集成于化成机的机体上，通过对电芯化成腔进行热传导，使得动力电池的电芯满足化成的温度条件；通过设置定位检测组件控制电芯托盘在电芯化成过程中的位置。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种负压化成一体机，包括，

机体，所述机体内设有加热腔以及电芯化成腔；

加热组件，所述加热组件设于所述加热腔内，所述加热组件包括至少一个加热管，所述加热管用于对所述加热腔进行加热；

化成组件，所述化成组件安装在所述电芯化成腔；所述化成组件包括探针机构、电芯装夹机构以及驱动机构，所述探针机构设于所述电芯装夹机构的上方，所述驱动机构用于带动所述电芯装夹机构靠近或者远离所述探针机构运动；所述探针机构用于在所述电芯装夹机构运动靠近后与所述电芯装夹机构装夹的电芯电性连接；

电源组件，所述电源组件采用扁平化结构与所述机体合为一个整体，且所述电源组件用于为所述加热组件以及所述化成组件供电；

温控组件，所述温控组件包括温控表以及机械式液胀开关，所述温控表用于对所述加热管的加热温度进行调控；所述机械式液胀开关用于当所述加热腔内的温度超过预设温度阈值时断开所述电源组件为所述加热管进行供电的供电通路。

进一步地，所述电芯化成腔的两侧分别设有第一循环风道以及第二循环风道，所述加热腔的一端与所述第一循环风道贯通，所述加热腔的另一端与所述第二循环风道贯通；所述第一循环风道远离所述加热腔的端部与所述电芯化成腔的一侧贯通；所述第二循环风道远离加热腔的端部与所述电芯化成腔的另一端贯通；所述加热腔内设有风机，所述风机设有入风口以及出风口，所述入风口与所述第二循环风道导通；所述入风口朝向所述加热组件并引导第二循环风道内气流流向所述加热组件。

进一步地，所述加热组件还包括加热壳体，所述加热壳体安装于所述加热腔内，所有所述加热管安装于所述加热壳体内并在加热壳体的长度方向间隔分布；所述出风口与加热壳体的一端贯通，所述加热壳体的另一端贯通至所述第一循环风道；所述进风口设有至少两个调节板，其中一个调节板可以封盖在进风口；相邻两个调节板滑动配合；调节板上设有多个出风孔。

进一步地，所述温控组件还包括温度检测器，所述温度检测器用于检测所述加热腔的温度；所述温控表具体用于显示所述温度检测器检测到的所述加热腔的温度，当所述加热腔的温度不满足预先设定的温度条件时，对所述加热管的加热温度进行调控。

进一步地，所述探针机构包括探针架以及多个探针组，所述探针组安装于所述探针架上，所述探针组包括多个探针；且每个所述探针组可相对所述电芯化成腔独立滑动。

进一步地，所述电芯装夹机构设有电芯托盘，所述电芯托盘用于装载所述电芯，所述电芯托盘设有压力检测器，所述压力检测器用于检测所述电芯托盘的压力。

进一步地，所述电源组件包括电源腔，所述电源腔的开口可转动的封盖有翻转板，所述翻转板上设有电源模块，所述电源模块用于在所述翻转板靠近或者远离所述电源腔转动时收纳或者退出所述电源腔。

进一步地，所述翻转板封盖于所述电源腔后形成穿线间隔，所述翻转板的底端设有接线口，所述接线口与所述穿线间隔贯通；所述电芯化成腔的线由所述接线口引入至所述穿线间隔并进入所述电源腔以与所述电源模块电性连接。

进一步地，所述加热腔内还设有保温层。

一种电芯负压化成方法，包括以下步骤：

步骤一，将装有电芯的电芯托盘放置到所述电芯装夹机构的多个定位件形成的定位空间内；

步骤二，所述位置传感器检测到所述电芯托盘放至对应位置后，将位置信号传递至所述控制器，并使所述定位销对准所述定位孔；

步骤三，所述控制器控制驱动机构，驱动机构驱动所述电芯装夹机构移动并靠近所述探针机构，所述电芯装夹机构靠近过程中，所述微动传感器检测所述电芯托盘的位置变动；所述位置传感器检测所述电芯托盘的位置，使电芯与探针机构电性连接；

