專利名稱：動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，屬于動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)制造類技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰電池最早出現(xiàn)于1958年，20世紀(jì)70年代進(jìn)入實(shí)用化。20世紀(jì)80年代鋰離子電池在各種便攜式電子產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。最近，隨著油耗量的增加以及汽車對(duì)環(huán)境污染的加劇，電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車使用量正在逐步增加，促使大容量鋰離子電池得到各電池生產(chǎn)廠商的重視。國內(nèi)外主要的鋰離子電池廠家都投入大量資金和技術(shù)人員研發(fā)大容量的動(dòng)力型電池，它屬于高性能無污染的新型環(huán)保能源，將成為21世紀(jì)電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿﹄娫粗?，因此?dòng)力鋰離子電池及其充放電設(shè)備的研究具有重大意義。各個(gè)動(dòng)力鋰電池廠家的生產(chǎn)工藝有一些差別，但是萬變不離其宗，主要工藝流程為:配料一涂布一輥壓一裁片一電芯組裝一干燥一注液一化成一成型一檢測一包裝出廠等。其中，電池化成工序，主要指在生產(chǎn)過程中對(duì)電芯進(jìn)行多次充放電，是電芯生產(chǎn)過程中極為重要的一道工序，對(duì)出廠電池的成品合格率、性能等方面會(huì)有重大影響。我們對(duì)動(dòng)力鋰電池廠家的電芯化成生產(chǎn)工藝進(jìn)行了調(diào)查，從調(diào)查結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，我國在電池化成的研究、開發(fā)和生產(chǎn)中已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是仍存在一些不足和亟待改進(jìn)的地方，如:I)現(xiàn)有動(dòng)力鋰離子電池化成設(shè)備的上、下料仍然主要依靠人工來完成，一臺(tái)設(shè)備有幾十個(gè)充放電通道，通常一批電池的化成需要幾十臺(tái)這樣的化成設(shè)備，如果完全用人工來完成這些電池的上架、參數(shù)檢測和下架，需要占用大量的勞動(dòng)力，生產(chǎn)效率極低；2)鋰電池化成過程中對(duì)電池的檢測不夠智能化。在對(duì)大批量電池進(jìn)行化成的過程中，需要對(duì)每一塊電池進(jìn)行性能檢測，將測得的性能參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，并通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。但是，目前采用的方法還是手工去測量電芯的電壓、內(nèi)阻等參數(shù)，自動(dòng)化水平很低。由此，為了節(jié)約人力成本，提高自動(dòng)化水平，從而降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效益，對(duì)動(dòng)力鋰離子電池化成自動(dòng)化流水線進(jìn)行研究很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的動(dòng)力鋰電池化成、檢測生產(chǎn)線，提高動(dòng)力鋰電池的生產(chǎn)效率，降低人力成本；可提高對(duì)電池生產(chǎn)過程的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)過程中每一個(gè)工序過程時(shí)間上的精確控制，以及對(duì)電芯參數(shù)的精確測量，提聞電池的生廣質(zhì)量和良品率。本發(fā)明動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線由生產(chǎn)線主體部分、傳感器II和控制系統(tǒng)III組成；-生產(chǎn)線主體部分，由上線輸送線(I)、1層移載小車(2)、升降機(jī)I(3)、升降機(jī)2(4)、靜置I輸送線1(5)、靜置I輸送線2(6)、升降機(jī)3(7)、升降機(jī)4(8)、3層移載小車I O)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線I (10)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2 (11)、3層移載小車2 (12)、靜置2輸送線(13)、升降機(jī)5 (14)、串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)、3層移載小車3 (16)、靜置3輸送線(17)、串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線(18)、升降機(jī)6(19)、并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線(20)、3層移載小車4 (21)、升降機(jī)7 (22)、靜置4輸送線(23)、升降機(jī)8(24)、電壓、內(nèi)阻檢測線(25)、下線輸送線(26)組成。-傳感器，主要包括光電傳感器、急停開關(guān)；在倍速鏈輸送線線體、升降機(jī)、移載小車的關(guān)鍵部位布置光電傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)控其上產(chǎn)狀態(tài)，由控制器做出相應(yīng)的指令，控制整條生產(chǎn)線按要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在整個(gè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵部位設(shè)置急停開關(guān)，以在出現(xiàn)危險(xiǎn)地情況下實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障自動(dòng)報(bào)警功能。