CN222673092U - 化成约束装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池化成装置的技术领域，具体涉及化成约束装置，包括约束托盘和PLC控制器，所述约束托盘包括第一支撑件、约束组件和驱动组件，所述约束组件包括至少一个层板，沿所述约束托盘的长度方向，所述第一支撑件设置在所述层板的一侧，相邻的两个所述层板之间和/或所述层板和所述第一支撑件之间形成夹紧腔，所述驱动组件的输出轴与所述层板的另一侧连接，所述驱动组件上设置有检测部，所述检测部用于检测所述夹紧腔内电池受到的压力，所述PLC控制器与所述驱动组件、所述检测部电连接；保证电池受到的压力恒定，有效防止电池在化成过程中产生的气体导致电池鼓胀变形，从而保证电池的性能和使用寿命。

Description

化成约束装置

技术领域

本实用新型属于电池化成装置的技术领域，具体涉及化成约束装置。

背景技术

锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

目前，电池为了防止在化成过程中产生的气体导致电池壳体鼓胀变形，一般采用约束托盘在电池化成前进行压力约束。然而，现有的约束托盘在电池化成过程中不能根据电池壳体的实时压力进行实时恒压力调节，导致电池在化成产气过程中可能失去压力拘束而引起壳体鼓胀变形，这不仅影响电池的外观，还可能影响电池的性能和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种化成约束装置，解决了现有技术中现有的约束托盘在电池化成过程中不能根据电池壳体的实时压力进行实时恒压力调节的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种化成约束装置，包括约束托盘和PLC控制器，所述约束托盘包括第一支撑件、约束组件和驱动组件，所述约束组件包括至少一个层板，沿所述约束托盘的长度方向，所述第一支撑件设置在所述层板的一侧，相邻的两个所述层板之间和/或所述层板和所述第一支撑件之间形成夹紧腔，所述驱动组件的输出轴与所述层板的另一侧连接，所述驱动组件上设置有检测部，所述检测部用于检测所述夹紧腔内电池受到的压力，所述PLC控制器与所述驱动组件、所述检测部电连接。

优选地，所述约束托盘还包括第二支撑件，所述第二支撑件设置在所述层板的另一侧，所述第二支撑件上设置有第一安装孔，所述驱动组件包括第一驱动件、第一丝杆、第一轴承和推板，所述第一驱动件和所述推板分别设置在所述第二支撑件的两侧，且所述推板位于所述第二支撑件和所述层板之间，沿所述约束托盘的长度方向，所述第一驱动件可靠近或远离所述第二支撑件，所述第一轴承设置在所述第一安装孔内，所述第一丝杆的一端与所述第一驱动件连接，所述第一丝杆的另一端穿过所述第一轴承与所述推板连接，所述第一丝杆与所述第一轴承螺纹连接，所述第一驱动件与所述PLC控制器电连接，所述检测部设置在所述第一驱动件的输出轴或所述推板上。

优选地，所述第一驱动件的输出轴上设置有夹爪，所述夹爪上设置有凹陷部，所述第一丝杆的一端设置有与所述凹陷部对应的凸起部，所述凸起部设置在所述凹陷部内。

优选地，所述第二支撑件和所述推板之间设置有第一导向组件， 所述第一导向组件包括第一导向柱、第一限位件和第二限位件，所述第一导向柱的一端与所述推板连接，所述第一导向柱的另一端穿过所述第二支撑件与所述第一限位件连接，且所述第一导向柱与所述第二支撑件可滑动连接，所述第二限位件套设在所述第一导向柱上，并位于所述二支撑件和所述推板之间。

优选地，还包括设置在所述第一驱动件底部的传送组件，所述传送组件包括第二驱动件、导轨、滑动块和第二丝杆，所述第二丝杆可转动地设置在所述导轨上，所述第二驱动件设置在所述导轨的一侧，并与所述第二丝杆连接，沿所述约束托盘的长度方向，所述滑动块可滑动地设置在所述导轨上，并与所述第二丝杆螺纹连接，所述第一驱动件设置在所述滑动块上，所述第二驱动件与所述PLC控制器电连接。

优选地，每个所述层板上均设置有支撑块，所述支撑块位于所述夹紧腔内。

优选地，每个所述层板的两端均连接有连接块，每个所述连接块上均设置有卡槽和卡块，且所述卡块的宽度小于所述卡槽的宽度，沿所述约束托盘的长度方向，相邻的两个连接块之间通过卡槽和卡块卡接配合。