步骤四，启动加热组件对所述加热腔进行加热处理，通过风机将热空气排入到电芯化成腔，提高电芯化成腔中电芯的温度，当电芯的温度达到充电化成的条件时，对电芯进行化成；

步骤五，电芯化成完毕后，所述控制器控制驱动机构带动电芯装夹机构远离探针机构，再将电芯装夹机构上面的电芯托盘从电芯化成腔中取出。电芯装夹机构。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、将加热机构设置机体的加热腔内，通过将加热腔内的热量引导至电芯化成腔内，实现热量传导对用于电芯化成的电芯化成腔进行加热，使得动力电池的电芯满足化成的温度条件，也即加热组件集成在机体上，对体积相对较小的空间进行加热，加热功率相对较小，有效地降低了能耗与成本支出。

2、在负压化成时，其通过将电芯托盘放在在电芯装夹机构上的定位空间内，并通过定位检测组件精确控制电芯装夹机构上电芯托盘的装配位置以及移动，然后通过控制器控制加热组件加热，根据实际需要，采用自动化的方式，带动探针机构与定位好的电芯装夹机构运动，实现负压化成，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的负压化成一体机的结构示意图；

图2为本发明的负压化成一体机的局部结构示意图；

图3为本发明的化成组件的结构示意图；

图4为本发明的电源模块翻转状态结构示意图；

图5为本发明的探针的结构示意图。

图中：10、机体；11、电芯化成腔；12、加热腔；13、第一循环风道；14、第二循环风道；15、翻转板；21、加热壳体；22、加热管；23、风机；231、出风口；232、入风口；30、探针机构；31、探针架；32、探针组；320、探针；33、探针座；34、弹性部件；40、电芯装夹机构；41、定位件；42、电芯；50、电源模块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1-5所示的一种负压化成一体机，包括机体10、加热组件、化成组件、电源组件以及温控组件，在机体10内设有加热腔12以及电芯化成腔11，将加热组件安装在加热腔12内，加热组件对加热腔12进行加热，以对电芯化成腔11进行加热。另外，化成组件安装在电芯化成腔11。

具体化成组件包括探针机构30、电芯装夹机构40以及驱动机构，将探针机构30设于电芯装夹机构40的上方，驱动机构可以带动电芯装夹机构40靠近或者远离探针机构30运动，电芯装夹机构40可以用于装夹电芯托盘，在电芯托盘上装夹多个电芯42。在探针机构30在电芯装夹机构40靠近后，探针机构30可以与电芯42电性连接。

具体电源组件采用扁平化结构与机体10合为一个整体，且电源组件用于为加热组件以及化成组件供电。

具体温控组件包括温控表以及机械式液胀开关，温控表用于对加热管22的加热温度进行调控；机械式液胀开关用于当加热腔12内的温度超过预设温度阈值时断开电源组件为加热管22进行供电的供电通路。

在上述结构基础上，使用本发明的负压化成一体机时，可以在电芯装夹机构40上可以装载有多个电芯42的电芯托盘，在电芯托盘装夹好之后，开始电芯42化成动作。

具体的是，在电芯托盘装夹好多个电芯42后，将装夹好多个电芯42的电芯托盘放置在电芯装夹机构40上由多个定位件41形成的定位空间，定位销与电芯装夹机构40上的定位孔相对应，并且定位件41上的位置传感器感应到电芯托盘的位置，并检测到电芯托盘保持平衡后，将位置信号传递给控制器。

控制器控制驱动机构，带动电芯装夹机构40发生移动，进而带动电芯装夹机构40上的电芯托盘移动，在电芯托盘移动的过程中，定位件41上的微动传感器也可以检测电芯托盘在移动过程中是否发生位置变动，以确保电芯托盘保持在定位空间原有的位置上，而位置传感器以及微动传感器保证电芯托盘的精确位置。

通过设置位置传感器，可以有效确保电芯托盘放置在定位空间时的精确位置，能够使电芯装夹机构40的电芯托盘对准探针机构30，使电芯装夹机构40内部的电芯托盘上的电芯42可以与探针机构30的各个探针320相互对应。

