CN220970193U - 电芯清洗装置及电芯生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电芯清洗技术领域，具体公开了一种电芯清洗装置及电芯生产系统，该电芯清洗装置包括清洗工作台、清洗部和防呆部，清洗部连接清洗工作台，并可以在清洗工作台上移动，清洗部还包括清洗喷头，防呆部连接清洗部，防呆部与位于清洗工作台上的电芯具有第一最小距离，清洗喷头与位于电芯具有第二最小距离，第一最小距离大于第二最小距离。根据本实用新型的电芯清洗装置，防呆部与清洗喷头的配合设置，使得清洗过程中即使出现误操作或设备异常，也能够避免清洗喷头直接接触到待清洗的电芯，极大地减少了电芯被损坏的风险。减少了电芯损坏带来的额外替换和维修成本，同时也降低了由于电芯损伤导致的潜在安全隐患和随之而来的质保成本。

Description

电芯清洗装置及电芯生产系统

技术领域

本实用新型涉及电芯清洗技术领域，具体涉及一种电芯清洗装置及电芯生产系统。

背景技术

锂电池是当今电池领域的主流技术，其中电芯作为其核心组成部件，在生产过程中需要进行多种处理以确保其性能和稳定性。等离子清洗是电芯生产过程中一个关键的步骤，它能够增强电芯表面的粘合力，从而满足模组设计的要求。

然而，现有技术中的等离子清洗机存在明显的缺陷。由于没有相应的防呆或防错的措施，导致在生产过程中，电芯容易被等离子清洗头旋转挤压导致损伤。考虑到锂电池在受到外力挤压或穿刺时极易燃烧，这种损伤不仅影响产品质量，而且存在很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决电芯容易被清洗头触碰导致损伤的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种电芯清洗装置，包括：

清洗工作台；

清洗部，所述清洗部以移动的方式连接所述清洗工作台，所述清洗部包括清洗喷头；

防呆部，所述防呆部连接于所述清洗部，在电芯放置于所述清洗工作台的状态下，所述防呆部与所述电芯具有第一最小距离，所述清洗喷头与所述电芯具有第二最小距离，其中，所述第一最小距离小于所述第二最小距离。

根据本实用新型的电芯清洗装置，防呆部与位于清洗工作台上的电芯具有第一最小距离，清洗喷头与位于电芯具有第二最小距离，其中，第一最小距离小于第二最小距离，防呆部与清洗喷头的配合设置，使得清洗过程中即使出现误操作或设备异常，也能够避免清洗喷头直接接触到待清洗的电芯，极大地减少了电芯被损坏的风险。减少了电芯损坏带来的额外替换和维修成本，同时也降低了由于电芯损伤导致的潜在安全隐患和随之而来的质保成本。同时，由于减少了清洗喷头与电芯的碰撞，电芯清洗装置自身的损耗也得到了减少，从而延长了设备的使用寿命。

另外，根据本实用新型的电芯清洗装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述防呆部包括微动开关和支架，所述支架连接于所述清洗部，所述微动开关连接于所述支架，且至少部分所述微动开关相较于所述支架更靠近所述电芯，部分所述支架相较于所述清洗喷头更靠近所述电芯，所述微动开关与所述电芯之间具有所述第一最小距离。

在本实用新型的一些实施例中，所述支架包括固定板、第一压板和第二压板，所述固定板的一端连接所述清洗部，所述固定板的另一端连接所述第二压板，所述第一压板连接在所述第二压板背离所述固定板的一侧，且所述第一压板相较于所述第二压板更靠近所述电芯，所述第一压板为橡胶材质的板材。

在本实用新型的一些实施例中，所述微动开关包括金属弹片，所述金属弹片与所述电芯之间具有所述第一最小距离。

在本实用新型的一些实施例中，所述防呆部还包括安装架，所述微动开关通过所述安装架连接所述支架。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二压板和所述固定板均为尼龙板材。

在本实用新型的一些实施例中，所述清洗工作台还包括移动组件，所述移动组件与所述清洗部传动连接，用于驱动所述清洗部移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述清洗工作台包括放置台，所述放置台用于放置所述电芯。

在本实用新型的一些实施例中，所述防呆部包括限位圈，所述限位圈环绕所述清洗喷头设置，用于防止所述清洗喷头坠落。

本实用新型的第二方面提出了电芯生产系统，包括上述的电芯清洗装置。

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，而并不认为是对本实用新型的限制。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示意性地示出了根据本实用新型实施方式的电芯清洗装置的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的防呆部的结构示意图。

