电芯测试系统技术领域
本发明涉及电池生产机械自动化技术领域,特别是涉及一种电芯测试系统。
背景技术
随着社会不断发展和科技不断进步,机械化、自动化、标准化生产已经逐渐成为发
展趋势,并逐步代替传统的手工劳动,为企业的可持续发展注入了新的动力。因此,电池生
产企业也需要与时俱进,通过转型升级,大力发展机械自动化设备以代替传统的手工劳动,
进而提高企业的生产效益,实现企业的可持续发展。
在软包电池的生产的过程中,需要将A类电芯及B类电芯通过层叠的方式进行配
对,配对后的A类电芯及B类电芯的极耳与其它部件的极耳焊接在一起,并通过一系列的生
产工艺而得到合格的软包电池产品。
在A类电芯及B类电芯层叠之前,有一个很关键的工序是对电芯进行热压、短路测
试、极耳弯度测试,从而挑选出合格的电芯,剔除不合格的电芯,防止不合格的电芯流入下
一生产工序中。
因此,如何对电芯进行热压、短路测试、极耳弯度测试,挑选出合格的电芯,剔除不
合格的电芯,实现机械自动化生产,这是企业的研发人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种电芯测试系统,挑选出合
格的电芯,剔除不合格的电芯,实现机械自动化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种电芯测试系统,包括:A类电芯测试机构、B类电芯测试机构,A类电芯测试机构
与B类电芯测试机构的结构相同且并排设置;
所述A类电芯测试机构包括依次衔接的电芯上料流水线、电芯热压短路测试机、电
芯极耳弯度检测机、X射线检测机;
所述电芯热压短路测试机包括:电芯热压短路测试支撑架、电芯热压短路测试底
座、电芯热压装置、电芯短路测试装置,所述电芯热压装置包括:电芯热压升降部、电芯热压
顶板、电芯热压底板,所述电芯短路测试装置包括:电芯短路测试升降部、电芯短路测试针,
所述电芯热压短路测试底座固定设于所述电芯热压短路测试支撑架上,所述电芯热压底板
固定设于所述电芯热压短路测试底座上,所述电芯热压顶板滑动设于所述电芯热压短路测
试支撑架上,所述电芯热压升降部驱动所述电芯热压顶板靠近或远离所述电芯热压底板,
所述电芯短路测试升降部固定于所述电芯热压顶板上,所述电芯短路测试升降部驱动所述
电芯短路测试针靠近或远离所述电芯热压底板;
所述电芯极耳弯度检测机包括:弯度检测支撑架、弯度检测压板驱动部、弯度检测
压板、弯度检测测试驱动部、弯度检测调整板、三根弯度检测测试针,所述弯度检测压板驱
动部及所述弯度检测测试驱动部安装于所述弯度检测支撑架上,所述弯度检测压板驱动部
驱动所述弯度检测压板沿竖直方向往复升降,所述弯度检测测试驱动部驱动所述弯度检测
调整板沿竖直方向往复升降,所述弯度检测调整板上开设有弯度检测水平调整槽,三根所
述弯度检测测试针沿水平方向滑动可固定设于所述弯度检测水平调整槽上。
在其中一个实施例中,所述电芯热压短路测试机的数量为多个,多个所述电芯热
压短路测试机呈“一”字形依次排布。
在其中一个实施例中,所述电芯热压顶板内装设有发热管。
在其中一个实施例中,所述电芯热压底板内装设有发热管。
在其中一个实施例中,所述电芯热压升降部为气缸驱动结构。
在其中一个实施例中,所述电芯短路测试升降部为气缸驱动结构。
本发明的电芯测试系统,通过结构相同且并排设置的A类电芯测试机构与B类电芯
测试机构,A类电芯测试机构通过设置依次衔接的电芯上料流水线、电芯热压短路测试机、
电芯极耳弯度检测机、X射线检测机,对电芯进行上料、热压短路测试、电芯极耳弯度检测、X
射线检测,提高了机械自动化水平。
附图说明
图1为本发明一实施例的电芯测试系统的结构图;
图2为图1所示的A类电芯测试机构的电芯热压短路测试机的结构图;
图3为图1所示的A类电芯测试机构的电芯极耳弯度检测机的结构图;
图4为图3所示的电芯极耳弯度检测机的局部结构图;
图5为图1所示的A类电芯测试机构的电芯热压短路测试上下料装置的结构图;
图6为图5所示的电芯热压短路测试上下料装置的局部结构图;
图7为图1所示的A类电芯测试机构的电芯不良品放置区的结构图;
