CN117930049B - 一种新能源汽车电池批量测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池批量测试设备，涉及电池测试技术领域；为了解决问题；具体包括底座，所述底座的顶部外壁分别通过螺栓固定有排料架、通过转轴转动连接有旋转板、通过直线滑轨滑动连接有排料板；所述排料架的内侧限位多个待测电芯。本发明通过利用排料架进行排料，从而配合多个电极一与电极二，能实现单次多个待测电芯的测试，从而增加了批量化测试的效率，另外，排料架的线性排料还能作为电芯矩形排料的其中一个线性单元，再利用转轴的旋转以及升降座的升降，能实现电芯的矩形排列，且同时测试还是在矩形排列的运动过程中实现，从而使得测试和排料二者相互关联，相互交叉，提高了整个电池的生产效率。

Description

一种新能源汽车电池批量测试设备

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池批量测试设备。

背景技术

新能源汽车电池是核心储能部件，其与电控和电机共同组成新能源汽车的动力系统，而电池由多个呈矩形排列的电芯组成，在电池生产时，需要将生产的单个电芯进行测试，然后再进行排列，然后进行固定封装，形成整体的电池结构。

经检索，中国专利公开号为CN21040102U的专利，公开了一种电池电芯测试机，包括机体，机体前面中部为内凹结构，内凹结构的底部向外延伸形成测试台面，测试台面下部为内空结构，测试台面上固定电池治具组；机体内凹结构上部向外凸起结构上固定控制面板；机体后面为门板，门板内部空间固定内电气元件。

上述专利存在以下不足：

①：其单次仅能对单个电芯进行电性能测试，对于批量化生产效率较低；

②：其属于独立的测试工序，在测试结束后，还需要进行转运然后再进行电芯的排列封装工序，这就使得整个电池的生产流程的繁琐性增加，降低生产效率。

为此，本发明提出一种新能源汽车电池批量测试设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新能源汽车电池批量测试设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新能源汽车电池批量测试设备，包括底座，

所述底座的顶部外壁分别通过螺栓固定有排料架、通过转轴转动连接有旋转板、通过直线滑轨滑动连接有排料板；

所述排料架的内侧限位多个待测电芯；

所述旋转板的底部通过导向杆滑动连接有升降座，升降座的底部设置有测试头；

所述测试头包括多个与待测电芯数量、位置均匹配的电极一和电极二，所述电极一的外壁固定有同一个旋转架，旋转架通过铰接轴转动连接于升降座的侧壁，所述电极二通过固定头固定于升降座的底部；

所述电极一、电极二串联有负载和电流表，且多组所述电极一、电极二相互并联。

优选地：所述固定头包括缸体、主轴和柔性吸盘，所述柔性吸盘固定于缸体的底部外壁，所述主轴转动连接于升降座的底部外壁，且主轴的底部固定有转盘，转盘的底部转动连接有活塞，活塞的底部扣接有弹簧一，弹簧一的另一端扣接于电极二，且电极二固定于缸体的内壁。

进一步地：所述主轴的外壁开设有波形槽，缸体的内侧壁焊接有限位柱，限位柱活动配合于波形槽的内壁。

在前述方案的基础上：所述波形槽的波峰与波谷的角度差为一百八十度。

在前述方案中更佳的方案是：所述转盘的内壁开设有透孔一，活塞的内壁开设有与透孔一匹配的透孔二。

作为本发明进一步的方案：所述旋转板的底部外壁转动连接有连杆，所述连杆的另一端转动连接于旋转架的侧壁。

同时，所述旋转板的顶部外壁通过螺栓固定有伸缩器，伸缩器的伸缩端通过螺栓固定于升降座的顶部外壁。

作为本发明的一种优选的：所述底座的底部外壁通过螺栓固定有电动机，电动机的输出轴通过联轴器连接于转轴的端部，且所述转轴的外壁通过联动驱动组件传动配合于排料板。

同时，所述联动驱动组件包括齿圈、齿轮和齿槽，所述齿圈通过传动轮传动配合于转轴的外壁，所述齿轮通过轮轴转动连接于底座的顶部，所述齿槽开设于排料板的侧壁，且所述齿轮啮合于齿圈、齿槽的相对一侧。