只有当电芯装夹机构40能够精确安装在定位空间内时，并且位置传感器能够感应到电芯装夹机构40的电芯托盘已设置在对应位置，位置传感器才会将位置信号传递至控制器；当控制器控制电芯装夹机构40的电芯托盘进行运动时，微动传感器也会进一步检测在运动过程中电芯托盘的精确位置，来确认电芯托盘在移动过程中是否与定位空间发生相对的位置移动，电芯42能够精确与探针320电性连接，以顺利实现对电芯42的化成。在电芯托盘与探针机构30定位好之后，电源组件开始对加热管22进行供电，使加热管22开始工作，对加热腔12进行加热，并且温控表能够根据加热腔12的温度调控加热管22的加热温度，以使加热腔12内的温度精确控制在一定范围之内，加热腔12内的热量可以流动至电芯化成腔11，从而使电芯化成腔11内温度升高，在电芯化成腔11内温度达到化成温度（一般是45℃）后，驱动机构带动电芯装夹机构40向上靠近至探针机构30，探针机构30便可以与电芯装夹机构40上的电芯42进行电性连接，然后电源组件对探针机构30进行通电，此时便可以实现电芯化成。

而在本实施中，电源组件采用扁平化结构与机体10合为一个整体，并且电源组件能够对加热组件以及对化成组件进行供电，即电源组件集成到化成机的机体10上能够有效降低化成机的负压化成一体机的占用空间，并且降低成本，能够更加方便对电芯42进行负压化成。

当加热腔12内的温度超过预设温度阈值时，机械式液胀开关能够自动断开电源组件对加热管22的供电，使加热管22停止加热，从而能够保证加热腔12内的温度控制在预设的温度阈值之内，防止干烧以及过热，有效地降低了能耗与成本支出，提高化成的效率。

而电芯42尺寸的兼容范围在长度120-320mm、厚度20-100mm、高度60-250mm的范围之内，而电芯托盘的平面度要小于0.4mm，平行度要小于0.1mm，并且电芯托盘还带有5mm的硅胶垫，能够满足强度以及平面度的要求，而电芯托盘的层板可耐50℃的塑性变形，可以在RT-50℃环境下正常使用，从而使负压化成一体机能够适应更多的环境。

而在电芯托盘上还设有压缩位置标识，压缩位置标识能够让使用者很容易通过目视方式，检验压缩位置是否准确，另外在人工放入电芯42时，电芯托盘上的定位件41以及压缩位置标识能够使电芯42的定位容差在±10mm之间，定位精度±2mm，并在压合时通过定位销以及定位孔的定位使电芯42的位置在预设位置±0.5mm之内，从而保证电芯42放置精确。

另外，定位销的尺寸为直径15.3mm，位置精度±0.2mm，而电芯托盘定位孔的尺寸直径为16mm，定位孔在电芯托盘的对角布置，电芯托盘上以长宽中心线对称呈矩形来设置的 4 个定位孔并与定位销对应，当定位销插装至定位孔后，以实现电芯托盘的定位。

另外，在本实施例中，电芯托盘还易于换型，以确保加压的一致性，在更换过程中，可以不更换通道，只更换间隔块；若更换通道，则需将间隔块以及导向块同时更换。

需要说明的是，在本实施例中，位置传感器采用行程开关来实现，并且将位置传感器设置在定位空间的对角，来检测电芯装夹机构40的电芯托盘安装至定位空间内时是否能够平衡以及精确，当然，位置传感器也可以采用现有技术中的其他方式进行实现，如采用压力传感器等等，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

需要说明的是，在现有技术中，电芯42化成时，主要是通过将电芯化成机设置在厂房内，然后通过对厂房整体进行加热，如此，导致整体加热空间较大，且通过大空间热量流动至电芯化成机内再进行加热，导致热量损耗大，能耗也较大。

故在本实施例中，将加热机构设置机体10的加热腔12内，通过将加热腔12内的热量引导至电芯化成腔11内，直接对用于电芯42化成的电芯化成腔11进行加热，也即加热组件集成在机体10上，对体积相对较小的空间进行加热，加热功率相对较小，有效地降低了能耗与成本支出。