图8为图7所示的电芯不良品放置区另一视角的结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中
给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文
所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更
加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、
“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个
相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示,电芯测试系统10包括:A类电芯测试机构1000、B类电芯测试机构2000,
A类电芯测试机构1000与B类电芯测试机构2000的结构相同且并排设置。
A类电芯测试机构1000包括依次衔接的电芯上料流水线1100、电芯热压短路测试
机1200、电芯极耳弯度检测机1300、X射线检测机1400。A类电芯测试机构1000还包括电芯热
压短路测试上下料装置1500,电芯热压短路测试上下料装置1500衔接于电芯上料流水线
1100与电芯热压短路测试机1200之间以及衔接于电芯热压短路测试机1200与电芯极耳弯
度检测机1300之间。
同理,B类电芯测试机构2000也包括与A类电芯测试机构1000结构相同的电芯上料
流水线、电芯热压短路测试机、电芯极耳弯度检测机、X射线检测机、电芯热压短路测试上下
料装置。A类电芯测试机构1000用于对A类电芯进行上料、性能测试及下料,同时,B类电芯测
试机构2000用于对B类电芯进行上料、性能测试及下料,这样的结构设置,用于为后续A类电
芯与B类电芯贴合配对在一起作好准备,方便了生产的顺利进行。
电芯上料流水线1100用于对电芯进行上料,电芯热压短路测试机1200用于对电芯
进行热压及短路测试,以检测当前电芯是否短路,电芯极耳弯度检测机1300用于对电芯极
耳的弯度进行测试,以检测当前电芯极耳的弯曲度是否在合格范围内,X射线检测机1400用
于对电芯进行X射线检测,以检测电芯内部卷芯质量,是否有掉粉现象。
电芯热压短路测试上下料装置1500用于将电芯上料流水线1100的电芯转移至电
芯热压短路测试机1200上,当电芯热压短路测试机1200对电芯测试完成后,还将电芯热压
短路测试机1200内的电芯转移至电芯极耳弯度检测机1300上。
如图2所示,电芯热压短路测试机1200包括:电芯热压短路测试支撑架1210、电芯
热压短路测试底座1220、电芯热压装置1230、电芯短路测试装置1240。
电芯热压装置1230包括:电芯热压升降部1231、电芯热压顶板1232、电芯热压底板
1233。电芯短路测试装置1240包括:电芯短路测试升降部1241、电芯短路测试针1242。进一
步的,电芯热压顶板1232及电芯热压底板1233内装设有发热管(图未示),通过设置发热管,
发热管发出热量,将热量传导于电芯热压顶板1232及电芯热压底板1233的表面,实现对电
芯的热压。
电芯热压短路测试底座1220固定设于电芯热压短路测试支撑架1210上,电芯热压
底板1233固定设于电芯热压短路测试底座1220上,电芯热压顶板1232滑动设于电芯热压短
路测试支撑架1210上,电芯热压升降部1231驱动电芯热压顶板1232靠近或远离电芯热压底
板1233,电芯短路测试升降部1241固定于电芯热压顶板1232上,电芯短路测试升降部1241
驱动电芯短路测试针1242靠近或远离电芯热压底板1233。
在本实施例中,电芯热压底板1233与电芯热压短路测试底座1220之间设有隔热板
1250。通过设置隔热板1250,减少电芯热压底板1233在热压时产生的热量传导于电芯热压
短路测试底座1220上,提高了能量的利用率,同时也减少对其它部件因受热而产生的影响。
在本实施例中,电芯热压短路测试支撑架1210设有电芯热压引导轨1211,电芯热
压顶板1232设有与电芯热压引导轨1211配合的电芯热压引导块1212。通过设置电芯热压引