作为本发明的一种更优的方案：所述传动轮包括固定于齿圈内壁的外圈以及固定于转轴外壁的内圈，所述内圈与外圈转动连接，且所述外圈的内侧壁设置有多个斜面爪二，内圈的外侧滑动连接有多个与斜面爪二配合的斜面爪一，所述斜面爪一通过弹簧二连接于内圈的内壁。

本发明的有益效果为：

1.本发明，通过利用排料架进行排料，从而配合多个电极一与电极二，能实现单次多个待测电芯的测试，从而增加了批量化测试的效率，另外，排料架的线性排料还能作为电芯矩形排料的其中一个线性单元，再利用转轴的旋转以及升降座的升降，能实现电芯的矩形排列，且同时测试还是在矩形排列的运动过程中实现，从而使得测试和排料二者相互关联，相互交叉，提高了整个电池的生产效率。

2.本发明，通过利用柔性吸盘对电芯进行取料，从而可防止对电芯损伤，另外，通过设置缸体、波形槽、限位柱、转盘、活塞等部件，可利用升降座的升降行程控制，自动实现柔性吸盘对电芯的取料和放料动作，简化了气体驱动泵的布置，从而便于体积优化和成本控制。

3.本发明，通过设置连杆，由于测试状态和取放料状态的电极一位置需要改变，而测试状态和取放料状态又与升降座的运动状态相关，从而通过连杆能使得测试状态和取放料状态与电极一位置联动，从而增加了装置的同步联动性同时也简化了动力布置。

4.本发明，通过设置联动驱动组件，利用斜面爪一、斜面爪二组成的单向传动特性，从而能使得转轴在一次取料-测试-放料的行程中排料板能平移运动，从而在多个循环过程中能实现电芯的自动矩形排料，简化了后续排料工序的同时，也能增加了同步联动性。

附图说明

图1为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的测试头结构示意图；

图3为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的电路结构示意图；

图4为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的固定头结构示意图；

图5为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的固定头剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的连杆安装位置结构示意图；

图7为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的联动驱动组件结构示意图；

图8为本发明提出的一种新能源汽车电池批量测试设备的传动轮剖视结构示意图。

图中：1、底座；2、排料架；3、测试头；4、升降座；5、导向杆；6、旋转板；7、伸缩器；8、转轴；9、排料板；10、直线滑轨；11、联动驱动组件；12、电极一；13、旋转架；14、铰接轴；15、固定头；16、电极二；17、转盘；18、缸体；19、主轴；20、波形槽；21、限位柱；22、活塞；23、弹簧一；24、透孔一；25、透孔二；26、连杆；27、传动轮；28、齿圈；29、齿轮；30、齿槽；31、轮轴；32、外圈；33、斜面爪一；34、斜面爪二；35、弹簧二；36、柔性吸盘；37、内圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种新能源汽车电池批量测试设备，如图1-图8所示，包括底座1，所述底座1的顶部外壁分别通过螺栓固定有排料架2、通过转轴8转动连接有旋转板6、通过直线滑轨10滑动连接有排料板9。

所述排料架2的内侧限位多个待测电芯，待测电芯可采用震动上料、机械臂上料或者人工上料等形式，其目的是为了将待测电芯线型排列至排料架2的内侧，由于其为现有技术，本实施例也未对其做出改进，故不做赘述。

所述旋转板6的底部通过导向杆5滑动连接有升降座4，升降座4的底部设置有测试头3。

所述测试头3包括多个与待测电芯数量、位置均匹配的电极一12和电极二16，所述电极一12的外壁固定有同一个旋转架13，旋转架13通过铰接轴14转动连接于升降座4的侧壁，所述电极二16通过固定头15固定于升降座4的底部。

所述电极一12、电极二16串联有负载和电流表，且多组所述电极一12、电极二16相互并联。

本装置在使用时，将待测电芯线型排列至排料架2的内侧，随后转轴8旋转，将旋转板6旋转至排料架2的上方后，升降座4下降，直至固定头15接触并吸附待测电芯后，升降座4上升，此时旋转架13旋转，将电极一12旋转至电芯的底部，此时电极一12与电极二16分别接触待测电芯的正极和负极，从而使得待测电芯与电流表、负载形成回路，从而可根据电流表的读数有无来判断电芯是否能可靠输出，直至升降座4上升至最大高度后，转轴8旋转，将旋转板6旋转至排料板9的上方后，升降座4下降，同时旋转架13旋转，将电极一12旋转至电芯的侧面，直至电芯接触排料板9并被排料板9承载后，升降座4上升，转轴8回转复位，同时排料板9沿着直线滑轨10移动一个电芯直径的距离，如此往复，即可实现批量化检测和排料。

