CN220382170U - 电池充放电化成一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池充放电化成一体机,包括机架和位于机架上方的电源装置存储区，机架上安装有：机械单元、设备密封门、加热装置、操作界面以及PLC控制***装置，电源装置存储区内部放置有电源装置；机架内部形成有库位，机架的一侧设置有入料口，机械单元设置在库位内，放置有电池的托盘穿过入料口放置在机械单元内，机械单元与电源装置连接，加热装置设置在库位的一侧，且与库位连通，设备密封门密封机架。本实用新型通过电源装置设置在库位上方，使得电源装置可以放置在常温中；通过加热装置设置在库位侧方，进行库位温度升温循环保温，能够提供更稳定的温度进行化成充放电；通过设备密封门进行保温，防止库位热量的流失。

Description

电池充放电化成一体机

技术领域

本实用新型涉及电池制造领域，具体地，涉及一种电池充放电化成一体机。

背景技术

现有化成设备压床部分在高温房间内，电源部分在常温房间内，需要做隔墙设计，占地面积大，且维护的时候隔墙不便于维修。现有的化成设备需要高温环境管控，需要一整房间内进行温度管控，成本大，而且库位内的温度不均匀。且由于化成压床和电源的部分一个在高温，一个在常温，导致隔墙过孔的功率线多，在高温部分堆积在一起的功率线通常需要风机去散热。另外，现有化成设备需要保证受热均匀，内部循环风机多，导致工作时噪声大。

因此，发明人认为需要提供一种电池充放电化成一体机，能够减少占地面积，不用再做常温房以及高温房的设计；不需要再做环境管控，保证库位温度的均匀性，提供更稳定的温度进行化成充放电，提升制作电池的优率；不用再做隔墙，减少功率线的长度，减少成本。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电池充放电化成一体机。

根据本实用新型提供的一种电池充放电化成一体机，包括机架和位于所述机架上方的电源装置存储区，所述机架上安装有：机械单元、设备密封门、加热装置、操作界面以及PLC控制***装置，所述电源装置存储区内部放置有电源装置，所述PLC控制***装置分别与所述机械单元、所述设备密封门、所述电源装置、所述加热装置以及所述操作界面连接；所述机架内部形成有库位，所述机架的一侧设置有入料口，所述机械单元设置在所述库位内，放置有电池的托盘穿过所述入料口放置在所述机械单元内，所述机械单元与所述电源装置连接，所述加热装置设置在所述库位的一侧，且与所述库位连通，所述设备密封门密封所述机架。

优选地，所述机械单元包括安装在安装架上的定位装置、探针装置、负压装置以及库位循环风机，所述库位循环风机设置在所述托盘的移动路径的底部；所述定位装置包括一次定位装置和二次定位装置，所述一次定位装置包括导向块、挡块、托盘放置到位传感器，所述二次定位装置包括气缸、托盘顶升传感器、气缸到位感应器以及定位销；多个所述导向块分别设置在所述托盘的移动路径的两侧，所述挡块和所述定位销分别设置在靠近所述入料口的两个所述导向块的内侧；所述气缸与所述PLC控制***装置连接，所述气缸与所述托盘传动连接，所述托盘能够上升或下降。

优选地，所述探针装置包括环境温度探针、电池温度探针以及正负极探针，所述正负极探针的一端与所述电源装置连接，另一端分别与所述电池的正负极压合连接，所述电池温度探针与所述电池的壳体连接，所述电池温度探针用于检测所述电池壳体的温度，所述环境温度探针用于检测所述库位内的温度。

优选地，所述负压装置包括负压杯、比例阀、减压阀、气控阀以及气液分离器，所述负压装置与所述电池的注液口贴合设置。

优选地，所述电源装置存储区的上方设置有三色灯，所述电源装置存储区的一侧设置有电源装置防护门。

优选地，所述设备密封门包括入料口密封门，所述入料口密封门能够密封所述入料口，所述入料口密封门包括密封门、无杆气缸以及密封门导轨，所述密封门导轨沿所述入料口的边缘设置，所述无杆气缸与所述PLC控制***装置连接，所述无杆气缸与所述密封门传动连接，所述密封门能够沿所述密封门导轨上下移动。