导轨1211及与之配合的电芯热压引导块1212,使得电芯热压顶板1232更加稳定的沿着电芯
热压短路测试支撑架1210作升降运动。
在本实施例中,电芯热压升降部1231优选为气缸驱动结构,电芯短路测试升降部
1241优选为气缸驱动结构。
进一步的,电芯热压短路测试机1200的数量为多个,多个电芯热压短路测试机
1200呈“一”字形依次排布。通过设置多个电芯热压短路测试机1200,可以同时对多个电芯
进行热压短路测试,极大提高了生产的效率。
电芯热压短路测试机1200的工作原理如下:
将电芯放置于电芯热压短路测试底座1220的电芯热压底板1233上,电芯热压升降
部1231驱动电芯热压顶板1232下降,使得电芯热压顶板1232到达电芯的表面,发热管发出
热量,将热量传导于电芯热压顶板1232及电芯热压底板1233的表面,电芯热压底板1233对
电芯的底面进行热压,电芯热压顶板1232对电芯的顶面进行热压,实现对电芯的热压;
当电芯热压顶板1232到达电芯的表面时,电芯短路测试装置1240跟随电芯热压顶
板1232下降并到达电芯的表面,电芯短路测试升降部1241驱动电芯短路测试针1242下降,
电芯短路测试针1242与电芯极耳接触,对电芯进行短路测试;
当热压与短路测试完成后,各个动作部件复位,将电芯从电芯热压短路测试底座
1220中取出,放置下一个电芯,并如此重复动作。
如图3及图4所示,电芯极耳弯度检测机1300包括:弯度检测支撑架1310、弯度检测
压板驱动部1320、弯度检测压板1330、弯度检测测试驱动部1340、弯度检测调整板1350、三
根弯度检测测试针1360。
弯度检测压板驱动部1320及弯度检测测试驱动部1340安装于弯度检测支撑架
1310上,弯度检测压板驱动部1320驱动弯度检测压板1330沿竖直方向往复升降,弯度检测
测试驱动部1340驱动弯度检测调整板1350沿竖直方向往复升降,弯度检测调整板1350上开
设有弯度检测水平调整槽1351,三根弯度检测测试针1360沿水平方向滑动可固定设于弯度
检测水平调整槽1351上。
在本实施例中,弯度检测压板驱动部1320及弯度检测测试驱动部1340均为气缸驱
动结构。
进一步的,电芯极耳弯度检测机1300还包括弯度检测压板引导柱1370,弯度检测
压板引导柱1370滑动设于弯度检测支撑架1310上,弯度检测压板1330通过弯度检测压板引
导柱1370滑动安装于弯度检测支撑架1310上。
更进一步的,电芯极耳弯度检测机1300还包括弯度检测调整板引导柱1380,弯度
检测调整板引导柱1380滑动设于弯度检测支撑架1310上,弯度检测调整板1350通过弯度检
测调整板引导柱1380滑动安装于弯度检测支撑架1310上。
通过设置弯度检测压板引导柱1370及弯度检测调整板引导柱1380,使得弯度检测
压板1330及弯度检测调整板1350更加稳定的沿着弯度检测支撑架1310作升降运动。
电芯极耳弯度检测机1300的工作原理如下:
将电芯放置于电芯极耳弯度检测机1300的检测底座上,弯度检测压板驱动部1320
驱动弯度检测压板1330沿竖直方向下降,弯度检测压板1330对检测底座上的电芯进行固
定,防止电芯在检测过程中发生移动;
紧接着,弯度检测测试驱动部1340驱动弯度检测调整板1350沿竖直方向下降,通
过弯度检测调整板1350上的三根弯度检测测试针1360对电芯的极耳的弯度进行检测;
当对电芯的极耳的弯度检测完成后,各个动作部件复位,将电芯从电芯极耳弯度
检测机1300的检测底座上取出,放置下一个电芯,并如此重复动作。
要说明的是,检测原理如下,在弯度检测调整板1350上设置三根弯度检测测试针
1360,当电芯的极耳发生较大的弯曲时,若是向左发生弯曲,那么电芯极耳便会与左边及中
间的弯度检测测试针1360接触,左边及中间的弯度检测测试针1360发生导通,判断出当前
的电芯极耳弯度不合格;若是向右发生弯曲,那么电芯极耳便会与右边及中间的弯度检测
测试针1360接触,右边及中间的弯度检测测试针1360发生导通,判断出当前的电芯极耳弯
度不合格;若是电芯的极耳没有发生弯曲,则电芯的极耳只与中间的弯度检测测试针1360
