CN116895874B - 电芯预冷设备、电芯冷却方法及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池制造技术领域，提供一种电芯预冷设备、电芯冷却方法及电池生产线。其中，电芯预冷设备包括：预冷壳体，预冷壳体具有预冷腔以及与预冷腔连通的第一开口和第二开口，预冷腔用于容纳电芯；至少一个气流驱动装置，设于预冷腔，气流驱动装置能够驱动预冷腔中的气流自第二开口向第一开口流动，以对所述电芯进行冷却。通过本申请的技术方案，通过气流驱动装置驱动外部冷空气进入预冷腔中与电芯换热以快速降低电芯的温度，减小电芯在注液工序中出现喷液的概率。

Description

电芯预冷设备、电芯冷却方法及电池生产线

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体涉及一种电芯预冷设备、电芯冷却方法及电池生产线。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

电芯在生产过程中，需要先经过烤箱对电芯进行加热，以烘烤出电芯中的水分，再将电芯运输至真空箱内，电芯抽真空后，电解液通过注液嘴对电芯进行注液。

由于真空状态下电解液的沸点会降低，较高温度状态下的电芯注液时存在注入电芯内的电解液沸腾气化而导致喷液的问题，因此，在进行注液工序之前，

还需对电芯进行较长时间的静置冷却，电芯冷却过程耗时较长，降低了电池生产效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电芯预冷设备、电芯冷却方法及电池生产线，用以对注液前的电芯进行预冷降温，防止电芯在注液工序中喷液。该目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种电芯预冷设备，电芯预冷设备包括：预冷壳体，预冷壳体具有预冷腔以及与预冷腔连通的第一开口和第二开口，预冷腔用于容纳电芯；至少一个气流驱动装置，设于预冷腔，气流驱动装置能够驱动预冷腔中的气流沿第二开口向第一开口的方向流动，以对所述电芯进行冷却；冷气输送装置，冷气输送装置具有冷气输出口，冷气输出口与第二开口连通。

根据本申请提供的电芯预冷设备，电芯在从烘箱经过烘干程序后，将高温状态的电芯放置到预冷腔中，通过气流驱动装置驱动外部冷空气进入预冷腔中与电芯换热以快速降低电芯的温度，使电芯的温度能够降低至真空状态下电解液的沸点以下，减小了电芯在注液工序中出现喷液的概率。通过冷气输送装置的冷气输出口向预冷腔中输送冷空气，提高电芯预冷设备的冷量输出能力，以快速降低电芯的温度。

另外，根据本申请提供电芯预冷设备，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施方式中，气流驱动装置设置于预冷腔的顶部，靠近冷气输出口的至少一个气流驱动装置设置为驱动从冷气输出口进入的冷气流向预冷腔的底部。

通过气流驱动装置驱动冷气流向预冷腔的底部，以使冷气能够充分地与预冷腔底部放置的电芯接触，实现电芯的散热降温。

在本申请的一些实施方式中，电芯预冷设备还包括传输机构，至少部分传输机构位于预冷腔内，传输机构用于承载电芯并将电芯自第一开口输送至第二开口；其中，第一开口用于供电芯进入预冷腔，第二开口用于供电芯离开预冷腔。

通过设置传输机构，当电芯在从烘箱经过烘干程序后，将高温状态的电芯放置到传输机构上，在传输机构运输电芯的过程中，电芯能够同时在预冷腔中预冷降温，使得电芯自烘箱移动至真空箱的过程中可以同步实现电芯的预冷降温，省时省力，提高了电池的生产效率。

在本申请的一些实施方式中，传输机构包括传动连接的第一传动组件和传输件，传输件沿第一方向移动并用于承载电芯，第一开口和第二开口分别设于预冷壳体沿第一方向的两端，第一方向为第一开口朝向第二开口的方向。

第一开口和第二开口分别设于预冷壳体沿第一方向的两端，使预冷腔中的气体流动方向与传输件上的电芯移动方向相反，进而使得自第二开口进入至预冷腔的冷空气与预冷腔内的多个电芯逐个接触后再经第一开口流出，使冷空气能够更多更充分地与多个电芯接触并换热，提高冷气的利用率。

在本申请的一些实施方式中，传输件为输送带，第一传动组件包括沿第一方向间隔设置的两个滚筒，输送带套设于两个滚筒上。

通过滚筒驱动输送带移动的方式，可以同时运输多个电芯并实现电芯的持续运输，并且输送带作为预冷腔的底部壁面，可以阻挡冷气从底部位置漏出预冷腔，提高冷气的利用率。

在本申请的一些实施方式中，电芯预冷设备还包括驱动电机和第二传动组件，驱动电机通过第二传动组件与两个滚筒中的其中一个传动连接。

驱动电机用于通过第二传动组件驱动第一传动组件转动，进而带动传输件沿第一方向移动，以实现电芯的运输。

在本申请的一些实施方式中，预冷壳体还设有与预冷腔连通的第三开口和第四开口，第三开口和第四开口分别设于预冷壳体沿第二方向的两端，第二方向与第一方向相交设置，气流驱动装置还能够驱动预冷腔中的气流自第三开口向第四开口流动。