优选地，所述设备密封门还包括手动密封门，所述手动密封门设置在所述机架侧面上与所述入料口相对的一侧。

优选地，所述操作界面包括：显示屏、启动按钮、暂停按钮、急停按钮以及手动自动切换按钮，所述操作界面与所述手动密封门设置在所述机架的同一侧面上。

优选地，所述加热装置靠近所述库位的一侧顶部开设有库位出风口，底部开设有库位入风口，所述加热装置内部自上而下依次设置有涡轮循环风机、加热棒以及扰流板，所述扰流板设置在所述库位入风口处，所述涡轮循环风机的进气端与所述库位出风口连通，所述涡轮循环风机的出气端与所述库位入风口连通。

优选地，所述设备密封门还包括加热装置密封门，所述加热装置密封门设置在所述机架侧面上与所述入料口相邻的一侧，所述加热装置设置在所述加热装置密封门的内侧。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过电源装置设置在库位上方，使得电源装置可以放置在常温中，当一体机对库位进行加热时，不会影响电源装置；通过加热装置设置在库位侧方，进行库位温度升温循环保温，能够保证库位的匀性，提供更稳定的温度进行化成充放电，提升制作电池的优率；通过设备密封门进行保温，防止库位在进行充放电的过程中库位热量的流失，造成温度的偏差。

2、本实用新型通过电源装置设置在库位上方，电源装置与库位内探针间连接的线也缩短，减少线间的损耗，减少成本，提高充放电效率；通过将电源柜以及压床柜结合一体，提高了场地的利用率。

3、本实用新型通过采用化成一体机封闭式的库位，解决了电池充放电工作时风机带来的噪音。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的内部结构示意图；

图2为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的入料口方向的示意图；

图3为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的机械单元的结构示意图；

图4为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的入料口密封门的结构示意图；

图5为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的设备密封门的结构示意图；

图6为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的加热装置背离库位一侧的结构示意图；

图7为本实用新型主要体现电池充放电化成一体机的加热装置靠近库位一侧的结构示意图。

附图标记：

机械单元1 设备密封门2 电源装置3

三色灯4 加热装置5 显示屏6

启动按钮7 暂停按钮8 急停按钮9

手动自动切换按钮10 导向块11 定位销12

挡块13 库位循环风机14 气缸15

环境温度探针16 气缸到位感应器17 正负极探针18

负压装置19 托盘放置到位传感器20 密封门21

无杆气缸22 密封门导轨23 加热棒24

涡轮循环风机25 扰流板26 库位入风口27

库位出风口28 手动密封门29 加热装置密封门30

电源装置防护门31 入料口32

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，以竖直向上方向为顶部，以竖直向下方向为底部，本申请的顶部全都指的是图1中“Z”方向的顶部，本申请的底部全都指的是图1中“Z”方向的底部，本申请的上方全都指的是图1中“Z”方向的上方，本申请的下方全都指的是图1中“Z”方向的下方。

如图1和2所示，根据本实用新型提供的一种电池充放电化成一体机，包括机架和位于机架上方的电源装置存储区，机架上安装有：机械单元1、设备密封门2、加热装置5、操作界面以及PLC控制***装置，电源装置存储区内部放置有电源装置3，PLC控制***装置分别与机械单元1、设备密封门2、电源装置3、加热装置5以及操作界面连接；机架内部形成有库位，机架的一侧设置有入料口32，机械单元1设置在库位内，放置有电池的托盘穿过入料口32放置在机械单元1内，机械单元1与电源装置3连接，加热装置5设置在库位的一侧，且与库位连通，设备密封门2密封机架。

本申请能够通过加热装置5控制升温完成整个电池的负压充放电流程。加热装置5在特定区域进行加热，往库位里输送热风，使得整个库位升温以及循环保温，库位温度稳定在所需要的温度时，电池开始进行充放电。传统设计中电源模块(对应于本申请中的电源装置3)与压床部分(对应于本申请中的机械单元1)做隔墙设计，避免高温对电源模块充放电精度产生影响，本申请中电源装置3可以放置在常温中，当一体机对库位进行加热时，不会影响电源装置3，且电源装置3与库位内探针间连接的线也缩短，减少线间的损耗，提高充放电效率。设备密封门2起到保温的作用，防止库位在进行充放电的过程中库位热量的流失，造成温度的偏差。