接触,弯度检测测试针1360不会发生导通,则判断出当前的电芯极耳弯度合格,当前的电芯
为合格品。
还要说明的是,弯度检测调整板1350上开设有弯度检测水平调整槽1351,三根弯
度检测测试针1360沿水平方向滑动可固定设于弯度检测水平调整槽1351上,通过对三根弯
度检测测试针1360进行距离调整,以适应不同型号的电芯,可以对不同型号的电芯进行测
试,提高了设备整体的兼容性。
如图5及图6所示,电芯热压短路测试上下料装置1500包括:电芯上料转移平台
1510、电芯下料转移平台1520。电芯上料转移平台1510与电芯下料转移平台1520的结构相
同。电芯上料转移平台1510衔接于电芯上料流水线1100与电芯热压短路测试机1200之间,
电芯下料转移平台1520衔接于电芯热压短路测试机1200与电芯极耳弯度检测机1300之间。
电芯热压短路测试上下料装置1500用于将电芯上料流水线1100的电芯转移至电芯热压短
路测试机1200上,当电芯热压短路测试机1200对电芯测试完成后,还将电芯热压短路测试
机1200内的电芯转移至电芯极耳弯度检测机1300上。
具体的,电芯上料转移平台1510包括:电芯上料转移板1511、电芯上料转移机械爪
1512、电芯上料水平横向驱动部1513、电芯上料水平纵向驱动部1514。电芯上料水平横向驱
动部1513驱动电芯上料转移板1511沿水平横向往复运动,电芯上料转移机械爪1512安装于
电芯上料转移板1511上,电芯上料水平纵向驱动部1514驱动电芯上料转移机械爪1512沿水
平纵向往复运动。
具体的,电芯下料转移平台1520包括:电芯下料转移板、电芯下料转移机械爪、电
芯下料水平横向驱动部、电芯下料水平纵向驱动部。电芯下料水平横向驱动部驱动电芯下
料转移板沿水平横向往复运动,电芯下料转移机械爪安装于电芯下料转移上,电芯下料水
平纵向驱动部驱动电芯下料转移机械爪沿水平纵向往复运动。
在本实施例中,电芯上料水平横向驱动部1513为电机丝杆驱动结构,电芯上料水
平纵向驱动部1514为电机传送带驱动结构,电芯上料转移机械爪1512夹紧于电芯上料水平
纵向驱动部1514的传送带上。
在本实施例中,电芯下料水平横向驱动部为电机丝杆驱动结构,电芯下料水平纵
向驱动部为电机传送带驱动结构,电芯下料转移机械爪夹紧于电芯下料水平纵向驱动部的
传送带上。
具体的,电芯上料转移平台1510还包括电芯上料水平横向导轨1515及电芯上料水
平纵向导轨1516,电芯上料转移板1511滑动设于电芯上料水平横向导轨1515上,电芯上料
水平纵向导轨1516安装于电芯上料转移板1511上,电芯上料转移机械爪1512滑动设于电芯
上料水平纵向导轨1516上。通过设置电芯上料水平横向导轨1515及电芯上料水平纵向导轨
1516,可以使得电芯上料转移板1511及电芯上料转移机械爪1512更加平稳的实现往复运
动。
具体的,电芯下料转移平台1520还包括电芯下料水平横向导轨及电芯下料水平纵
向导轨,电芯下料转移板滑动设于电芯下料水平横向导轨上,电芯下料水平纵向导轨安装
于电芯下料转移板上,电芯下料转移机械爪滑动设于电芯下料水平纵向导轨上。通过设置
电芯下料水平横向导轨及电芯下料水平纵向导轨,可以使得电芯下料转移板及电芯下料转
移机械爪更加平稳的实现往复运动。
进一步的,电芯上料转移平台1510还包括电芯上料水平纵向滚轮组件1517,电芯
上料水平纵向滚轮组件1517安装于电芯上料转移板1511上。当电芯上料转移机械爪1512夹
取电芯进行运输时,电芯通过电芯上料水平纵向滚轮组件1517进行移动,提高了电芯移动
的顺畅性,避免电芯在移动的过程中发生过度摩擦而破损。
同时,电芯下料转移平台1520还包括电芯下料水平纵向滚轮组件,电芯下料水平
纵向滚轮组件安装于电芯下料转移板上。当电芯下料转移机械爪夹取电芯进行运输时,电
芯通过电芯下料水平纵向滚轮组件进行移动,提高了电芯移动的顺畅性,避免电芯在移动
的过程中发生过度摩擦而破损。
电芯热压短路测试上下料装置1500的工作原理如下:
上一工位的机械手将电芯上料流水线1100中的电芯转移至电芯上料转移机械爪