将第三开口和第四开口设置于预冷壳体沿第二方向的两端，使预冷腔内的气体流动方向与电芯的移动方向垂直，自第三开口流入预冷腔后与较少的电芯换热后即从第四开口排出，减小了气体与部分电芯换热升温后对其他电芯的影响，以便于提升电芯降温的速率。

在本申请的一些实施方式中，第三开口的数量设置为多个，多个第三开口沿第一方向依次间隔设置；和/或，第四开口的数量设置为多个，多个第四开口沿第一方向依次间隔设置。

通过设置多个第三开口，增加进入预冷腔内的冷气输送量，增加了预冷腔内的冷量总输入，提高电芯预冷设备的预冷降温能力，并且自多个第三开口进入预冷腔的气体流动的方向与电芯的移动方向垂直，自第三开口流入预冷腔后与较少的电芯换热后即从第四开口排出，减小了气体与部分电芯换热升温后对其他电芯的影响，以便于提升电芯降温的速率。

通过设置多个第四开口，用于增加预冷腔的较热气体的排放能力，实现与电芯换热后的较热气体快速的排除预冷腔，使预冷腔整体保持较低温度状态，提高电芯预冷设备的预冷降温能力。

在本申请的一些实施方式中，冷气输出口与第三开口连通。

利用冷气输送装置通过第三开口向预冷腔中输送冷空气，提高电芯预冷设备的冷量输出能力，以快速降低电芯的温度。

在本申请的一些实施方式中，电芯预冷设备还包括：温度检测装置，设于预冷壳体并用于检测电芯的第一温度；控制装置，控制装置分别与温度检测装置、冷气输送装置和气流驱动装置电连接，控制装置根据第一温度控制冷气输送装置和气流驱动装置的运行。

通过设置温度检测装置和控制装置，能够实现设于预冷腔中的电芯温度的实时检测，并根据电芯的第一温度对冷气输送装置和气流驱动装置的运行进行更加精细的控制，实现电芯预冷降温的自动化控制，以准确的监测并控制进入注液工序的电芯的温度，进一步降低电芯在注液工序中出现喷液的概率。

在本申请的一些实施方式中，温度检测装置设于第二开口，温度检测装置用于实时检测通过第二开口的电芯的第一温度。

将温度检测装置设于第二开口的位置以对即将脱离预冷腔的电芯的温度进行检测，到达监测即将进入注液工序的电芯的温度的目的，降低电芯在注液工序中出现喷液的概率。

第二方面，本申请提供了一种电芯冷却方法，根据第一方面中任一项技术方案中的电芯预冷设备进行电芯冷却，包括以下步骤：获取电芯的第一温度；计算设定温度减去第一温度的第一差值；根据第一差值小于第一预设值控制气流驱动装置以最高风档运行；根据第一差值大于或等于第一预设值计算第一温度在预设时间段的温升值；根据温升值调节气流驱动装置的风档；其中，设定温度为电解液在真空状态下的沸点温度，第一预设值t的取值范围为0℃＜t＜20℃。

当第一差值小于第一预设值时，说明电芯的温度大于或者接近电解液在真空状态下的沸点温度，因此，使气流驱动装置以最高风档运行，从而将电芯预冷设备的预冷降温能力调节至最大值，以便快速高效的降低电芯的温度，减小电芯在注液工序中出现喷液的概率。

当第一差值小于第一预设值时，说明电芯的温度低于电解液在真空状态下的沸点温度，此时，电芯在注液工序中不会出现喷液的情况，因此，控制装置根据温升值进一步精细地调节冷气输送装置以及气流驱动装置的运行，以达到对电芯预冷设备进行更为精细的控制的目的，节约电能。

在本申请的一些实施方式中，根据温升值调节气流驱动装置的风档包括：根据温升值等于零控制气流驱动装置维持状态不变；根据温升值小于零控制气流驱动装置的风档降低一档；根据温升值大于零控制气流驱动装置的风档升高一档。

当温升值等于零时，说明在预设时间段中的经过第二开口的不同的电芯温度未出现变化，因此，气流驱动装置维持状态不变，以使从第二开口移出的电芯的温度能够持续保持低于电解液的沸点温度的状态。

当温升值小于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口的不同的电芯温度还在持续降低，因此，降低气流驱动装置的风档，在使电芯温度低于电解液的沸点温度前提下，降低冷气输送装置以及气流驱动装置的能耗，节约电能。

当温升值大于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口的不同的电芯温度持续升高，因此，提高气流驱动装置的风档，加强电芯预冷装置的冷量输出提高预冷降温能力，使从第二开口移出的电芯的温度能够低于电解液的沸点温度，减小电芯在注液工序中喷液的概率。