如图3所示，机械单元1包括安装架以及安装在安装架上的定位装置、探针装置、负压装置19以及库位循环风机14，库位循环风机14设置在托盘的移动路径的底部；定位装置包括一次定位装置和二次定位装置，一次定位装置包括导向块11、挡块13、托盘放置到位传感器20，二次定位装置包括气缸15、托盘顶升传感器、气缸到位感应器17以及定位销12；多个导向块11分别设置在托盘的移动路径的两侧，挡块13和定位销12分别设置在靠近入料口32的两个导向块11的内侧；气缸15与PLC控制***装置连接，气缸15与托盘传动连接，使得托盘能够上升或下降。

探针装置包括环境温度探针16、电池温度探针以及正负极探针18。正负极探针18的一端与电源装置3连接，另一端分别与电池的正负极压合连接，用于电池的充放电。电池温度探针与电池的壳体连接，电池温度探针用于检测电池充放电过程中电池壳体的温度，环境温度探针16用于检测库位内的温度。

机械单元1的主要作用是对托盘电池的定位，以及通过正负极探针18连接电源装置3。定位装置功能为托盘由堆垛机放入设备内部以后，导向块11以及挡块13进行粗定位，托盘放置到位传感器20进行检测，全部符合预设条件后，PLC控制气缸15上升，机械单元1上的定位销12对托盘进行二次定位，气缸15上升，正负极探针18压接电池进行充放电。

负压装置19用于电池化成充放电时将电池产生的废气抽出。负压装置19包括负压杯、比例阀、减压阀、气控阀以及气液分离器，负压装置19与电池的注液口贴合设置。负压杯采集在电池在化成充放电过程中产生的废气以及抽出的少部分电解液。比例阀是一种把输入的电信号按比例转换成力或位移，从而对压力、流量等参数进行连续控制的一种液压阀。减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。气控阀是指在气动***中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。气液分离器在此可称为冷凝器，把电池化成中抽出的气体冷凝成为液体，然后流入气液分离器的废液杯中。比例阀和减压阀共同控制化成所需抽气体的压强。比如比例阀输出5V的电信号给减压阀，减压阀根据这个信号值进行压力调配-100Mpa。同样4V为-80Mpa。气控阀相当于整个***的开关，控制气体的进出。

如图4和5所示，设备密封门2包括入料口密封门，入料口密封门能够密封入料口32，入料口密封门包括密封门21、无杆气缸22以及密封门导轨23，密封门导轨23沿入料口32的边缘设置，无杆气缸22与PLC控制***装置连接，无杆气缸22与密封门21传动连接，密封门21能够沿密封门导轨23上下移动。设备密封门2还包括手动密封门29，手动密封门29设置在机架侧面上与入料口32相对的一侧，平常处于关闭状态，维修和用来防止各元器件使用失灵时，可以人工打开库位将电池取出。设备密封门2还包括加热装置密封门30，加热装置密封门30设置在机架侧面上与入料口32相邻的一侧，加热装置5设置在加热装置密封门30的内侧。

电源装置3用于控制电池的充放电，在高温环境中易损坏。传统的设备中，电源装置3与机械单元1一个常温一个高温，需要做隔墙设计。而本申请中，电源装置3放置在电源装置存储区内，电源装置存储区设置在库位的上方，且库位是密封的，不影响电源装置3。

电源装置存储区的上方设置有三色灯4，电源装置存储区的一侧设置有电源装置防护门31。三色灯4中，红色为电池充放电中出现的异常报警，例如电源超差，温度超差，负压不在固定的值以内和设备出现故障时等异常报警。绿色为正常工作状态。黄色为无工作，设备正常待机状态。操作界面包括：显示屏6、启动按钮7、暂停按钮8、急停按钮9以及手动自动切换按钮10，操作界面与手动密封门29设置在机架的同一侧面上。设备外形上还设置有相关线槽，能够实时检测设备的异常情况，解除报警，及时复位，急停设备。设备需要维护时，切换为手动状态，对设备内部进行清洁，元器件维护。