本装置，通过利用排料架2进行排料，从而配合多个电极一12与电极二16，能实现单次多个待测电芯的测试，从而增加了批量化测试的效率，另外，排料架2的线性排料还能作为电芯矩形排料的其中一个线性单元，再利用转轴8的旋转以及升降座4的升降，能实现电芯的矩形排列，且同时测试还是在矩形排列的运动过程中实现，从而使得测试和排料二者相互关联，相互交叉，提高了整个电池的生产效率。

为了解决抓料和放料问题；如图4所示，所述固定头15包括缸体18、主轴19和柔性吸盘36，所述柔性吸盘36固定于缸体18的底部外壁，所述主轴19转动连接于升降座4的底部外壁，且主轴19的底部固定有转盘17，转盘17的底部转动连接有活塞22，活塞22的底部扣接有弹簧一23，弹簧一23的另一端扣接于电极二16，且电极二16固定于缸体18的内壁。

所述主轴19的外壁开设有波形槽20，缸体18的内侧壁焊接有限位柱21，限位柱21活动配合于波形槽20的内壁。

所述波形槽20的波峰与波谷的角度差为一百八十度。

所述转盘17的内壁开设有透孔一24，活塞22的内壁开设有与透孔一24匹配的透孔二25。

当处于未夹持状态时，由于活塞22与缸体18之间受到弹簧一23的弹力作用，从而使得限位柱21位于波形槽20的波谷位置，此处升降座4带动主轴19下降，直至柔性吸盘36接触待测电芯的上方后，升降座4继续下降，从而使得主轴19相对缸体18下降，使得转盘17与活塞22相对缸体18下降，缸体18内腔气体压力增加，柔性吸盘36发生形变，气体从缝隙处泄露，并且同时限位柱21会在波形槽20内滑动，由于柔性吸盘36与待测电芯之间的摩擦力使得缸体18无法旋转，从而利用波形槽20与限位柱21的配合使得转盘17相对活塞22发生旋转，从而使得透孔一24与透孔二25错位，直至限位柱21运动之波形槽20的波峰位置后，升降座4上升，此时由于透孔一24与透孔二25端面贴合，实现相对密封，从而利用弹簧一23的回弹实现缸体18内产生负压，从而实现柔性吸盘36的夹持，同时限位柱21会移动至波形槽20的下一个波谷的位置，随后升降座4继续上升，会带动待测电芯上升，当需要放料时，升降座4带动待测电芯下降，直至接触排料板9的表面后，待测电芯被限位，此时升降座4继续下降，通过波形槽20与限位柱21的配合，使得主轴19带动转盘17发生旋转，直至限位柱21移动至波峰位置后，升降座4上升，此时限位柱21会沿着波峰向下一个波谷位置移动，从而使得转盘17持续旋转，直至旋转至透孔一24与透孔二25重合时，缸体18的内腔相对开放，内部压力释放，从而使得柔性吸盘36将电芯放下。

本装置，通过利用柔性吸盘36对电芯进行取料，从而可防止对电芯损伤，另外，通过设置缸体18、波形槽20、限位柱21、转盘17、活塞22等部件，可利用升降座4的升降行程控制，自动实现柔性吸盘36对电芯的取料和放料动作，简化了气体驱动泵的布置，从而便于体积优化和成本控制。

为了解决联动控制问题；如图5所示，所述旋转板6的底部外壁转动连接有连杆26，所述连杆26的另一端转动连接于旋转架13的侧壁。

当升降座4相对旋转板6下降，进行取料或放料动作时，此时升降座4会带动旋转架13同步下降，从而通过透孔一24带动旋转架13旋转，当升降座4上升位于最大高度是，此时旋转架13旋转至底部的测试工位。

本装置，通过设置连杆26，由于测试状态和取放料状态的电极一12位置需要改变，而测试状态和取放料状态又与升降座4的运动状态相关，从而通过连杆26能使得测试状态和取放料状态与电极一12位置联动，从而增加了装置的同步联动性同时也简化了动力布置。

为了解决升降控制问题；如图1所示，所述旋转板6的顶部外壁通过螺栓固定有伸缩器7，伸缩器7的伸缩端通过螺栓固定于升降座4的顶部外壁，伸缩器7可以为气动、液压、电动伸缩杆的任意一种；可通过伸缩器7的伸缩控制升降座4的升降。