第三方面，本申请提供了一种电池生产线，包括根据第一方面实施方式所述的电芯预冷设备。

本申请第三方面实施方式提供的电池生产线，因包括第一方面实施方式所述的电芯预冷设备，因此具有上述任一实施方式所具有的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的电芯预冷设备的主视视角下的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电芯预冷设备的右视视角下的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电芯预冷设备的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的控制装置分别与温度检测装置、气流驱动装置和冷气输送装置的电连接的框图示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电芯预冷设备的主视视角下的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的电芯冷却方法的流程图。

附图标记如下：

10、预冷壳体；11、预冷腔；101、第一开口；102、第二开口；103、第三开口；104、第四开口；

20、气流驱动装置；

30、冷气输送装置；

40、传输机构；41、第一传动组件；411、滚筒；42、传输件；

50、驱动电机；51、第二传动组件；

60、温度检测装置；70、控制装置；71、存储器；72、处理器；

80、通风口；

200、电芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

电池在生产过程中，需要将电池经过烤箱加热，以烘烤出电池中的水分，然后将干燥后的圆柱电池输入至真空箱内进行注液。由于真空状态下电解液的沸点会降低，较高温度状态下的电芯注液时存在注入电芯内的电解液沸腾气化而导致喷液的问题，因此，在进行注液工序之前，还需要人为地将电芯搬运至冷却室进行较长时间的静置冷却，待电芯温度降低至满足要求后，再转运至真空箱。但是电芯的冷却时间较长，降低了电池生产效率。

为缩短电芯冷却时间，提高电池生产效率，本申请提出一种电芯预冷设备，通过将电芯放置到预冷腔中，并利用气流驱动装置驱动外部冷空气进入预冷腔与电芯换热，冷空气在预冷腔内与电芯换热使电芯降温后经第一开口排出，从而加快电芯的降温速度，缩短了电芯的冷却时间，提高电池生产效率，并减小电芯在注液工序中发生喷液的概率。

根据本申请的一些实施方式，如图1所示，提供了一种电芯200预冷设备，电芯200预冷设备包括预冷壳体10和至少一个气流驱动装置20，预冷壳体10具有预冷腔11以及与预冷腔11连通的第一开口101和第二开口102，预冷腔11用于容纳电芯200。气流驱动装置20设于预冷腔11内，气流驱动装置20能够驱动预冷腔11中的气流自第二开口102向第一开口101流动，使外部空气通过第二开口102进入预冷腔11后从第一开口101流出

预冷壳体10呈内部中空的壳状结构，预冷壳体10的内部中空的区域即为预冷腔11，预冷腔11以及第一开口101和第二开口102共同构成具有两个开口的气流通道，当气流驱动装置20驱动气体流动时，外部的气体从第二开口102进入预冷腔11并朝向第一开口101流动，再通过第一开口101流出预冷腔11。预冷腔11具有能够容纳至少一个电芯200的空间，从第二开口102流入预冷腔11中的冷空气与预冷腔11内的电芯200换热后再从第一开口101流出，以加快电芯200散热速度。

气流驱动装置20具体为驱动气体由一侧向另一侧流动的设备，气流驱动装置20包括但不限于轴流式风机、离心式风机和斜流式风机。

根据本申请提供的电芯200预冷设备，电芯200在从烘箱经过烘干程序后，将高温状态的电芯200放置到预冷腔11中，通过气流驱动装置20驱动外部冷空气进入预冷腔11中与电芯200换热以快速降低电芯200的温度，使电芯200的温度能够降低至真空状态下电解液的沸点以下，减小了电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

在本申请的一些实施方式中，如图1所示，电芯200预冷设备还包括冷气输送装置30，冷气输送装置30具有冷气输出口，冷气输出口与第二开口102连通。

冷气输送装置30为能够向预冷腔11输送低温空气的装置，例如，冷气输送装置30可以是空调整机，冷气输出口即为空调器的出风口。

或者，冷气输送装置30也可以是与外部制冷系统（如中央空调等）导热连接的蒸发器，在气流驱动装置20驱动预冷腔11中的气体流动时，外部空气经过蒸发器时与蒸发器换热并降温形成冷空气，再经第二开口102进入至预冷腔11中。

或者，冷气输送装置30还可以是与外部制冷系统（如空调器）的出风口连通的用于导风的装置，冷气输送装置30具有导风通道，以将外部制冷系统的出风口排出的冷空气引导至第二开口102处，以使冷空气进入预冷腔11使电芯200散热降温。

通过冷气输送装置30的冷气输出口向预冷腔11中输送冷空气，提高电芯200预冷设备的冷量输出能力，以快速降低电芯200的温度。

在本申请的一些实施方式中，如图5所示，气流驱动装置20设置于预冷腔11的顶部，靠近冷气输出口的至少一个气流驱动装置20设置为驱动从冷气输出口进入的冷气流向预冷腔11的底部。