如图6和7所示，加热装置5靠近库位的一侧顶部开设有库位出风口28，底部开设有库位入风口27，加热装置5内部自上而下依次设置有涡轮循环风机25、加热棒24以及扰流板26，扰流板26设置在库位入风口27处，涡轮循环风机25的进气端与库位出风口28连通，涡轮循环风机25的出气端与库位入风口27连通。当电池进入库位，PLC控制设备密封门2关闭，机械单元1完成定位压接，加热棒24开始进行加热，涡轮循环风机25将热气从下方吹进库位，扰流板26则干扰热风吹出，使得库位进风均匀，当库位升温达到电池充放电所需的温度时，电源装置3开始对电池进行充放电。

本申请的工作过程如下：

机械单元1主要作用对象为电池托盘，工作过程中还涉及上位机，上位机和每个使用者的生产***对接，上位机负责将电池充放电过程中的数据保留，然后上传到使用者的生产***。上位机控制堆垛机将托盘运输至设备内部的机械单元1处放置，由导向块11和挡块13进行初定位，堆垛机放下电池托盘后托盘放置到位传感器20感应到托盘后堆垛机退出，堆垛机退出后，上位机向PLC发送指令，PLC控制气缸15动作。气缸15闭合，托盘底部机械单元1机架上的定位销12和托盘定位孔重合进行二次定位，托盘上升。然后由气缸到位传感器17来控制托盘的升高高度，一切工作完成后正负极探针18与电池正负极压合，负压装置19与电池的注液口贴合。

机械单元1准备就绪后，设备密封门模块2开始动作，PLC发出信号控制无杆气缸22动作，无杆气缸22带动密封门21动作，设备密封门21则会关闭，把整个库位密封，防止热量流失。

库位密封完成后，PLC控制加热装置5的加热棒24开始通电工作，涡轮循环风机25启动开始往库位里输送热风，扰流板26以及库位内部的库位循环风机14则负责把热风均匀的分配给库位内的每一处地方。此时库位刚开始升温，并没有达到所需温度，需要一段时间的等待升温。等到环境温度探针16检测到库位内的环境温度达到电池充放电需要温度之后，上位机通过PLC控制电源装置3开始进行充放电。与此同时，PLC会控制加热装置5使得库位内进入一个保温的状态，负压装置19则会在充放电的过程中一直工作，保证电池产生的废气能及时排出。

当电池充放电完成，加热装置5停止工作，设备密封门2的无杆气缸22带动设备密封门21打开，机械单元1的气缸15打开，电池与正负极探针18分离，上位机通知堆垛机取走托盘，整个充放电结束。

设备整体具备所有单机应有的功能，比如：设备上方具备三色灯4，指示设备状态；当设备门被打开时，设备自动报警并停止当前动作，关闭后继续进行开门前的动作。设备上方为主要的PLC控制***装置，包括气缸控制阀、电磁阀。此处的气缸控制阀与电磁阀为同种作用，用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器，控制气缸的向前向后运动。

本申请通过电源装置3设置在库位上方，使得电源装置3可以放置在常温中；通过加热装置5设置在库位侧方，进行库位温度升温循环保温，能够提供更稳定的温度进行化成充放电；通过设备密封门2进行保温，防止库位热量的流失；电源装置3设置在库位上方，提高了场地的利用率，不用再做常温房以及高温房的设计，从而提高了电池充放电的效率不用再做隔墙，减少功率线的长度以及在功率线上的电能损耗，减少成本。

本申请通过化成一体机内部采用加热装置5，进行库位温度升温循环保温的技术特征，克服了因为利用高温房整体控温从而使得库位温度不均的缺陷，从而不需要再做环境管控，由一体机提供加热控温，温度实时监测，保证库位的匀性，提供更稳定的温度进行化成充放电，提升制作电池的优率。