进一步地，参见图1以及图2，还可以在电芯化成腔11的两侧分别设有第一循环风道13以及第二循环风道14，将加热腔12的一端与第一循环风道13贯通，而加热腔12的另一端与第二循环风道14贯通，此外，第一循环风道13远离加热腔12的端部与电芯化成腔11的一侧贯通；第二循环风道14远离加热腔12的端部与电芯化成腔11的另一端贯通。

在这一结构基础上，在加热腔12内的加热组件加热产生热量后，热量可以进入第一循环风道13内，然后经第一循环风道13引导至电芯化成腔11，热空气在进行电芯化成腔11后，可以对电芯化成腔11进行加热，部分热空气可以经第二循环风道14引导至加热腔12内再次进入加热腔12内进行再加热，相较于直接对冷空气进行加热，本实施例中通过采用对热空气进行循环加热，加热幅度相对较小，提高热量利用率，满足电芯42在化成时的温度条件，有效地降低了能耗与成本支出。

更具体的是，为了提高热空气循环的速度，还可以在加热腔12内设有风机23，具体风机23设有入风口232以及出风口231，将入风口232与第二循环风道14导通；入风口232朝向加热组件并引导第二循环风道14内气流朝向加热组件吹出。

如此，在进行热空气循环时，启动风机23，风机23可以将加热腔12内加热的热空气吹向第一循环风道13内，然后经第一循环风道13引导进入电芯化成腔11内，在热空气进入电芯化成腔11后可以对电芯化成腔11进行加热，而电芯化成腔11内的部分热空气可以在风机23的引导下进入第二循环风道14内，经风机23的入风口232再次进入风机23，再经风机23的引导进入加热腔12内进行再加热，如此形成循环的热空气循环路径。

进一步地，本实施例中的加热组件包括加热壳体21，将加热壳体21安装于加热腔12内，将多个加热管22安装于加热壳体21内并在加热壳体21的长度方向间隔分布，出风口231与加热壳体21的一端贯通，加热壳体21的另一端贯通至第一循环风道13。

在上述结构基础上，可以是通过在加热壳体21内设置多个加热管22对加热壳体21进行加热，加热壳体21内产生的热空气可以在风机23的作用下吹向第一循环风道13，然后进入电芯化成腔11内，对电芯化成腔11进入加热，此后再进入第二循环风道14内进行热循环。

而通过将多个加热管22设置在加热壳体21内，以多个加热管22对加热壳体21内密封的空间进行加热，以风机23进行热量循环，相对于直接装配在空间较大的加热腔12内，以加热壳体21进行封闭，热量利用率更高。

而在本实施中，加热管22主要采用铠装加热管22，当铠装加热管22进行加热时，应尽可能保持加热腔12内的温度在35-65℃的范围内，并且使空间各处温度的均匀性在±5℃之间，采用铠装加热管22，并且使加热腔12内的升温速度大于或等于2℃/min，并保证温度控制的精度在±1℃之内，以精确对电芯42进行加热化成，提高化成的效率。

当然，除了加热管22形成加热组件的方式外，还可以选用加热电阻或者加热丝等其他的方式进行加热。

进一步地，还可以在电芯化成腔11的一侧设有进风口，而电芯化成腔11的另一侧设有回风口，将进风口与第一循环风道13导通；回风口与第二循环风道14导通。如此，在进行热空气循环时，由加热腔12导出的热空气在进入第一循环风道13后可以经进风口进入电芯化成腔11内，然后通过回风口回风至第二循环风道14，方便热空气循环。

当然，可以是在机体10的两侧设置风管形成上述第一循环风道13以及第二循环风道14，风管的一端可以直接伸入电芯化成腔11内实现热空气导入或者导出。此外，也可以是机体10内直接加工风道结构。

进一步地，可以在进风口设有至少两个调节板，将其中一个调节板安装在进风口，另外的调节板可以是以封盖在进风口的调节板为安装基础进行滑动安装，相邻的两个调节板可以滑动配合。