本实施方式中，气流驱动装置的数量设置为多个，靠近冷气输出口的气流驱动装置朝向斜下方或正下方吹风，以便驱动冷气流向预冷腔的底部，冷气流动方向为图5中箭头所指的方向。

通过气流驱动装置驱动冷气流向预冷腔的底部，以使冷气能够充分地与预冷腔底部放置的电芯接触，实现电芯的散热降温。

在本申请的一些实施方式中，如图1所示，电芯200预冷设备还包括传输机构40，至少部分传输机构40位于预冷腔11内，传输机构40用于承载电芯200并将电芯200自第一开口101输送至第二开口102，其中，第一开口101和第二开口102用于供电芯200出入预冷腔11。

传输机构40为能够将电芯200自第一开口101输送至第二开口102的输送机构，传输机构40包括但不限于带式输送机构、链式输送机构、辊道式输送机构、螺旋式输送机构。例如，带式输送机构是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

至少部分传输机构40位于预冷腔11内是指，传输机构40可以是部分区域或传输机构40中的部分结构位于预冷腔11内，而另一部分位于预冷腔11外。例如，当传输机构40为带式输送机构时，仅将输送带的一部分设于预冷腔11内，使输送带的两端分别从第一开口101和第二开口102处穿出，放置于输送带上的电芯200能够在输送带的带动下通过第一开口101进入预冷腔11内，电芯200在预冷腔11内冷却降温后再随输送带从第二开口102处移出；或者输送带也可以全部位于预冷腔11内，通过机械夹爪将电芯200通过第一开口101放置到预冷腔11的输送带上，再由输送带将电芯200输送至第二开口102的位置。

通过设置传输机构40，当电芯200在从烘箱经过烘干程序后，将高温状态的电芯200放置到传输机构40上，在传输机构40运输电芯200的过程中，电芯200能够同时在预冷腔11中预冷降温，使得电芯200自烘箱移动至真空箱的过程中可以同步实现电芯200的预冷降温，省时省力，提高了电池的生产效率。

在本申请的一些实施方式中，请结合图1、图2和图3所示，传输机构40包括传动连接的第一传动组件41和传输件42，传输件42沿第一方向移动并用于承载电芯200，第一开口101和第二开口102分别设于预冷壳体10沿第一方向的两端，第一方向为第一开口101朝向第二开口102的方向。

传输件42是用于承载电芯200并带动电芯200移动的器件，例如传输机构40为带式输送机构时，则传输件42即为输送带，第一传动组件41即为与输送带传动连接的滚筒411、张紧装置、传动装置等器件。或者，若传输机构40为链式输送机构，则传输件42为用于承载电芯200的金属网带，第一传动组件41为用于牵引金属网带移动的链条。可理解地，传输件42和第一传动组件41还可以是其他结构形式的器件，在此不再一一列举。

第一开口101和第二开口102分别设于预冷壳体10沿第一方向的两端，使预冷腔11中的气体流动方向与传输件42上的电芯200移动方向相反，进而使得自第二开口102进入至预冷腔11的冷空气与预冷腔11内的多个电芯200逐个接触后再经第一开口101流出，使冷空气能够更多更充分地与多个电芯200接触并换热，提高冷气的利用率。

在本申请的一些实施方式中，传输件42为输送带，第一传动组件41包括沿第一方向间隔设置的两个滚筒411，输送带套设于两个滚筒411上，第一方向与输送带的长度方向平行。

传输带与滚筒411之间通过摩擦力实现驱动力的传递，以在滚筒411转动时带动输送带沿第一方向移动。输送带设置为狭长的带状结构，输送带的长度方向与输送带的移动方向平行。

通过滚筒411驱动输送带移动的方式，可以同时运输多个电芯200并实现电芯200的持续运输，并且输送带作为预冷腔11的底部壁面，可以阻挡冷气从底部位置漏出预冷腔11，提高冷气的利用率。

在本申请的一些实施方式中，如图1和图2所示，电芯200预冷设备还包括驱动电机50和第二传动组件51，驱动电机50通过第二传动组件51与两个滚筒411中的其中一个传动连接。

第二传动组件51可以是链条、同步带或齿轮等器件，驱动电机50为具有动力输出轴，驱动电机50通过第二传动组件51与第一传动组件41传动连接的方式取决于根据第二传动组件51的种类，例如，若第二传动组件51包括同步带和第一同步轮，则驱动电机50的动力输出轴设有第一同步轮，第一传动组件41中的滚筒411设有同轴设置的第二同步轮，同步带绕设于第一同步轮和第二同步轮上，驱动电机50的动力输出轴转动带动第一同步轮、同步带和第二同步轮转动，进而驱动第一传动组件41中的滚筒411转动，以实现第二传动组件51与第一传动组件41的传动连接。