本实施例在使用时,将待测电芯线型排列至排料架2的内侧，随后转轴8旋转，将旋转板6旋转至排料架2的上方后，升降座4下降，直至固定头15接触并吸附待测电芯后，升降座4上升，此时旋转架13旋转，将电极一12旋转至电芯的底部，此时电极一12与电极二16分别接触待测电芯的正极和负极，从而使得待测电芯与电流表、负载形成回路，从而可根据电流表的读数有无来判断电芯是否能可靠输出，直至升降座4上升至最大高度后，转轴8旋转，将旋转板6旋转至排料板9的上方后，升降座4下降，同时旋转架13旋转，将电极一12旋转至电芯的侧面，直至电芯接触排料板9并被排料板9承载后，升降座4上升，转轴8回转复位，同时排料板9沿着直线滑轨10移动一个电芯直径的距离，如此往复，即可实现批量化检测和排料；

固定头15的原理为当处于未夹持状态时，由于活塞22与缸体18之间受到弹簧一23的弹力作用，从而使得限位柱21位于波形槽20的波谷位置，此处升降座4带动主轴19下降，直至柔性吸盘36接触待测电芯的上方后，升降座4继续下降，从而使得主轴19相对缸体18下降，使得转盘17与活塞22相对缸体18下降，缸体18内腔气体压力增加，柔性吸盘36发生形变，气体从缝隙处泄露，并且同时限位柱21会在波形槽20内滑动，由于柔性吸盘36与待测电芯之间的摩擦力使得缸体18无法旋转，从而利用波形槽20与限位柱21的配合使得转盘17相对活塞22发生旋转，从而使得透孔一24与透孔二25错位，直至限位柱21运动之波形槽20的波峰位置后，升降座4上升，此时由于透孔一24与透孔二25端面贴合，实现相对密封，从而利用弹簧一23的回弹实现缸体18内产生负压，从而实现柔性吸盘36的夹持，同时限位柱21会移动至波形槽20的下一个波谷的位置，随后升降座4继续上升，会带动待测电芯上升，当需要放料时，升降座4带动待测电芯下降，直至接触排料板9的表面后，待测电芯被限位，此时升降座4继续下降，通过波形槽20与限位柱21的配合，使得主轴19带动转盘17发生旋转，直至限位柱21移动至波峰位置后，升降座4上升，此时限位柱21会沿着波峰向下一个波谷位置移动，从而使得转盘17持续旋转，直至旋转至透孔一24与透孔二25重合时，缸体18的内腔相对开放，内部压力释放，从而使得柔性吸盘36将电芯放下。

实施例2：

一种新能源汽车电池批量测试设备，如图1、7、8所示，为了解决同步联动性问题；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述底座1的底部外壁通过螺栓固定有电动机，电动机的输出轴通过联轴器连接于转轴8的端部，且所述转轴8的外壁通过联动驱动组件11传动配合于排料板9。

所述联动驱动组件11包括齿圈28、齿轮29和齿槽30，所述齿圈28通过传动轮27传动配合于转轴8的外壁，所述齿轮29通过轮轴31转动连接于底座1的顶部，所述齿槽30开设于排料板9的侧壁，且所述齿轮29啮合于齿圈28、齿槽30的相对一侧。

所述传动轮27包括固定于齿圈28内壁的外圈32以及固定于转轴8外壁的内圈37，所述内圈37与外圈32转动连接，且所述外圈32的内侧壁设置有多个斜面爪二34，内圈37的外侧滑动连接有多个与斜面爪二34配合的斜面爪一33，所述斜面爪一33通过弹簧二35连接于内圈37的内壁。

本实施例在使用时,当转轴8由排料架2处向排料板9处转动时，此时基于图8，转轴8的旋转方向为顺时针，而此时由于斜面爪一33与斜面爪二34的斜面配合，从而使得斜面爪一33受到运动阻力收缩至内圈37的内部，齿圈28不转，当转轴8放料后回转时，此时斜面爪一33与斜面爪二34的平行面配合，从而带动外圈32旋转，从而使得齿圈28旋转，从而通过齿轮29与齿槽30带动排料板9平移。