附图标记如下：

100、电芯清洗装置；

10、清洗工作台； 11、移动组件； 12、放置台；

20、清洗部； 21、清洗喷头；

30、防呆部；31、支架；311、第一压板；312、第二压板；313、固定板；32、微动开关；321、金属弹片；33、安装架。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图2所示，根据本实用新型的实施方式，提出了一种电芯清洗装置100，该电芯清洗装置100包括清洗工作台10、清洗部20和防呆部30，清洗部20连接清洗工作台10，并可以在清洗工作台10上移动，清洗部20还包括清洗喷头21，防呆部30连接清洗部20，在电芯放置于清洗工作台10的状态下，防呆部30与位于清洗工作台10上的电芯具有第一最小距离，清洗喷头21与电芯具有第二最小距离，其中，第一最小距离小于所第二最小距离。

根据本实用新型的电芯清洗装置100，防呆部30与位于清洗工作台10上的电芯具有第一最小距离，清洗喷头21与位于电芯具有第二最小距离，其中，第一最小距离小于第二最小距离，防呆部30与清洗喷头21的配合设置，使得清洗过程中即使出现误操作或设备异常，也能够避免清洗喷头21直接接触到待清洗的电芯，极大地减少了电芯被损坏的风险。减少了电芯损坏带来的额外替换和维修成本，同时也降低了由于电芯损伤导致的潜在安全隐患和随之而来的质保成本。同时，由于减少了清洗喷头21与电芯的碰撞，电芯清洗装置100自身的损耗也得到了减少，从而延长了设备的使用寿命。

可以理解的是，第一最小距离可以为0，当防呆部30解接触电芯时，第一最小距离为0。

可以理解的是，防呆部30包括微动开关32和支架31，支架31连接清洗部20，微动开关32连接支架31，且至少部分微动开关32相较于支架31更靠近所述电芯，部分支架31相较于清洗喷头21更靠近电芯，微动开关32与电芯之间具有第一最小距离，微动开关32能够在接触电芯时停止清洗喷头21的移动。

在一些实施方式中，微动开关32可以通过使用不锈钢螺丝、螺母和垫圈连接在支架31上，确保微动开关32牢固地连接到支架31上，且在长时间的工作中保持稳定。

在另一些实施方式中，防呆部30还包括安装架33，微动开关32通过安装架33连接支架31。安装架33采用高强度的轻质工程塑料，以确保其稳定性和长期使用的耐久性。安装架33的形状为U型，这样可以轻松固定微动开关32并确保其朝向正确。

具体的，安装架33的两侧可以设置有螺丝孔，方便与支架31固定。

具体的，安装架33的两侧还可以设置有凸起的卡榫，用于与支架31上的卡口进行匹配。在支架31的适当位置设计有凹入的卡口，与安装架33上的卡榫相匹配。为了确保卡扣的稳定性和安全性，卡口内部可能设有微弹簧，使得卡榫插入后能自动固定，防止意外脱落。支架31和安装架33之间的卡扣使得安装架33能够迅速、稳定地固定在适当的位置，并确保在操作期间不会发生位移或脱落。通过引入卡扣连接方式，安装架33与支架31之间的连接变得既稳固又灵活。这种设计大大简化了组装和维护工作，使得操作人员可以迅速地更换或维护微动开关32，从而提高工作效率。此外，卡扣连接方式还降低了潜在的装配错误风险，确保微动开关32始终处于正确的位置，从而增强了整个系统的可靠性和安全性。

可以理解的是，如图2所示，支架31包括固定板313、第一压板311和第二压板312，其中，固定板313的一端是连接清洗部20，另一端连接第二压板312，第二压板312靠近电芯的一侧连接第一压板311，所说第一压板311相较于第二压板312更靠近电芯，第一压板311相较于清洗喷头21更靠近所述电芯，并且第一压板311为橡胶材质的板材。

具体的，固定板313的个数为两个，分别连接清洗部20的两侧，两个固定板313的另一端分别连接第二压板312的一侧，第二压板312的另一侧连接第一压板311。两个固定板313和第二压板312及第一压板311结合，使得防呆部30大致呈U型。两个固定板313为整个防呆部30提供稳固的支撑，并起到辅助定位作用。由于固定板313的双侧位置与第二压板312和第一压板311的组合，整个防呆部30大致呈U型结构，围绕着清洗喷头21，形成一个防护罩，确保清洗喷头21在清洗过程中的安全性。

