CN211785866U - 一种电池化成分容设备的校准装置 - Google Patents

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吴名功
吴晓燕
张玉梅
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Abstract

本实用新型公开了一种电池化成分容设备的校准装置,包括电池对接盒、电池校准盒和上位机,电池对接盒表面设有顶针和接线端子,电池对接盒内部设有转接板,顶针通过转接板与接线端子一一对应电连接;电池校准盒通过导线与电池对接盒连接,其表面固定有模拟电池极柱和接线端子,其内部设有采集板和主控板,采集板与模拟电池极柱一一对应电连接,主控板与采集板电连接;上位机与主控板双向通信。该校准装置能够快速、高效地对电池化成分容设备的电压、电流、温度进行校准,其可以在生产线上巡回校准,在不改变产线设备的情况下进行实时、在线校检,具有非常大的经济和社会价值;另外,还校准装置具有使用成本低、操作简便、安全性高等优点。

Description

一种电池化成分容设备的校准装置
技术领域
本实用新型涉及电池化成分容技术领域,具体涉及一种电池化成分容设备的校准装置。
背景技术
化成,一般指对初次充电的电池实施一系列工艺措施使之性能趋于稳定,包括小电流充放、静置、60℃以下的恒温静置等,也有专门指首次充电使电池完成电极活化的充放电程序。而分容简单理解就是容量分选、性能筛选分级。受动力电池生产工艺的制约,单体电芯在生产出来后,其电压、电流、内阻、容量等参数一致性并不高。因此,就需要化成分容设备来确保电池组电芯的均一性。
而在电池的生产过程中,化成、分容柜都是处于连续运行状态,所以需要定期对其进行校准。化成分容设备本质上就是充放电柜,所以主要就是对其电压、电流进行校准。生产线用化成、分容柜的常规校检方法是将设备触点与标准电阻器串联,施以恒定电流,使用万用表(精度高于被测化成、分容柜一个数量级)测试电阻两端电压和电流。该校准手段一次只能校对一组触点,而生产线上堆栈式化成、分容柜有数千个触点,如果使用人工校检速度慢、影响生产,且校准成本较高,同时检测人员在测试过程中有一定的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池化成分容设备的校准装置,其解决了电池化成分容设备的传统校准方法校准时间长、效率低、成本高、安全性低等缺陷。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
一种电池化成分容设备的校准装置,校准装置包括:
电池对接盒,所述电池对接盒表面设有用于压接外部电池组中电池极柱的顶针、以及用于插接导线的接线端子,电池对接盒内部设有转接板,所述顶针通过转接板与接线端子一一对应电连接;
电池校准盒,所述电池校准盒通过导线与电池对接盒连接,电池校准盒表面固定有用于压接待校准电池化成分容设备的N块模拟电池极柱、以及用于插接导线的接线端子,电池校准盒内部设有N块采集板和一块主控板,所述采集板与模拟电池极柱一一对应电连接,用于采集电极触点处电压、电流和温度的数据,所述主控板与采集板电连接,用于接受并传输数据;
上位机,所述上位机与主控板双向通信,用于数据的互通。
进一步改进在于,所述模拟电池极柱采用铜锭模拟电池极柱。
进一步改进在于,所述电池校准盒的侧边设有散热风机以及散热网孔。
进一步改进在于,所述采集板上通过设置24bit的ADC测量电压数据,通过设置0.5mΩ插件式安装分流器测量电流数据,通过设置温度传感器测量温度数据。
进一步改进在于,所述主控板上设有通讯单元,所述通讯单元采用LoRa调制方式的微功率无线方式进行数据通信,所述上位机通过串口外接有Lora收发器,实现与主控板的双向通信。
进一步改进在于,所述通讯单元还预留有GPRS/4G通信接口。
进一步改进在于,校准装置还包括校准台架,所述校准台架上设有主支撑板和探针安装板,所述主支撑板上设有限位板以及若干根导轨,所述探针安装板平行位于主支撑板上方,探针安装板上设有与导轨相匹配的直线轴承,所述导轨均活动穿过探针安装板的直线轴承,且在探针安装板的顶部连接有用于控制探针安装板上下移动的操作机构。
进一步改进在于,所述操作机构包括第一固定件、第二固定件和工装夹钳,所述第一固定件安装于校准台架上探针安装板上方的位置,所述第二固定件安装于探针安装板顶面,所述工装夹钳连接于第一固定件和第二固定件之间。
进一步改进在于,所述校准台架上还设有显示器固定板和键盘固定板。