具体调节板上设有多个出风孔，在第一循环风道13内的热空气导出时，可以经进风口的调节板上的多个出风孔进行导出，多个出风孔可以将热空气分散导出，如此热空气进入更加均匀。

而由于相邻的两个调节板可以相对滑动，也即调节板上对应的出风孔可以相互错开或者部分封盖，以此调节经出风孔导出的风量。

本实施例中的调节板可以设置两个，将其中一个调节板固定安装在进风口，另一个调节板可以相对固定的调节板滑动，如此两个调节板上的出风孔可以相对错开或者完全导通，实现出风风量的控制。

进一步地，温控组件还包括温度检测器，温度检测器用于检测加热腔12的温度；温控表具体用于显示温度检测器检测到的加热腔12的温度，当加热腔12的温度不满足预先设定的温度条件时，对加热管22的加热温度进行调控。

在上述结构的基础上，在机体10上可以设置温控表，通过温控表接收温度检测器检测的加热腔12的温度，在温控表内预设温度值，在温度检测器检测的加热腔12温度达到预设温度时，可以通过温控表控制加热组件的加热管22停止加热，而在加热组件停止工作一段时间后，温度检测器检测的加热腔12内的温度会下降，温控表则可以控制加热组件重新启动，如此，实现加热组件根据实际的加热腔12内的温度启停。

进一步地，上述探针机构30包括探针架31以及多个探针组32，将探针组32均安装于探针架31上，且每个所述探针组32可相对所述电芯化成腔11独立滑动；具体探针组32包括多个探针320，上述驱动机构可以带动电芯装夹机构40的电芯托盘靠近或者远离探针架31上的探针320。

如此，在电芯装夹机构40上可以装夹多列电芯42，多个探针组32可以一一与多列电芯42对应，且探针组32的多个探针320可以对应单列电芯42的各个电芯42，如此，驱动机构带动电芯装夹机构40上的电芯托盘向上运动时，探针320可以一一对应与电芯42连接，一次完成多组电芯42的化成。

此外，上述探针组32可相互独立滑动的安装在电芯化成腔11内，当其中某个探针组32中的一个或多个探针320损坏或者需要对一个或多个探针320进行检修时，只需单独将该探针组32滑出电芯化成腔11，对一个或多个探针320进行更换或检修，不会因该探针组32的一个或多个探针320损坏或检修而造成其他的处于正常状态下的探针组32停止工作。

更加具体的是，每个探针组32的多个探针320可以通过多个探针座33装配在探针架31上，也即单个的探针320装配在探针座33上，然后探针座33装配在探针架31上，当其中某个探针组32中的一个或多个探针320损坏或者需要对一个或多个探针320进行检修时，可以通过单独拉动探针架31，从而将单个探针组32单独拉出，对其进行检修，而不影响其他探针组32的正常工作。探针320与探针座33之间装配有弹性部件34，在探针320下压与电芯42电性连接时，弹性部件34提供弹性应力可以驱使探针320压紧在电芯42上，电性连接结构稳定。

而在本实施例中，采用的探针320具体的参数包括，探针320的温升小于或等于15℃，并且保证温度探针320的精度≤±1℃，分辨率0.1℃，当探针320与电芯42电连接后，探针320的接触电阻要≤1mΩ，而探针320寿命≥30000次，从而确保能够精确探测电芯42的信息。

而每个探针组32包含八个120A的探针320，探针320的接触电阻＜1mΩ，并且每个探针320采用钣金外壳制备而成，利于探针320在工作过程中通风散热，从而保证探针320的正常工作。并且探针架31要具有足够的承载强度，确保探针320在10kg/ea的压力状态下，能够长期稳定的工作。探针320结构中与其他机械单元安装的结构件，采用加工零件，要保证零件具有足够的精度和强度，从而提高化成的效率。而探针320与通道线均采用耐电解液腐蚀处理。

当然，还需要说的是，本实施例中的驱动机构可以选用为现有技术中的气缸，通过将气缸的活塞杆与探针机构30进行连接，可以通过气缸的活塞杆伸缩带动探针机构30的上方。此外，驱动机构还可以选用为现有技术中的丝杆传动机构、油缸、电动滑台等现有技术中的其他驱动结构来实现。