优选地，每个所述层板和其对应的连接块凹凸配合。

优选地，所述约束组件还包括两个第二导向组件，两个所述第二导向组件分别设置在所述层板的两端，每个所述第二导向组件包括至少一根第二导向柱，所述第二导向柱的一端与所述第一支撑件连接，所述第二导向柱的另一端依次穿过所述连接块和所述推板与所述第二支撑件连接，且所述连接块和所述推板与所述第二支撑件可滑动连接。

优选地，所述约束组件设置有至少两个，沿所述约束托盘的宽度方向，至少两个所述约束组件间隔设置。

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果为：

本实用新型的化成约束装置，通过约束托盘和PLC控制器的配合使用，约束托盘包括第一支撑件、约束组件和驱动组件，约束组件包括至少一个层板，相邻的两个层板之间和/或第一支撑件与层板之间形成夹紧腔，驱动组件的输出轴与层板连接，在电池化成过程中，将电池放置在夹紧腔内，驱动件的输出轴可控制相邻的两个层板之间的距离或控制第一支撑件和层板之间的距离，从而实现夹紧腔夹紧或松开电池，驱动组件上设置有检测部，检测部用于检测夹紧腔内电池受到的压力，由于PLC控制器与驱动组件、检测部电连接，在电池化成过程中，检测部实时检测夹紧腔内电池受到的压力，并将检测到的实时压力值传输至PLC控制器，PLC控制器将接收到的实时压力值与预设的目标压力值PID运算，计算出当前的输出控制量，再根据当前的输出控制量控制驱动组件调节夹紧腔，使夹紧腔夹紧或松开电池，从而改变电池受到的压力，使电池受到的压力保持在一定的压力范围内，从而保证电池受到的压力恒定，有效防止电池在化成过程中产生的气体导致电池鼓胀变形，从而保证电池的性能和使用寿命。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型化成约束装置的结构示意图。

图2为本实用新型约束托盘的结构示意图。

图3为图2中A处的放大结构示意图。

图4为本实用新型驱动组件的结构示意图。

图5为本实用新型夹紧腔的结构示意图。

图6为本实用新型第一导向组件的结构示意图。

图7为本实用新型传送组件的结构示意图。

图8为本实用新型第二导向组件的结构示意图。

图9为图8中B处的放大结构示意图。

图10为本实用新型化成约束装置的系统结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、化成约束装置；

10、约束托盘；11、第一支撑件；12、约束组件；121、层板；1211、支撑块；122、连接块；1221、卡槽；1222、卡块；123、第二导向组件；1231、第二导向柱；13、驱动组件；131、第一驱动件；132、第一丝杆；1321、凸起部；133、第一轴承；134、推板；1341、第二安装孔；135、夹爪；1351、凹陷部；136、第二轴承；14、夹紧腔；16、第二支撑件；161、第一安装孔；17、第一导向组件；171、第一导向柱；172、第一限位件；173、第二限位件；

20、PLC控制器；

30、传送组件；31、第二驱动件；32、导轨；33、滑动块；34、第二丝杆；

40、检测部；

200、电池；

a、约束托盘的长度方向；b、约束托盘的宽度方向；c、卡槽的宽度；d、卡块的宽度。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

下面将结合附图1~10对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1~10，本实用新型实施例的化成约束装置100，包括约束托盘10和PLC控制器20，所述约束托盘10包括第一支撑件11、约束组件12和驱动组件13，所述约束组件12包括至少一个层板121，沿所述约束托盘10的长度方向a，所述第一支撑件11设置在所述层板121的一侧，相邻的两个所述层板121之间和/或所述层板121和所述第一支撑件11之间形成夹紧腔14，所述驱动组件13的输出轴与所述层板121的另一侧连接，所述驱动组件13上设置有检测部40，所述检测部40用于检测所述夹紧腔14内电池200受到的压力，所述PLC控制器20与所述驱动组件13、所述检测部40电连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的化成约束装置100，通过约束托盘10和PLC控制器20的配合使用，约束托盘10包括第一支撑件11、约束组件12和驱动组件13，约束组件12包括至少一个层板121，相邻的两个层板121之间和/或第一支撑件11与层板121之间形成夹紧腔14，驱动组件13的输出轴与层板121连接，在电池200化成过程中，将电池200放置在夹紧腔14内，驱动件的输出轴可控制相邻的两个层板121之间的距离或控制第一支撑件11和层板121之间的距离，从而实现夹紧腔14夹紧或松开电池200，驱动组件13上设置有检测部40，检测部40用于检测夹紧腔14内电池200受到的压力，由于PLC控制器20与驱动组件13、检测部40电连接，在电池200化成过程中，检测部40实时检测夹紧腔14内电池200受到的压力，并将检测到的实时压力值传输至PLC控制器20，PLC控制器20将接收到的实时压力值与预设的目标压力值PID运算，计算出当前的输出控制量，再根据当前的输出控制量控制驱动组件13调节夹紧腔14，使夹紧腔14夹紧或松开电池200，从而改变电池200受到的压力，使电池200受到的压力保持在一定的压力范围内，从而保证电池200受到的压力恒定，有效防止电池200在化成过程中产生的气体导致电池200鼓胀变形，从而保证电池200的性能和使用寿命。