驱动电机50用于通过第二传动组件51驱动第一传动组件41转动，进而带动传输件42沿第一方向移动，以实现电芯200的运输。

在本申请的一些实施方式中，如图3所示，预冷壳体10还设有与预冷腔11连通的第三开口103和第四开口104，第三开口103和第四开口104分别设于预冷壳体10沿第二方向的两端，第二方向与第一方向相交设置，气流驱动装置20还能够驱动预冷腔11中的气流自第三开口103向第四开口104流动。

预冷腔11内设置多个气流驱动装置20时，多个气流驱动装置20沿第一方向依次间隔地设置，第一部分的气流驱动装置20用于驱动预冷腔11中的气流自第二开口102向第一开口101流动，第二部分的气流驱动装置20则用于驱动预冷腔11中的气流自第三开口103向第四开口104流动，可理解地，当需要使预冷腔11中的气流自第二开口102向第一开口101流动时，则第二部分的气流驱动装置20停止运行，当需要使预冷腔11中的气流自第三开口103向第四开口104流动时，则第一部分的气流驱动装置20停止运行，减小第一部分的气流驱动装置20和第二部分的气流驱动装置20之间的相互干扰。

第二方向与第一方向相交设置使第一方向与第二方向之间的夹角介于0至180度之间。本实施方式中，第二方向与第一方向垂直设置。

在一些实施方式中，气流驱动装置20与预冷壳体10可转动地连接，通过气流驱动装置20相对于预冷壳体10转动以改变气流驱动装置20的驱动力的方向，从而改变预冷腔11内的气体流动方向。例如，当气流驱动装置20为轴流风扇时，轴流风扇的轴线与第一方向平行时，轴流风扇能够驱动预冷腔11中的气流自第二开口102向第一开口101流动，通过将轴流风扇相对于预冷壳体10转动90度，使轴流风扇的轴线与第二方向平行，则轴流风扇能够驱动预冷腔11中的气流自第三开口103向第四开口104流动。

将第三开口103和第四开口104设置于预冷壳体10沿第二方向的两端，使预冷腔11内的气体流动方向与电芯200的移动方向垂直，自第三开口103流入预冷腔11后与较少的电芯200换热后即从第四开口104排出，减小了气体与部分电芯200换热升温后对其他电芯200的影响，以便于提升电芯200降温的速率。

在本申请的一些实施方式中，如图3所示，第三开口103的数量设置为多个，多个第三开口103沿第一方向依次间隔设置；和/或，第四开口104的数量设置为多个，多个第四开口104沿第一方向依次间隔设置。

第三开口103和第四开口104均设置为多个，且第三开口103和第四开口104的数量相同，则沿第二方向，第三开口103和第四开口104一一对应地设置。气流驱动装置20设于第三开口103和第四开口104之间，以驱动空气自第三开口103向第四开口104流动。

通过设置多个第三开口103，增加进入预冷腔11内的冷气输送量，增加了预冷腔11内的冷量总输入，提高电芯200预冷设备的预冷降温能力，并且自多个第三开口103进入预冷腔11的气体流动的方向与电芯200的移动方向垂直，自第三开口103流入预冷腔11后与较少的电芯200换热后即从第四开口104排出，减小了气体与部分电芯200换热升温后对其他电芯200的影响，以便于提升电芯200降温的速率。

通过设置多个第四开口104，用于增加预冷腔11的较热气体的排放能力，实现与电芯200换热后的较热气体快速的排除预冷腔11，使预冷腔11整体保持较低温度状态，提高电芯200预冷设备的预冷降温能力。

在本申请的一些实施方式中，冷气输出口还与第三开口103连通。

冷气输送装置30固定于预冷壳体10上，且冷气输送装置30的冷气输出口分别与第二开口102和第三开口103连通。冷气输出口分别与第二开口102和第三开口103连通可以通过多种形式实现，例如，在一些实施方式中，冷气输出口通过输气管道分别与第二开口102和第三开口103连通，具体地，输气管道包括与冷气输出口连通的主管道，以及与主管道连通的第一支管道和第二支管道，第一支管道与第二开口102连通，第二支管道与第三开口103连通，并且，第一支管道和第二支管道通过三通阀与主管道连通。通过设置三通阀可以控制主管道与第二支管道连通并使主管道与第三支管道之间关闭，此时，气流驱动装置20驱动预冷腔11中的气体自第二开口102向第一开口101流动，以实现电芯200预冷降温；或者控制主管道与第三支管道连通并使主管道与第二支管道之间关闭，此时，气流驱动装置20驱动预冷腔11中的气体自第三开口103向第四开口104流动，以实现电芯200预冷降温。

利用冷气输送装置30通过第三开口103向预冷腔11中输送冷空气，提高电芯200预冷设备的冷量输出能力，以快速降低电芯200的温度。

在本申请的一些实施方式中，如图4所示，电芯200预冷设备还包括温度检测装置60和控制装置70，温度检测装置60设于预冷壳体10并用于检测传输机构40上的电芯200的第一温度，控制装置70分别与温度检测装置60、冷气输送装置30和气流驱动装置20电连接，控制装置70根据第一温度控制冷气输送装置30和气流驱动装置20的运行。