1512上,电芯上料水平横向驱动部1513驱动电芯上料转移板1511沿水平横向移动,同时带
动电芯上料转移机械爪1512上的电芯移动并到达电芯热压短路测试机1200处,电芯上料水
平纵向驱动部1514驱动电芯上料转移机械爪1512沿水平纵向移动,将电芯上料转移机械爪
1512上的电芯送至电芯热压短路测试机1200内;
当电芯热压短路测试机1200完成对电芯的热压短路测试后,电芯下料水平纵向驱
动部驱动电芯下料转移机械爪沿水平纵向移动,通过电芯下料转移机械爪将电芯热压短路
测试机1200内的电芯取出,同时,电芯下料水平横向驱动部驱动电芯下料转移板沿水平横
向移动,将电芯热压短路测试机1200处的电芯转移至电芯极耳弯度检测机1300处。
如图7及图8所示,A类电芯测试机构100还包括衔接于电芯极耳弯度检测机1300与
X射线检测机1400之间的电芯不良品收料装置1600,电芯不良品收料装置1600包括电芯不
良品下料机械手1610(如图1所示)、电芯不良品放置区1620。
电芯不良品放置区1620包括:不良品收料箱1621、不良品收料驱动部1622、不良品
收料传动部1623、不良品收料升降平台1624。不良品收料箱1621具有不良品收容腔1621a,
不良品收料升降平台1624收容于不良品收料箱1621的不良品收容腔1621a内,不良品收料
驱动部1622通过不良品收料传动部1623驱动不良品收料升降平台1624沿竖直方向往复升
降。
具体的,不良品收料传动部1623包括不良品收料齿轮1623a及与不良品收料齿轮
1623a啮合的不良品收料齿条1623b,不良品收料齿条1623b一端与不良品收料升降平台
1624连接。
进一步的,不良品收料箱1621具有两块相对设置的不良品侧挡板1625,不良品侧
挡板1625开设有不良品取放槽1625a,不良品取放槽1625a与不良品收容腔1621a贯通。
在本实施例中,不良品收料驱动部1622包括不良品收料电机1622a及不良品收料
传送带1622b,不良品收料电机1622a通过不良品收料传送带1622b与不良品收料齿轮1623a
驱动连接。
在本实施例中,不良品收料电机1622a为伺服电机,不良品收料升降平台1624为平
面板块状结构,不良品收料箱1621为方形体结构。
电芯不良品收料装置1600的工作原理如下:
电芯不良品下料机械手1610将测试不合格的电芯取出并转移至电芯不良品放置
区1620,由电芯不良品放置区1620对不合格电芯进行回收;
不合格电芯被放置于不良品收料箱1621的不良品收料升降平台1624上,当不良品
收料箱1621内放置一个不合格电芯时,不良品收料电机1622a通过不良品收料传送带1622b
带动不良品收料齿轮1623a转动,不良品收料齿轮1623a进而带动与之啮合的不良品收料齿
条1623b作下降运动,不良品收料齿条1623b进而带动与之连接的不良品收料升降平台1624
下降,从而为不良品收料箱1621留出一个空位,为后续的不良品放置预留空位。
要说明的是,不良品侧挡板1625开设有不良品取放槽1625a,不良品取放槽1625a
与不良品收容腔1621a贯通,这样的结构设计,可以方便的将不良品收料箱1621内的不良品
电芯取出,提高了取出的顺畅性。
本发明的电芯测试系统10,通过结构相同且并排设置的A类电芯测试机构1000与B
类电芯测试机构2000,A类电芯测试机构1000通过设置依次衔接的电芯上料流水线1100、电
芯热压短路测试机1200、电芯极耳弯度检测机1300、X射线检测机1400,对电芯进行上料、热
压短路测试、电芯极耳弯度检测、X射线检测,提高了机械自动化水平。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但
并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人
员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的
保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。