本装置，通过设置联动驱动组件11，利用斜面爪一33、斜面爪二34组成的单向传动特性，从而能使得转轴8在一次取料-测试-放料的行程中排料板9能平移运动，从而在多个循环过程中能实现电芯的自动矩形排料，简化了后续排料工序的同时，也能增加了同步联动性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车电池批量测试设备，包括底座（1），其特征在于，

所述底座（1）的顶部外壁分别通过螺栓固定有排料架（2）、通过转轴（8）转动连接有旋转板（6）、通过直线滑轨（10）滑动连接有排料板（9）；

所述排料架（2）的内侧限位多个待测电芯；

所述旋转板（6）的底部通过导向杆（5）滑动连接有升降座（4），升降座（4）的底部设置有测试头（3）；

所述测试头（3）包括多个与待测电芯数量、位置均匹配的电极一（12）和电极二（16），所述电极一（12）的外壁固定有同一个旋转架（13），旋转架（13）通过铰接轴（14）转动连接于升降座（4）的侧壁，所述电极二（16）通过固定头（15）固定于升降座（4）的底部；所述电极一（12）、电极二（16）串联有负载和电流表，且多组所述电极一（12）、电极二（16）相互并联；

所述固定头（15）包括缸体（18）、主轴（19）和柔性吸盘（36），所述柔性吸盘（36）固定于缸体（18）的底部外壁，所述主轴（19）转动连接于升降座（4）的底部外壁，且主轴（19）的底部固定有转盘（17），转盘（17）的底部转动连接有活塞（22），活塞（22）的底部扣接有弹簧一（23），弹簧一（23）的另一端扣接于电极二（16），且电极二（16）固定于缸体（18）的内壁；

所述主轴（19）的外壁开设有波形槽（20），缸体（18）的内侧壁焊接有限位柱（21），限位柱（21）活动配合于波形槽（20）的内壁；

所述底座（1）的底部外壁通过螺栓固定有电动机，电动机的输出轴通过联轴器连接于转轴（8）的端部，且所述转轴（8）的外壁通过联动驱动组件（11）传动配合于排料板（9）；

将待测电芯线型排列至排料架（2）的内侧，随后转轴（8）旋转，将旋转板（6）旋转至排料架（2）的上方后，升降座（4）下降，直至固定头15接触并吸附待测电芯后，升降座（4）上升，此时旋转架（13）旋转，将电极一（12）旋转至电芯的底部，此时电极一（12）与电极二16分别接触待测电芯的正极和负极，从而使得待测电芯与电流表、负载形成回路，从而可根据电流表的读数有无来判断电芯是否能可靠输出，直至升降座（4）上升至最大高度后，转轴（8）旋转，将旋转板（6）旋转至排料板（9）的上方后，升降座（4）下降，同时旋转架（13）旋转，将电极一（12）旋转至电芯的侧面，直至电芯接触排料板（9）并被排料板（9）承载后，升降座（4）上升，转轴（8）回转复位，同时排料板（9）沿着直线滑轨（10）移动一个电芯直径的距离，如此往复，即可实现批量化检测和排料。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述波形槽（20）的波峰与波谷的角度差为一百八十度。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述转盘（17）的内壁开设有透孔一（24），活塞（22）的内壁开设有与透孔一（24）匹配的透孔二（25）。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述旋转板（6）的底部外壁转动连接有连杆（26），所述连杆（26）的另一端转动连接于旋转架（13）的侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述旋转板（6）的顶部外壁通过螺栓固定有伸缩器（7），伸缩器（7）的伸缩端通过螺栓固定于升降座（4）的顶部外壁。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述联动驱动组件（11）包括齿圈（28）、齿轮（29）和齿槽（30），所述齿圈（28）通过传动轮（27）传动配合于转轴（8）的外壁，所述齿轮（29）通过轮轴（31）转动连接于底座（1）的顶部，所述齿槽（30）开设于排料板（9）的侧壁，且所述齿轮（29）啮合于齿圈（28）、齿槽（30）的相对一侧。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车电池批量测试设备，其特征在于，所述传动轮（27）包括固定于齿圈（28）内壁的外圈（32）以及固定于转轴（8）外壁的内圈（37），所述内圈（37）与外圈（32）转动连接，且所述外圈（32）的内侧壁设置有多个斜面爪二（34），内圈（37）的外侧滑动连接有多个与斜面爪二（34）配合的斜面爪一（33），所述斜面爪一（33）通过弹簧二（35）连接于内圈（37）的内壁。