具体的，固定板313上设置有多个孔位，用于固定第二压板312和与清洗部20的连接。作为支架31的主体，固定板313为第一压板311和第二压板312提供稳定的支撑，并确保其与清洗部20正确对接。

具体的，位于第二压板312的下方，并与第二压板312相连。第一压板311为由柔软、弹性的橡胶制成，并且第一压板311表面光滑，以防止对电芯造成刮伤。当微动开关32失效后，第一压板311可能会接触到电芯，其橡胶材质能够确保在微动开关32失效后接触电芯时，电芯仍不受损伤。

具体的，第二压板312和固定板313均为尼龙材质的板材。尼龙材质因为其耐磨、抗冲击、低摩擦系数和良好的化学稳定性，所以在本实施方式中，尼龙固定板313和第二压板312能够为电芯提供良好的支撑和保护，同时尼龙材质的特性还确保了这些板的长寿命和低维护。

可以理解的是，U型的防呆部30为电芯提供了全面的保护。微动开关32作为第一道防线，及时感知电芯与清洗喷头21的距离，避免碰撞。如果微动开关32失效，橡胶材质的第一压板311作为备用机制，可以起到减震效果，避免电芯受损。此外，U型的结构设计使得电芯在清洗过程中从多个方向都得到了保护。

在一些实施方式中，清洗部20为等离子清洗机，等离子清洗机具有清洗喷头21、等离子发生器、高压电源、气体供应单元和控制单元。清洗喷头21为一个喷嘴状部件，能够产生和喷射等离子。喷嘴应当设计得尽可能精细，以便在不接触电芯的情况下进行精确清洗。等离子发生器可以将气体如氩、氮或其他惰性气体电离，形成等离子。电离过程由高压电源驱动，确保其可以产生稳定的等离子流。高压电源为等离子发生器提供所需的高电压。该电源应具备保护功能，以防止任何短路或超负荷现象。气体供应单元为等离子发生器提供所需的气体。气体压力和流量应该是可调的，以满足不同的清洗需求。控制单元通过集成的软件和硬件控制等离子清洗器的所有功能。它可以设置等离子的强度、清洗时间、气体种类等。此外，它还应该与微动开关32相连接，以实现自动化控制和保护功能。

在一些实施方式中，微动开关32包括外壳、接触部和机械传动部，接触部具体为金属弹片321，金属弹片321与电芯之间具有第一最小距离，金属弹片321由静止接触和动态接触组成，用于完成电连接或断开的功能。机械传动部通常包括按钮、弹簧、杠杆和其他机构，用于将金属弹片321上的外部力传递到接触部分。外壳通常由塑料制成，起到保护和固定内部结构的作用。微动开关32结合防呆部30的工作原理为在清洗喷头21接近电芯表面的过程中，如果距离小于10毫米(弹片321到清洗喷头21的距离为10毫米，也是第一最小距离和第二最小距离的差值为10毫米)，微动开关32的机械传动部分会受到影响，导致接触部分动作。微动开关32的常开点被触发，完成电连接，从而导通开关电源提供的24V电压。该电压驱动第一中间继电器。当第一中间继电器被激活，其常闭点断开。一旦第一中间继电器的常闭点断开，等离子清洗机的电源将被切断，从而使得清洗机停止工作。同时，第二中间继电器也被断开，导致等离子发生器断电。结果是，等离子清洗机的旋转头和发生器都被强制停止，从而避免了与电芯的潜在碰撞或接触。微动开关32的工作原理基于机械杠杆和弹簧的动力学。当受到外部压力(如清洗喷头21接近电芯时)时，杠杆会移动，进而推动弹簧，使得接触部分产生位移，完成电连接或断开。当外部压力消失时，弹簧会将杠杆推回到初始位置，恢复接触的状态。这种快速和高度灵敏的反应使得微动开关32特别适合于本实施方式。