进一步地，电芯装夹机构40上设有电芯托盘，而电芯托盘用于装载电芯42，在电芯托盘设有压力检测器，压力检测器用于检测电芯托盘的压力。

在上述结构的基础上，在电芯托盘上设有压力检测器，当电芯托盘靠近探针机构30运动时，为了使探针320与电芯42电性连接，电芯托盘需要与探针机构30抵接，但为了避免过大的压力施加到电芯42上，压伤电芯42，因此在电芯托盘上设有压力检测器，当压力检测器检测到压力达到预设值时，应停止电芯托盘继续靠近探针机构30运动，从而暂停探针机构30对电芯42施压。另外电芯托盘的间隔块也具备定距防呆功能，当压力检测失效时，能够有效防止过载力施加到电芯42上。

进一步地，参见图4，还可以在机体10上设有电源腔，在电源腔的开口可转动的封盖有翻转板15，具体在翻转板15上设有电源模块50，电源模块50用于在翻转板15靠近或者远离电源腔转动时收纳或者退出电源腔。

在这一结构基础上，可以通过在翻转板15上设置电源模块50，该电源模块50可以与探针机构30电性连接，如此，通过翻转板15朝向电源腔转动，翻转板15上的电源模块50伸入到电源腔内，将电源集成在电芯42化成机的机体10上，无需另外设置电源柜，方便走线。

此外，在进行电源模块50进行检修时，可以通过翻转板15远离电源腔转动，位于翻转板15上的电源模块50可以退出电源腔，直接位于翻转板15上，在翻转板15转出后便可以拉动电源模块50，操作人员直接对电源模块50进行检修即可。

更具体的是，翻转板15在封盖于电源腔后形成穿线间隔，且翻转板15的底端设有接线口，该接线口与穿线间隔贯通在进行接线时，用于与探针机构30电性连接电源线可以进入到接线口，并经接线口穿入到翻转板15与电源腔之间形成的穿线间隔内，并进入电源腔以与电源模块50电性连接。如此，探针机构30的线路可以直接经接线口以及穿线间隔导入电源腔，方便走线。此外，在翻转板15翻转朝下时，由于探针机构30的导电线路穿设在底端的接线口，因而翻转板15上下翻转时，不会拉扯线路。

在本实施例中，采用的电源模块50的电流范围在120mA-120000mA，分辨率在1mA，精度±0.05%FS+±0.05%Set；而电源模块50的电压值在0mV-5000mV的范围之内，分辨率在0.1mV，精度±3mV或±0.05%FS+±0.05%Set（二者取小的）；电源模块50的时间精度±0.1%，分辨率在0.1s；而电源模块50的系统响应时间小于或等于200ms；充电效率在额定功率的情况下大于或等于70%，功率因数在额定功率的情况下大于或等于90%。

而本实施例中的电源模块50采取的充电模式包括恒流充电、恒压充电以及恒流恒压充电，而充电截止的条件包括电芯42的电压、电流、时间以及容量，当满足这些条件时，电源模块50即停止充电。

通过采用上述的电源模块50，能够更加精确地对电芯42进行化成，并且使化成的效果好，能够有效提高化成效率。当然，电源模块50的具体参数也可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

进一步地，加热腔12内还设有保温层。

在上述结构的基础上，在加热腔12内还设有保温层，能够更加精确的调控加热腔12内的温度，使加热腔12内的温度控制在35-65℃的范围之内，并且在加热腔12内壁设有保温层，可以尽可能的保持加热腔12内部的温度，提高温度控制的精确性以及均匀性。

除此之外，加热组件还有稳定可靠的温度检测器以及控制器，通过采用温控表以及机械式液胀开关，使加热组件具备过热双重保护的功能，防止干烧以及过热，当加热腔12内的温度超过预设温度时，或者风机23停止运风时，可自动断开加热管22的电源，停止加热，降低事故发生的可能性。