温度检测装置60为红外温度传感器，红外温度感器是利用辐射热效应，使红外温度传感器中的探测器件接收电芯200的热辐射能后引起温度升高，进而使红外温度传感器中依赖于温度的性能发生变化，以便于测得电芯200的第一温度。

控制装置70包括存储器71和至少一个处理器72，其中，存储器71上存储有可在处理器72上运行的程序或指令，处理器72与温度检测装置60、冷气输送装置30和气流驱动装置20通过数据传输线路实现电连接，以便于在处理器72与温度检测装置60、冷气输送装置30和气流驱动装置20之间传输电信号，处理器72执行程序或指令时根据温度检测装置60测得的第一温度实现本申请中控制冷气输送装置30和气流驱动装置20的控制方法的步骤。

处理器72具体为中央处理器72（Central Processing Unit，简称CPU）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。

通过设置温度检测装置60和控制装置70，能够实现设于预冷腔11中的电芯200温度的实时检测，并根据电芯200的第一温度对冷气输送装置30和气流驱动装置20的运行进行更加精细的控制，实现电芯200预冷降温的自动化控制，以准确的监测并控制进入注液工序的电芯200的温度，进一步降低电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

在本申请的一些实施方式中，温度检测装置60设于第二开口102，温度检测装置60用于实时检测通过第二开口102的电芯200的第一温度。

第二开口102实质为预冷腔11的出料口，电芯200在完成预冷降温后经第二开口102离开预冷腔11，当电芯200经过第二开口102时，设于第二开口102处的温度检测装置60对电芯200的温度进行检测。

将温度检测装置60设于第二开口102的位置以对即将脱离预冷腔11的电芯200的温度进行检测，到达监测即将进入注液工序的电芯200的温度的目的，降低电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

根据本申请的第二方面，如图6所示，还提出一种电芯冷却设备的电芯冷却方法，根据第一方面中任一项技术方案中的电芯预冷设备进行电芯冷却，包括以下步骤：

步骤S1：获取电芯的第一温度；

步骤S2：计算设定温度减去第一温度的第一差值；

步骤S3：根据第一差值小于第一预设值控制气流驱动装置20以最高风档运行；

步骤S4：根据第一差值大于或等于第一预设值计算第一温度在预设时间段的温升值；

步骤S5：根据温升值调节气流驱动装置20的风档；

其中，设定温度为电解液在真空状态下的沸点温度，第一预设值t的取值范围为0℃＜t＜20℃。

设定温度为电解液在真空状态下的沸点温度，基于电解液的差异，电解液在真空状态下的沸点温度也存在差异，例如在一些实施方式中，电解液在真空状态下的沸点温度为60℃至80℃，则设定温度设为60℃。

第一差值为设定温度减去第一温度的差值，例如，设定温度为60℃，第一温度为50℃时，第一差值为10℃；设定温度为60℃，第一温度为70℃时，第一差值为-10℃；第一差值大于零时，说明电芯200的温度低于设定温度，第一差值小于零时，说明电芯200的温度高于设定温度。

温升值是指，在预设时间段内，沿时间的顺序，不同的电芯200的第一温度的变化值，例如，预设时间段为1分钟时，在1分钟内有3个电芯200依次穿过了第二开口102，则温升值为最后一个通过第二开口102的电芯200的第一温度减去第一个通过第二开口102的电芯200的第一温度的差值，大概温升值大于零时，说明预设时间段内不同电芯200经过第二开口102时的温度逐渐升高，当温升值小于零时，说明预设时间段内不同电芯200经过第二开口102时的温度逐渐降低。

第一预设值t的值包括但不限于0℃、1℃、2℃、5℃、8℃、10℃、15℃、18℃、18℃等。

气流驱动装置20具有从低到高的多个风档时，使气流驱动装置20输出的气流速度最高的档位即为最高档，例如，在一些实施方式中，气流驱动装置20具有从低到高的第一档、第二档和第三档的三个档位时，第三档即为最高档。

当第一差值小于第一预设值时，说明电芯200的温度大于或者接近电解液在真空状态下的沸点温度，因此，使气流驱动装置20以最高风档运行，从而将电芯200预冷设备的预冷降温能力调节至最大值，以便快速高效的降低电芯200的温度，减小电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

当第一差值小于第一预设值时，说明电芯200的温度低于电解液在真空状态下的沸点温度，此时，电芯200在注液工序中不会出现喷液的情况，因此，控制装置70根据温升值进一步精细地调节冷气输送装置30以达到对电芯200预冷设备进行更为精细的控制的目的，节约电能。

需要说明的是，温度检测装置60能够将侧得的电芯的第一温度数据传输至控制装置70，控制装置70能够计算设定温度减去第一温度的第一差值，且控制装置70根据第一温度、第一差值控制冷气输送装置以及气流驱动装置的运行。