本实用新型的有益效果在于:该校准装置能够快速、高效地对电池化成分容设备的电压、电流进行校准,其可以在生产线上巡回校准,在不改变产线设备的情况下进行实时、在线校检,具有非常大的经济和社会价值;另外,还校准装置具有使用成本低、操作简便、安全性高等优点。
附图说明
图1为校准装置工作时的原理框图;
图2为电池对接盒的结构示意图;
图3为电池校准盒的结构示意图;
图4为校准装置工作时的电路示意图;
图5为校准台架的立体结构示意图;
图6为校准台架的主视图;
图7为校准台架的侧视图;
图中:1、电池对接盒;2、顶针;3、接线端子;4、转接板;5、电池校准盒;6、模拟电池极柱;7、采集板;8、主控板;9、上位机;10、散热风机;11、散热网孔;12、校准台架;13、主支撑板;14、探针安装板;15、限位板;16、导轨;17、直线轴承;18、第一固定件;19、第二固定件;20、工装夹钳;21、显示器固定板;22、键盘固定板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图4所示,一种电池化成分容设备的校准装置,校准装置包括:
电池对接盒1,电池对接盒1底面设有用于压接外部电池组中电池极柱的48或32对顶针2,侧面设有用于插接导线的48或32路接线端子3,电池对接盒1内部设有转接板4,顶针2通过转接板4与接线端子3一一对应电连接。
电池校准盒5,电池校准盒5顶端固定有用于压接待校准电池化成分容设备的N块铜锭模拟电池极柱6,其增加了接触面积便于被分容化成设备的顶针有效压接,本实施例中,电池校准盒5侧边设有用于插接导线的48或32路接线端子3,具体接线端子的数量不限于此,并有指示灯用于指示设备状态,电池校准盒5内部设有N块采集板7和一块主控板8,每块采集板7上通过设置24bit的ADC测量电压数据,通过设置0.5mΩ插件式安装分流器测量电流数据,通过设置温度传感器测量温度数据,采集板7的输入端与铜锭模拟电池极柱6一一对应电连接,N块采集板7通过并联扩展达到48或32路端口采集,实现采集电极触点处电压、电流和温度的数据,主控板8与采集板7的输出端电连接,用于接收并传输数据。
上位机9,上位机9与主控板8双向通信,所述主控板8响应上位机9下发的命令,同时将数据传输至上位机9。具体的,主控板8上设有通讯单元,通讯单元采用LoRa调制方式的微功率无线方式进行数据通信,上位机9通过串口外接有Lora收发器,实现与主控板8的双向通信,微功率无线的通信距离大于1000m,且整个装置的天线尺寸不影响校准检具在电池生产线自动流转。另外,通讯单元还预留有GPRS/4G通信接口,可根据需要更换为GPRS/4G通讯方式。
工作时,还需要使用到电池盒(图2中电池对接盒1下部即为电池盒),电池盒内设有48或32组电池,每组电池的电池极柱设于电池盒的上表面。其中,电池对接盒1和电池校准盒5都留有便捷型接线端子3,两个设备之间通过导线连接,导线两端分别插接在对应的接线端子3内。在校准过程中,被测设备即分容化成设备会通过顶针压在电池校准盒5的铜锭模拟电池极柱6上,电池对接盒1的顶针2同时压在电池盒上。电流通过分容化成设备经过电池校准盒5、再经过导线到达电池对接盒1、最终流向电池组。
其中,电池对接盒1起到电流回路和固定压接电池组的作用,电池校准盒5起到采集、控制和通信的功能,其中的采集板7有48/32路电压电流采集通道,其中的主控板8上的主控MCU能够实现对多路电压、电流、温度数据的采集和记录,还能够通过通信单元与在线监测上位机9实现双向通信,将测量结果数据传输至上位机9,同时MCU还实时监控设备的工作状态,如设备发生异常还可以将故障原因上报给上位机9。上位机9实时记录每对触点的电压、电流和温度信息并显示出来,并及时筛选出异常点,由人工使用专用检定装置进行二次校检。另外,温度数据用于检测触点与产线探针接触情况是否良好,若某接触点温度明显高于其他接触点或预设值,则说明接触不良。
另外,电池校准盒5的侧边设有散热风机10以及散热网孔11,用于对盒体内部进行通风散热。
再结合图5至图7所示,校准装置还包括校准台架12,校准台架12上设有主支撑板13和探针安装板14,主支撑板13上设有限位板15以及若干根导轨16,探针安装板14平行位于主支撑板13上方,探针安装板14上设有与导轨16相匹配的直线轴承17,导轨16均活动穿过探针安装板14的直线轴承17,且在探针安装板14的顶部连接有用于控制探针安装板14上下移动的操作机构。具体的,操作机构包括第一固定件18、第二固定件19和工装夹钳20,第一固定件18安装于校准台架12上探针安装板14上方的位置,第二固定件19安装于探针安装板14顶面,工装夹钳20连接于第一固定件18和第二固定件19之间,工装夹钳20具体结构为现有技术,不再赘述。校准台架12上还设有显示器固定板21和键盘固定板22。