并且在加热腔12内壁设有保温层，腔体内过线孔有可靠的密封设计，能够有效减少热量的损失以及降低能耗，而在排出外部温度的干扰情况下，加热腔12外壁的温度要小于或等于RT+10℃，即小于或等于室温+10℃，以降低热量的损失。

在本实施例中，加热组件采用三组加热管22进行加热工作，在升温阶段，三组加热管22同时开始工作，而当加热管22对加热腔12内的温度加热至预设温度后，使腔体内的温度保持恒定，而在恒定阶段，小于或等于两组加热管22同时工作，以确保加热腔12内的温度保持恒定。

实施例2，

本实施例基于上述实施例1中提供的负压化成一体机实现一种电芯化成方法，包括以下步骤：

步骤一，将装有电芯42的电芯托盘放置到电芯装夹机构40的定位空间内；

步骤二，所述位置传感器检测到所述电芯托盘放至对应位置后，将位置信号传递至所述控制器，并使所述定位销对准所述定位孔；

电芯托盘位置调整后，在定位空间对角的位置传感器检测到电芯托盘已放置到对应位置后，并检测到电芯托盘已平衡放置合格，从而将信号传递至控制器中。使定位销与电芯托盘的定位孔相互对应，使定位销插装至定位孔内，若定位销能够成功插装至定位孔内，则进行下一步骤，若定位销不能成功插装至定位孔内，则需要重新调整电芯42 托盘的位置，以使定位销能够成功插入定位孔。

步骤三，所述控制器控制驱动机构，驱动机构驱动所述电芯装夹机构40移动并靠近所述探针机构30，所述电芯装夹机构40靠近过程中，所述微动传感器检测所述电芯托盘的位置变动；所述位置传感器检测所述电芯托盘的位置，使电芯42与探针机构30电性连接；

步骤四，启动加热组件对所述加热腔12进行加热处理，通过风机23将热空气排入到电芯化成腔11，提高电芯化成腔11中电芯42的温度，当电芯42的温度达到充电化成的条件时，对电芯42进行化成；

步骤五，电芯42化成完毕后，所述控制器控制驱动机构带动电芯装夹机构40远离探针机构30，再将电芯装夹机构40上面的电芯托盘从电芯化成腔11中取出。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种负压化成一体机进行电芯负压化成方法，其特征在于，包括一种负压化成一体机，所述一种负压化成一体机包括：

机体，所述机体内设有加热腔以及电芯化成腔，所述加热腔设于所述电芯化成腔的顶部；

加热组件，所述加热组件设于所述加热腔内，所述加热组件包括至少一个加热管，所述加热管用于对所述加热腔进行加热；

化成组件，所述化成组件安装在所述电芯化成腔；所述化成组件包括探针机构、电芯装夹机构以及驱动机构，所述探针机构设于所述电芯装夹机构的上方，所述驱动机构用于带动所述电芯装夹机构靠近或者远离所述探针机构运动；所述探针机构用于在所述电芯装夹机构运动靠近后与所述电芯装夹机构装夹的电芯电性连接；所述探针机构包括探针架以及多个探针组，所述探针组安装于所述探针架上，所述探针组包括多个探针；且每个所述探针组可相对所述电芯化成腔独立滑动；

电源组件，所述电源组件采用扁平化结构与所述机体合为一个整体，且所述电源组件用于为所述加热组件以及所述化成组件供电；

温控组件，所述温控组件包括温控表以及机械式液胀开关，所述温控表用于对所述加热管的加热温度进行调控；所述机械式液胀开关用于当所述加热腔内的温度超过预设温度阈值时断开所述电源组件为所述加热管进行供电的供电通路；

所述电芯化成腔的两侧分别设有第一循环风道以及第二循环风道，所述加热腔的一端与所述第一循环风道贯通，所述加热腔的另一端与所述第二循环风道贯通；所述第一循环风道远离所述加热腔的端部与所述电芯化成腔的一侧贯通；所述第二循环风道远离所述加热腔的端部与所述电芯化成腔的另一侧贯通；所述加热腔内设有风机，所述风机设有入风口以及出风口，所述入风口与所述第二循环风道导通；所述入风口朝向所述加热组件，并引导所述第二循环风道内气流流向所述加热组件；所述电芯化成腔的一侧设有进风口，所述电芯化成腔的另一侧设有回风口，所述进风口与所述第一循环风道导通；所述回风口与所述第二循环风道导通；