请参阅图1~2、图4，在一些实施例中，所述约束托盘10还包括第二支撑件16，所述第二支撑件16设置在所述层板121的另一侧，所述第二支撑件16上设置有第一安装孔161，所述驱动组件13包括第一驱动件131、第一丝杆132、第一轴承133和推板134，所述第一驱动件131和所述推板134分别设置在所述第二支撑件16的两侧，且所述推板134位于所述第二支撑件16和所述层板121之间，沿所述约束托盘10的长度方向a，所述第一驱动件131可靠近或远离所述第二支撑件16，所述第一轴承133设置在所述第一安装孔161内，所述第一丝杆132的一端与所述第一驱动件131连接，所述第一丝杆132的另一端穿过所述第一轴承133与所述推板134连接，所述第一丝杆132与所述第一轴承133螺纹连接，所述第一驱动件131与所述PLC控制器20电连接，所述检测部40设置在所述第一驱动件131的输出轴或所述推板134上。

通过第二支撑板、第一驱动件131、第一丝杆132、第一轴承133和推板134的配合使用，第一轴承133设置在第二支撑板的第一安装孔161上，第一丝杆132穿设在第一轴承133上，有效地实现第二支撑板对第一轴承133和第一丝杆132的支撑效果，通过第一丝杆132连接推板134和第一驱动件131的输出轴，在电池200化成过程中，第一驱动件131的输出轴带动第一丝杆132旋转，由于第一丝杆132与第一轴承133螺纹连接，第一丝杆132可以带动推板134靠近或远离层板121，从而实现使夹紧腔14夹紧或松开电池200。此外，沿约束托盘10的长度方向a，第一驱动件131可靠近或远离第二支撑件16，使得第一驱动件131能够跟随第一丝杆132移动，有效地防止第一驱动件131限制第一丝杆132的移动。

具体地，当检测部40设置在推板134上时，检测部40能够直接检测夹紧腔14内电池200受到的压力；当检测部40设置在第一驱动件131的输出轴上，检测部40需要通过扭矩间接检测夹紧腔14内电池200受到的压力。

请参阅图4，进一步地，推板134上设置有与第一安装孔161对应的第二安装孔1341，第二安装孔1341内设置有第二轴承136，第一丝杆132的另一端与第二轴承136连接，且第二丝杆34与第二轴承136可转动连接。通过第二轴承136的设置，有效地提高第一丝杆132与推板134之间的连接效果。

请参阅图1、图4、图7，在一些实施例中，所述第一驱动件131的输出轴上设置有夹爪135，所述夹爪135上设置有凹陷部1351，所述第一丝杆132的一端设置有与所述凹陷部1351对应的凸起部1321，所述凸起部1321设置在所述凹陷部1351内。通过设置夹爪135，夹爪135设置在第一驱动件131的输出轴上，夹爪135通过凹陷部1351与第一丝杆132的凸起部1321凹凸配合，有效地提高第一驱动件131的输出轴与第一丝杆132之间的连接效果，防止在使用过程中第一丝杆132从第一驱动件131的输出轴上脱落。

请参阅图2、图6，在一些实施例中，所述第二支撑件16和所述推板134之间设置有第一导向组件17， 所述第一导向组件17包括第一导向柱171、第一限位件172和第二限位件173，所述第一导向柱171的一端与所述推板134连接，所述第一导向柱171的另一端穿过所述第二支撑件16与所述第一限位件172连接，且所述第一导向柱171与所述第二支撑件16可滑动连接，所述第二限位件173套设在所述第一导向柱171上，并位于所述二支撑件和所述推板134之间。通过第一导向柱171、第一限位件172和第二限位件173的配合使用，第一导向柱171穿设在第二支撑件16上，并与第二支撑件16可滑动连接，在电池200化成过程中，推板134会在第一丝杆132的带动下靠近或远离层板121，由于第一导向柱171的一端与推板134连接，第一导向柱171对推板134的移动具有导向作用，防止推板134在移动过程中出现位移或转动。