该校准台架12上方可固定放置两个标准源,整设备集成了台式电脑,方便操作;安装时,主支撑板13上安装电池校准盒5,其铜锭模拟电池极柱6朝上,探针安装板14上安装待校准的电池化成分容设备,其顶针朝下,设备的测试区(即主支撑板13上方空间)设限位板15,设备可直接置于准确位置;工装夹钳20上双操作手柄可将电池校准盒5和待校准的电池化成分容设备良好接触或分离,手柄向上转动时带动探针安装板14向上移动,实现分离,手柄向下转动时带动探针安装板14向下移动,实现良好接触。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:校准装置包括
电池对接盒(1),所述电池对接盒(1)表面设有用于压接外部电池组中电池极柱的顶针(2)、以及用于插接导线的接线端子(3),电池对接盒(1)内部设有转接板(4),所述顶针(2)通过转接板(4)与接线端子(3)一一对应电连接;
电池校准盒(5),所述电池校准盒(5)通过导线与电池对接盒(1)连接,电池校准盒(5)表面固定有用于压接待校准电池化成分容设备的N块模拟电池极柱(6)、以及用于插接导线的接线端子(3),电池校准盒(5)内部设有N块采集板(7)和一块主控板(8),所述采集板(7)的输入端与模拟电池极柱(6)一一对应电连接,用于采集电极触点处电压、电流和温度的数据,所述主控板(8)与采集板(7)的输出端电连接,用于接收并传输采集板(7)采集的数据;
上位机(9),所述上位机(9)与主控板(8)双向通信,用于数据的互通。
2.根据权利要求1所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述模拟电池极柱(6)采用铜锭模拟电池极柱。
3.根据权利要求1所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述电池校准盒(5)的侧边设有散热风机(10)以及散热网孔(11)。
4.根据权利要求1所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述采集板(7)上通过设置24bit的ADC测量电压数据,通过设置0.5mΩ插件式安装分流器测量电流数据,通过设置温度传感器测量温度数据。
5.根据权利要求1所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述主控板(8)上设有通讯单元,所述通讯单元采用LoRa调制方式的微功率无线方式进行数据通信,所述上位机(9)通过串口外接有Lora收发器,实现与主控板(8)的双向通信。
6.根据权利要求5所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述通讯单元还预留有GPRS/4G通信接口。
7.根据权利要求1所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:校准装置还包括校准台架(12),所述校准台架(12)上设有主支撑板(13)和探针安装板(14),所述主支撑板(13)上设有限位板(15)以及若干根导轨(16),所述探针安装板(14)平行位于主支撑板(13)上方,探针安装板(14)上设有与导轨(16)相匹配的直线轴承(17),所述导轨(16)均活动穿过探针安装板(14)的直线轴承(17),且在探针安装板(14)的顶部连接有用于控制探针安装板(14)上下移动的操作机构。
8.根据权利要求7所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述操作机构包括第一固定件(18)、第二固定件(19)和工装夹钳(20),所述第一固定件(18)安装于校准台架(12)上探针安装板(14)上方的位置,所述第二固定件(19)安装于探针安装板(14)顶面,所述工装夹钳(20)连接于第一固定件(18)和第二固定件(19)之间。
9.根据权利要求7所述的一种电池化成分容设备的校准装置,其特征在于:所述校准台架(12)上还设有显示器固定板(21)和键盘固定板(22)。
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