在本申请的一些实施方式中，根据温升值控制气流驱动装置20的运行的步骤包括：

根据温升值等于零控制气流驱动装置20维持状态不变；

根据温升值小于零控制控制气流驱动装置20的风档降低一档；

根据温升值大于零控制控制气流驱动装置20的风档升高一档。

当温升值等于零时，说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度未出现变化，因此，气流驱动装置20维持状态不变，以使从第二开口102移出的电芯200的温度能够持续保持低于电解液的沸点温度的状态。

当温升值小于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度还在持续降低，因此，控制降低气流驱动装置20的风档，在使电芯200温度低于电解液的沸点温度前提下，降低气流驱动装置20的能耗，节约电能。

当温升值大于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度持续升高，因此，提高气流驱动装置20的风档，使从第二开口102移出的电芯200的温度能够低于电解液的沸点温度，减小电芯200在注液工序中喷液的概率。

在一些实施方式中，电芯冷却方法还包括对冷气输送装置30的控制，包括如下步骤：

根据第一差值小于第一预设值将冷气输送装置的冷量输出值调节至上限值；

根据温升值等于零控制冷气输送装置维持状态不变；

根据温升值小于零控制冷气输送装置降低冷量输出值；

根据温升值大于零控制冷气输送装置提高冷量输出值。

冷量输出值是指冷气输送装置30在单位时间或一段时间通过制冷所消耗掉目标空间（即预冷腔11）热量的总能量值或通过从目标空间所导出热量的总能量值。冷量输出值的上限值是指，冷气输送装置30为空调整机时，通过将冷气输送装置30的运行功率调节至额定输出功率的上限值，从而使冷气输送装置30具有最大的冷量输出能力。

当第一差值小于第一预设值时，说明电芯200的温度大于或者接近电解液在真空状态下的沸点温度，因此，控制冷气输送装置30将冷量输出值调节至上限值并使气流驱动装置20以最高风档运行，从而将电芯200预冷设备的预冷降温能力调节至最大值，以便快速高效的降低电芯200的温度，减小电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

当温升值等于零时，说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度未出现变化，因此，冷气输送装置30和气流驱动装置20维持状态不变，以使从第二开口102移出的电芯200的温度能够持续保持低于电解液的沸点温度的状态。

当温升值小于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度还在持续降低，因此，控制冷气输送装置30降低冷量输出值和/或降低气流驱动装置20的风档，在使电芯200温度低于电解液的沸点温度前提下，降低冷气输送装置30以及气流驱动装置20的能耗，节约电能。

当温升值大于零时，则说明在预设时间段中的经过第二开口102的不同的电芯200温度持续升高，因此，控制冷气输送装置30提高冷量输出值和/或提高气流驱动装置20的风档，加强电芯200预冷装置的冷量输出提高预冷降温能力，使从第二开口102移出的电芯200的温度能够低于电解液的沸点温度，减小电芯200在注液工序中喷液的概率。

在本申请的一些实施方式中，请结合图1、图2和图3所示，提出了一种电芯200预冷设备，包括预冷壳体10、传输机构40、冷气输送装置30和至少一个气流驱动装置20，具体地，预冷壳体10呈内部中空的壳状结构，传输机构40包括输送带，预冷壳体10罩设于输送带的上方，并且预冷壳体10与传输机构40的输送带之间共同限定出预冷腔11，预冷壳体10沿第一方向的两端分别设有第一开口101和第二开口102。

输送带的长度方向与第一方向平行，且输送带沿其长度方向的一端位于第一开口101另一端位于第二开口102，输送带用于承载电芯200，通过机械夹爪将电芯200通过第一开口101放置到预冷腔11的输送带上，再由输送带将电芯200输送至第二开口102的位置。

冷气输送装置30具体为空调器，空调器安装与预冷壳体10上，空调器的出风口朝向第二开口102设置并与第二开口102连通，用于向预冷腔11内输送冷空气，以便快速地降低输送带上的电芯200的温度。

至少一个气流驱动装置20设于预冷腔11内，气流驱动装置20能够驱动预冷腔11中的气流自第二开口102向第一开口101流动，使冷气输送装置30输出的冷气从第二开口102进入预冷腔11并朝向第一开口101流动，再通过第一开口101流出预冷腔11，使得电芯200在运输的过程中同时进行了预冷降温，使电芯200的温度能够降低至真空状态下电解液的沸点以下，减小了电芯200在注液工序中出现喷液的概率。

在第一开口101的位置还设有通风口80，通风口80设于第一开口101靠近上方的位置，使第一开口101靠近输送带的部分敞口供电芯200进入预冷腔11，通风口80供换热后的热风排出。在一些实施方式中，至少一个气流驱动装置20设于通风口80内。