请参阅图1、图7，在一些实施例中，化成约束装置100还包括设置在所述第一驱动件131底部的传送组件30。通过传送组件30的设置，第一驱动件131设置在传送组件30上，传送组件30可带动第一驱动件131沿约束托盘10的长度方向a靠近或远离第二支撑件16，从而实现第一驱动件131对第一丝杆132的跟随效果。

进一步地，所述传送组件30包括第二驱动件31、导轨32、滑动块33和第二丝杆34，所述第二丝杆34可转动地设置在所述导轨32上，所述第二驱动件31设置在所述导轨32的一侧，并与所述第二丝杆34连接，沿所述约束托盘10的长度方向a，所述滑动块33可滑动地设置在所述导轨32上，并与所述第二丝杆34螺纹连接，所述第一驱动件131设置在所述滑动块33上，所述第二驱动件31与所述PLC控制器20电连接。通过第二驱动件31、导轨32、滑动块33和第二丝杆34的配合使用，第二丝杆34可转动地设置在导轨32上，滑动块33可滑动地设置在导轨32上，并与第二丝杆34螺纹连接，在电池200化成过程中，由于第二驱动件31的输出轴与第二丝杆34连接，第一驱动件131设置在滑动块33上，第二驱动件31带动第二丝杆34转动，从而带动滑动块33上的第一驱动件131在导轨32上滑动，有效地实现传送组件30对第一驱动件131的传送效果。

请参阅图5，在一些实施例中，每个所述层板121上均设置有支撑块1211，所述支撑块1211位于所述夹紧腔14内。通过支撑块1211的设置，将电池200放置在夹紧腔14内时，支撑块1211用于支撑电池200，有效地防止电池200掉出夹紧腔14。

请参阅图1~3、图5、图8~9，在一些实施例中，每个所述层板121的两端均连接有连接块122，每个所述连接块122上均设置有卡槽1221和卡块1222，且所述卡块1222的宽度d小于所述卡槽1221的宽度c，沿所述约束托盘10的长度方向a，相邻的两个连接块122之间通过卡槽1221和卡块1222卡接配合。通过连接块122的设置，每个连接块122上均设置有卡槽1221和卡块1222，相邻的两个连接块122之间通过卡槽1221和卡块1222卡接配合，有效地辅助层板121松开或夹紧电池200，从而提高相邻的两个层板121之间的连接效果。此外，由于卡块1222的宽度d小于卡槽1221的宽度c，有效地为约束托盘10的压力调节提供调节空间。

在一些实施例中，每个所述层板121和其对应的连接块122凹凸配合。有效地提高层板121与连接块122的连接效果。

在一些实施例中，所述约束组件12还包括两个第二导向组件123，两个所述第二导向组件123分别设置在所述层板121的两端。通过第二导向组件123的设置，第二导向组件123用于对推板134和层板121的移动进行导向，防止推板134或层板121在移动过程中出现位移或旋转。

进一步地，每个所述第二导向组件123包括至少一根第二导向柱1231，所述第二导向柱1231的一端与所述第一支撑件11连接，所述第二导向柱1231的另一端依次穿过所述连接块122和所述推板134与所述第二支撑件16连接，且所述连接块122和所述推板134与所述第二支撑件16可滑动连接。通过第二导向柱1231的设置，第二导向柱1231用于对推板134和层板121的移动进行导向，防止推板134或层板121在移动过程中出现位移或旋转。

请参阅图1，在一些实施例中，所述约束组件12设置有至少两个，沿所述约束托盘10的宽度方向b，至少两个所述约束组件12间隔设置。通过设置至少两个约束组件12，有效地提高电池200化成速率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (10)

1.一种化成约束装置，其特征在于：包括约束托盘(10)和PLC控制器(20)，所述约束托盘(10)包括第一支撑件(11)、约束组件(12)和驱动组件(13)，所述约束组件(12)包括至少一个层板(121)，沿所述约束托盘(10)的长度方向(a)，所述第一支撑件(11)设置在所述层板(121)的一侧，相邻的两个所述层板(121)之间和/或所述层板(121)和所述第一支撑件(11)之间形成夹紧腔(14)，所述驱动组件(13)的输出轴与所述层板(121)的另一侧连接，所述驱动组件(13)上设置有检测部(40)，所述检测部(40)用于检测所述夹紧腔(14)内电池(200)受到的压力，所述PLC控制器(20)与所述驱动组件(13)、所述检测部(40)电连接。