可以理解的是，所述清洗工作台10还包括移动组件11，移动组件11与清洗部20传动连接，用于驱动清洗部20移动。移动组件11包括线性导轨、伺服电机、编码器、控制器和软件界面。移动组件11配备三组线性导轨，分别负责X、Y和Z轴的精准直线移动。每组线性导轨都有自己的滑块，它们与清洗部20连接，确保清洗部20的平稳、精准移动。每个自由度均配置一个伺服电机。伺服电机提供准确的位置控制和高响应速度，确保清洗部20迅速、精准地到达目标位置。编码器与每个伺服电机连接，用于提供实时的位置反馈，确保移动组件11的精准位置控制。控制器用于管理所有的伺服电机、编码器，同时与清洗工作台10上的其他系统(如等离子清洗机、微动开关32等)进行交互。软件界面提供用户友好的界面，允许操作员设置清洗部20的移动路径、速度、停止位置等参数。移动组件11的工作原理为当电芯放置在清洗工作台10上，操作员可以通过软件界面预设清洗路径或选择已有的清洗模式。控制器接收到指令后，驱动对应的伺服电机使清洗部20沿预设路径移动。编码器提供实时的位置反馈，确保清洗部20的精准移动。若清洗部20与电芯过近，微动开关32会触发，继电器断开，等离子清洗机立即停止，防止对电芯造成损伤。该清洗工作台10的设计方式，利用高精度的移动组件11，结合等离子清洗机，为电芯提供高效、精准且安全的清洗过程。

可以理解的是，清洗工作台10还包括放置台12，放置台12用于防止电芯。首先放置台12的表面配备防滑材料，如橡胶垫或防滑纹路，确保电芯在清洗过程中稳固放置，不因振动或移动导致滑落或移位。其次，为适应不同尺寸和形状的电芯，放置台12可以设计有多个大小和形状的凹槽，使电芯能够准确放置并在清洗过程中固定。另外，放置台12可以通过手动或电动的方式进行高度和角度的调节，以适应不同高度和角度的电芯清洗要求。考虑到电芯和等离子清洗过程中可能产生的静电，放置台12可以进行防静电处理或配备静电接地，防止静电对电芯造成损伤。放置台12还可以配备温度传感器，对电芯的温度进行实时监测。若温度超过安全范围，可以通过控制系统自动调节清洗器的工作参数或暂停工作，确保电芯不被过热。

在一些实施方式中，防呆部30还可以包括限位圈，限位圈环绕清洗喷头21设置，用于防止清洗喷头21坠落。限位圈可以连接固定板313，并套设在清洗喷头21上，清洗喷头21上也设有一个限位块，限位块设置在限位圈的上方，当清洗喷头21坠落时，限位块卡在限位圈上，这样清洗喷头21就不会坠落。在清洗操作或维护过程中，限位圈起到固定和保护清洗喷头21的作用。其结构确保了清洗喷头21不会意外坠落或受到过大的摩擦和冲击。

本实施方式还提出了一种电芯生产系统，具体包括上述的电芯清洗装置100。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电芯清洗装置，其特征在于，包括：

清洗工作台；

清洗部，所述清洗部以可移动的方式连接于所述清洗工作台，所述清洗部包括清洗喷头；

防呆部，所述防呆部连接于所述清洗部，在电芯放置于所述清洗工作台的状态下，所述防呆部与所述电芯具有第一最小距离，所述清洗喷头与所述电芯具有第二最小距离，其中，所述第一最小距离小于所述第二最小距离。

2.根据权利要求1所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述防呆部包括微动开关和支架，所述支架连接于所述清洗部，所述微动开关连接于所述支架，且至少部分所述微动开关相较于所述支架更靠近所述电芯，部分所述支架相较于所述清洗喷头更靠近所述电芯，所述微动开关与所述电芯之间具有所述第一最小距离。

3.根据权利要求2所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述支架包括固定板、第一压板和第二压板，所述固定板的一端连接所述清洗部，所述固定板的另一端连接所述第二压板，所述第一压板连接在所述第二压板背离所述固定板的一侧，且所述第一压板相较于所述第二压板更靠近所述电芯，所述第一压板相较于所述清洗喷头更靠近所述电芯，所述第一压板为橡胶材质的板材。

4.根据权利要求2或3所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述微动开关包括金属弹片，所述金属弹片与所述电芯之间具有所述第一最小距离。

5.根据权利要求2或3所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述防呆部还包括安装架，所述微动开关通过所述安装架连接所述支架。

6.根据权利要求3所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述第二压板和所述固定板均为尼龙板材。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述清洗工作台还包括移动组件，所述移动组件与所述清洗部传动连接，用于驱动所述清洗部移动。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述清洗工作台包括放置台，所述放置台用于放置所述电芯。

9.根据权利要求1-3任一项所述的电芯清洗装置，其特征在于，所述防呆部包括限位圈，所述限位圈环绕所述清洗喷头设置，用于防止所述清洗喷头坠落。

10.一种电芯生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电芯清洗装置。