本申请通过采用化成一体机封闭式的库位，解决了电池充放电工作时风机带来的噪音。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种电池充放电化成一体机，其特征在于，包括机架和位于所述机架上方的电源装置存储区，所述机架上安装有：机械单元(1)、设备密封门(2)、加热装置(5)、操作界面以及PLC控制***装置，所述电源装置存储区内部放置有电源装置(3)，所述PLC控制***装置分别与所述机械单元(1)、所述设备密封门(2)、所述电源装置(3)、所述加热装置(5)以及所述操作界面连接；

所述机架内部形成有库位，所述机架的一侧设置有入料口(32)，所述机械单元(1)设置在所述库位内，放置有电池的托盘穿过所述入料口(32)放置在所述机械单元(1)内，所述机械单元(1)与所述电源装置(3)连接，所述加热装置(5)设置在所述库位的一侧，且与所述库位连通，所述设备密封门(2)密封所述机架。

2.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述机械单元(1)包括安装在安装架上的定位装置、探针装置、负压装置(19)以及库位循环风机(14)，所述库位循环风机(14)设置在所述托盘的移动路径的底部；

所述定位装置包括一次定位装置和二次定位装置，所述一次定位装置包括导向块(11)、挡块(13)、托盘放置到位传感器(20)，所述二次定位装置包括气缸(15)、托盘顶升传感器、气缸到位感应器(17)以及定位销(12)；

多个所述导向块(11)分别设置在所述托盘的移动路径的两侧，所述挡块(13)和所述定位销(12)分别设置在靠近所述入料口(32)的两个所述导向块(11)的内侧；

所述气缸(15)与所述PLC控制***装置连接，所述气缸(15)与所述托盘传动连接，所述托盘能够上升或下降。

3.如权利要求2所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述探针装置包括环境温度探针(16)、电池温度探针以及正负极探针(18)，所述正负极探针(18)的一端与所述电源装置(3)连接，另一端分别与所述电池的正负极压合连接，所述电池温度探针与所述电池的壳体连接，所述电池温度探针用于检测所述电池壳体的温度，所述环境温度探针(16)用于检测所述库位内的温度。

4.如权利要求2所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述负压装置(19)包括负压杯、比例阀、减压阀、气控阀以及气液分离器，所述负压装置(19)与所述电池的注液口贴合设置。

5.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述电源装置存储区的上方设置有三色灯(4)，所述电源装置存储区的一侧设置有电源装置防护门(31)。

6.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述设备密封门(2)包括入料口密封门，所述入料口密封门能够密封所述入料口(32)，所述入料口密封门包括密封门(21)、无杆气缸(22)以及密封门导轨(23)，所述密封门导轨(23)沿所述入料口(32)的边缘设置，所述无杆气缸(22)与所述PLC控制***装置连接，所述无杆气缸(22)与所述密封门(21)传动连接，所述密封门(21)能够沿所述密封门导轨(23)上下移动。

7.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述设备密封门(2)还包括手动密封门(29)，所述手动密封门(29)设置在所述机架侧面上与所述入料口(32)相对的一侧。

8.如权利要求7所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述操作界面包括：显示屏(6)、启动按钮(7)、暂停按钮(8)、急停按钮(9)以及手动自动切换按钮(10)，所述操作界面与所述手动密封门(29)设置在所述机架的同一侧面上。

9.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述加热装置(5)靠近所述库位的一侧顶部开设有库位出风口(28)，底部开设有库位入风口(27)，所述加热装置(5)内部自上而下依次设置有涡轮循环风机(25)、加热棒(24)以及扰流板(26)，所述扰流板(26)设置在所述库位入风口(27)处，所述涡轮循环风机(25)的进气端与所述库位出风口(28)连通，所述涡轮循环风机(25)的出气端与所述库位入风口(27)连通。

10.如权利要求1所述的电池充放电化成一体机，其特征在于，所述设备密封门(2)还包括加热装置密封门(30)，所述加热装置密封门(30)设置在所述机架侧面上与所述入料口(32)相邻的一侧，所述加热装置(5)设置在所述加热装置密封门(30)的内侧。