需要说明的是，本申请提出的电芯200预冷设备可以设于烘干设备和注液设备之间，在传输机构40运输电芯200的过程中，电芯200能够在预冷腔11中预冷降温，使电芯200的温度能够降低至真空状态下电解液的沸点以下，减小了电芯200在注液工序中出现喷液的概率，并且，通过在预冷壳体10与传输机构40之间限定出预冷腔11，在将电芯200自烘干设备移动至注液设备的过程中可以同步实现电芯200的预冷降温，无需额外地将电芯200通过人工的方式搬运至其他冷却室进行静置冷却地步骤，省时省力，提高了电池的生产效率。

本申请第二方面实施例提供的电池生产线，还可包括烘干设备、注液设备、卷绕设备等，电芯预冷设备设于烘干设备和注液设备之间，且电芯预冷设备的第一开口朝向烘干设备设置，第二开口朝向注液设备设置，经烘干设备烘干后的电芯通过第一开口进入至预冷腔预冷降温后，从第二开口移出预冷腔并进入注液设备执行电芯的注液工序。因电池生产线包括第一方面实施方式的电芯预冷设备，因此也具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电芯冷却方法，其特征在于，通过电芯预冷设备进行电芯冷却，所述电芯预冷设备包括预冷壳体、冷气输送装置、传输机构和至少一个气流驱动装置，所述预冷壳体具有预冷腔以及与所述预冷腔连通的第一开口和第二开口，所述预冷腔用于容纳电芯；至少部分所述传输机构位于所述预冷腔内，所述传输机构用于承载所述电芯并将所述电芯自所述第一开口输送至所述第二开口；其中，所述第一开口用于供所述电芯进入所述预冷腔，所述第二开口用于供所述电芯离开所述预冷腔；所述气流驱动装置设于所述预冷腔，所述气流驱动装置能够驱动所述预冷腔中的气流沿所述第二开口向所述第一开口的方向流动，以对所述电芯进行冷却；所述冷气输送装置具有冷气输出口，所述冷气输出口与所述第二开口连通，所述电芯冷却方法包括以下步骤：

获取多个电芯依次通过所述第二开口离开所述预冷腔时的各自的第一温度；

计算设定温度减去所述第一温度的第一差值；

根据所述第一差值小于第一预设值的情况，控制气流驱动装置以最高风档运行；

根据所述第一差值大于或等于第一预设值的情况，计算预设时间段内最后获取的所述第一温度减去最先获取的所述第一温度的温升值；

根据所述温升值调节所述气流驱动装置的风档；

其中，所述设定温度为电解液在真空状态下的沸点温度，所述第一预设值t的取值范围为0℃＜t＜20℃；其中，

所述根据所述温升值调节所述气流驱动装置的风档包括：

根据所述温升值等于零控制所述气流驱动装置维持状态不变；

根据所述温升值小于零控制控制所述气流驱动装置的风档降低一档；

根据所述温升值大于零控制所述气流驱动装置的风档升高一档。

2.根据权利要求1所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述气流驱动装置设置于所述预冷腔的顶部，靠近所述冷气输出口的至少一个所述气流驱动装置设置为驱动从所述冷气输出口进入的冷气流向所述预冷腔的底部。

3.根据权利要求1所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述传输机构包括传动连接的第一传动组件和传输件，所述传输件沿第一方向移动并用于承载所述电芯，所述第一开口和所述第二开口分别设于所述预冷壳体沿所述第一方向的两端，所述第一方向为所述第一开口朝向所述第二开口的方向。

4.根据权利要求3所述的电芯冷却方法，其特征在于，

所述传输件为输送带，所述第一传动组件包括沿所述第一方向间隔设置的两个滚筒，所述输送带套设于两个所述滚筒上。

5.根据权利要求4所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述电芯预冷设备还包括驱动电机和第二传动组件，所述驱动电机通过所述第二传动组件与两个所述滚筒中的其中一个传动连接。

6.根据权利要求3所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述预冷壳体还设有与所述预冷腔连通的第三开口和第四开口，所述第三开口和所述第四开口分别设于所述预冷壳体沿第二方向的两端，所述第二方向与所述第一方向相交设置，所述气流驱动装置还能够驱动所述预冷腔中的气流自所述第三开口向所述第四开口流动。

7.根据权利要求6所述的电芯冷却方法，其特征在于，

所述第三开口的数量设置为多个，多个所述第三开口沿所述第一方向依次间隔设置；

和/或，所述第四开口的数量设置为多个，多个所述第四开口沿所述第一方向依次间隔设置。

8.根据权利要求6所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述冷气输出口与所述第三开口连通。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述电芯预冷设备还包括：

温度检测装置，设于所述预冷壳体并用于检测所述电芯的第一温度；

控制装置，所述控制装置分别与所述温度检测装置、所述冷气输送装置和所述气流驱动装置电连接，所述控制装置根据所述第一温度控制所述冷气输送装置和所述气流驱动装置的运行。

10.根据权利要求9所述的电芯冷却方法，其特征在于，所述温度检测装置设于所述第二开口，所述温度检测装置用于实时检测通过所述第二开口的所述电芯的所述第一温度。