所述加热组件还包括加热壳体，所述加热壳体安装于所述加热腔内，所有所述加热管安装于所述加热壳体内并在所述加热壳体的长度方向间隔分布；所述出风口与所述加热壳体的一端贯通，所述加热壳体的另一端贯通至所述第一循环风道；所述进风口设有至少两个调节板，其中一个所述调节板可以封盖在所述进风口；相邻两个所述调节板滑动配合；所述调节板上设有多个出风孔；

所述电源组件包括电源腔，所述电源腔的开口可转动的封盖有翻转板，所述翻转板上设有电源模块，所述电源模块用于在所述翻转板靠近或者远离所述电源腔转动时收纳或者退出所述电源腔；

所述翻转板封盖于所述电源腔后形成穿线间隔，所述翻转板的底端设有接线口，所述接线口与所述穿线间隔贯通；所述电芯化成腔的线由所述接线口引入至所述穿线间隔并进入所述电源腔以与所述电源模块电性连接；

所述温控组件还包括温度检测器，所述温度检测器用于检测所述加热腔的温度；所述温控表具体用于显示所述温度检测器检测到的所述加热腔的温度，当所述加热腔的温度不满足预先设定的温度条件时，对所述加热管的加热温度进行调控；

所述电芯装夹机构设有电芯托盘，所述电芯托盘用于装载所述电芯，所述电芯托盘设有压力检测器，所述压力检测器用于检测所述电芯托盘的压力，并且所述电芯托盘上设置有间隔块，所述间隔块用于定距防呆；

所述加热腔内还设有保温层；

所述电芯尺寸的兼容范围在长度120mm-320mm、厚度20mm-100mm、高度60mm-250mm的范围之内，所述电芯托盘的平面度小于0.4mm，平行度小于0.1mm，并且所述电芯托盘还带有5mm的硅胶垫，所述电芯托盘的层板可耐50℃的塑性变形；

所述电芯托盘上还设有压缩位置标识，所述电芯的定位容差在±10mm之间，定位精度±2mm，并在压合时通过定位销以及定位孔的定位使所述电芯的位置在预设位置±0.5mm之内，所述定位孔在所述电芯托盘的对角布置，所述电芯托盘上以长宽中心线对称呈矩形来设置的 4 个定位孔并与定位销对应，当所述定位销插装至定位孔后，以实现电芯托盘的定位；

所述加热管为铠装加热管，铠装加热管进行加热时，加热腔内的温度在35-65℃的范围内，并且使空间各处温度的均匀性在±5℃之间，采用铠装加热管，并且使所述加热腔内的升温速度大于或等于2℃/min，并且温度控制的精度在±1℃之内；

所述探针的温升小于或等于15℃，并且所述探针的精度≤±1℃，分辨率0.1℃，当所述探针与电芯电连接后，所述探针的接触电阻要≤1mΩ，而所述探针寿命≥30000次；

并且包括以下步骤：

步骤一，将装有电芯的电芯托盘放置到电芯装夹机构的多个定位件形成的定位空间内；

步骤二，位置传感器采用行程开关来实现，并且将位置传感器设置在定位空间的对角，位置传感器检测到电芯托盘放至对应位置后，将位置信号传递至控制器，并使定位销对准定位孔；

步骤三，控制器控制驱动机构，驱动机构驱动电芯装夹机构移动并靠近探针机构，电芯装夹机构靠近过程中，微动传感器检测电芯托盘的位置变动；位置传感器检测电芯托盘的位置，使电芯与探针机构电性连接；

步骤四，启动加热组件对加热腔进行加热处理，通过风机将热空气排入到电芯化成腔，提高电芯化成腔中电芯的温度，当电芯的温度达到充电化成的条件时，对电芯进行化成；

步骤五，电芯化成完毕后，控制器控制驱动机构，驱动机构带动电芯装夹机构远离探针机构，再将电芯装夹机构上面的电芯托盘从电芯化成腔中取出。