2.如权利要求1所述的化成约束装置，其特征在于：所述约束托盘(10)还包括第二支撑件(16)，所述第二支撑件(16)设置在所述层板(121)的另一侧，所述第二支撑件(16)上设置有第一安装孔(161)，所述驱动组件(13)包括第一驱动件(131)、第一丝杆(132)、第一轴承(133)和推板(134)，所述第一驱动件(131)和所述推板(134)分别设置在所述第二支撑件(16)的两侧，且所述推板(134)位于所述第二支撑件(16)和所述层板(121)之间，沿所述约束托盘(10)的长度方向(a)，所述第一驱动件(131)可靠近或远离所述第二支撑件(16)，所述第一轴承(133)设置在所述第一安装孔(161)内，所述第一丝杆(132)的一端与所述第一驱动件(131)连接，所述第一丝杆(132)的另一端穿过所述第一轴承(133)与所述推板(134)连接，所述第一丝杆(132)与所述第一轴承(133)螺纹连接，所述第一驱动件(131)与所述PLC控制器(20)电连接，所述检测部(40)设置在所述第一驱动件(131)的输出轴或所述推板(134)上。

3.如权利要求2所述的化成约束装置，其特征在于：所述第一驱动件(131)的输出轴上设置有夹爪(135)，所述夹爪(135)上设置有凹陷部(1351)，所述第一丝杆(132)的一端设置有与所述凹陷部(1351)对应的凸起部(1321)，所述凸起部(1321)设置在所述凹陷部(1351)内。

4.如权利要求2所述的化成约束装置，其特征在于：所述第二支撑件(16)和所述推板(134)之间设置有第一导向组件(17)， 所述第一导向组件(17)包括第一导向柱(171)、第一限位件(172)和第二限位件(173)，所述第一导向柱(171)的一端与所述推板(134)连接，所述第一导向柱(171)的另一端穿过所述第二支撑件(16)与所述第一限位件(172)连接，且所述第一导向柱(171)与所述第二支撑件(16)可滑动连接，所述第二限位件(173)套设在所述第一导向柱(171)上，并位于所述二支撑件和所述推板(134)之间。

5.如权利要求2所述的化成约束装置，其特征在于：还包括设置在所述第一驱动件(131)底部的传送组件(30)，所述传送组件(30)包括第二驱动件(31)、导轨(32)、滑动块(33)和第二丝杆(34)，所述第二丝杆(34)可转动地设置在所述导轨(32)上，所述第二驱动件(31)设置在所述导轨(32)的一侧，并与所述第二丝杆(34)连接，沿所述约束托盘(10)的长度方向(a)，所述滑动块(33)可滑动地设置在所述导轨(32)上，并与所述第二丝杆(34)螺纹连接，所述第一驱动件(131)设置在所述滑动块(33)上，所述第二驱动件(31)与所述PLC控制器(20)电连接。

6.如权利要求1所述的化成约束装置，其特征在于：每个所述层板(121)上均设置有支撑块(1211)，所述支撑块(1211)位于所述夹紧腔(14)内。

7.如权利要求2所述的化成约束装置，其特征在于：每个所述层板(121)的两端均连接有连接块(122)，每个所述连接块(122)上均设置有卡槽(1221)和卡块(1222)，且所述卡块(1222)的宽度(d)小于所述卡槽(1221)的宽度(c)，沿所述约束托盘(10)的长度方向(a)，相邻的两个连接块(122)之间通过卡槽(1221)和卡块(1222)卡接配合。

8.如权利要求7所述的化成约束装置，其特征在于：每个所述层板(121)和其对应的连接块(122)凹凸配合。

9.如权利要求7所述的化成约束装置，其特征在于：所述约束组件(12)还包括两个第二导向组件(123)，两个所述第二导向组件(123)分别设置在所述层板(121)的两端，每个所述第二导向组件(123)包括至少一根第二导向柱(1231)，所述第二导向柱(1231)的一端与所述第一支撑件(11)连接，所述第二导向柱(1231)的另一端依次穿过所述连接块(122)和所述推板(134)与所述第二支撑件(16)连接，且所述连接块(122)和所述推板(134)与所述第二支撑件(16)可滑动连接。

10.如权利要求1所述的化成约束装置，其特征在于：所述约束组件(12)设置有至少两个，沿所述约束托盘(10)的宽度方向(b)，至少两个所述约束组件(12)间隔设置。