-控制系統(tǒng)，采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。輸送線、升降機(jī)和移載小車由單獨(dú)的PLC進(jìn)行控制，形成下位機(jī)控制系統(tǒng)；由一臺(tái)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，輸送線各部分的PLC連接到該上位機(jī)，形成自上而下的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)可對(duì)當(dāng)前物流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及控制，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前物流狀態(tài)。本發(fā)明動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，電芯組進(jìn)入生產(chǎn)線后，可實(shí)現(xiàn)全過程無人化自動(dòng)生產(chǎn)，完成靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等過程。該生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高、占用勞動(dòng)力數(shù)量少,大大降低了人力成本；同時(shí),該生產(chǎn)線采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測，該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)工序時(shí)間的精確控制，以及對(duì)每一只電芯參數(shù)的精確測量，從而大大提聞電芯的生廣質(zhì)量，提高產(chǎn)品的合格率和良品率。


圖1、為本發(fā)明動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線布局示意圖；其中:1-上線輸送線，2-1層移載小車，3-升降機(jī)1，4-升降機(jī)2，5_靜置I輸送線1，6-靜置I輸送線2，7-升降機(jī)3，8-升降機(jī)4，9-3層移載小車1，10-恒流-恒壓充電生產(chǎn)線1，11-恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2，12-3層移載小車2，13-靜置2輸送線，14-升降機(jī)5，15-串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線，16-3層移載小車3，17-靜置3輸送線，18-串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線，19-升降機(jī)6，20-并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線，21-3層移載小車4，22-升降機(jī)7，23-靜置4輸送線，24-升降機(jī)8，25-電壓、內(nèi)阻檢測線，26-下線輸送線。圖2、為化成、檢測生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例、如圖1所示,動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，由生產(chǎn)線主體部分、傳感器和控制系統(tǒng)組成；生產(chǎn)線主體部分，由上線輸送線⑴、I層移載小車(2)、升降機(jī)I (3)、升降機(jī)2 (4)、靜置I輸送線I (5)、靜置I輸送線2(6)、升降機(jī)3(7)、升降機(jī)4(8)、3層移載小車I (9)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線I (10)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2(11)、3層移載小車2(12)、靜置2輸送線(13)、升降機(jī)5 (14)、串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)、3層移載小車3 (16)、靜置3輸送線(17)、串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線(18)、升降機(jī)6 (19)、并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線(20)、3層移載小車4(21)、升降機(jī)7 (22)、靜置4輸送線(23)、升降機(jī)8(24)、電壓、內(nèi)阻檢測線(25)、下線輸送線(26)組成。電芯組進(jìn)入生產(chǎn)線后，按圖1中箭頭所示物流方向完成整個(gè)靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等過程，在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人化生產(chǎn)。生產(chǎn)線采用倍速鏈及鋁合金導(dǎo)軌構(gòu)成倍速鏈自動(dòng)輸送線，線體由單層、三層、五層等三種結(jié)構(gòu)，以及升降機(jī)、移載小車等組成。
電芯組通過上線輸送線(I)進(jìn)入，上線輸送線(I)采用倍速鏈及鋁合金導(dǎo)軌構(gòu)成倍速鏈自動(dòng)輸送線，設(shè)計(jì)長度為2.35米，上線輸送線(I)的作用是起到一個(gè)緩沖的作用，將夾緊的電芯盒，以兩盒并排作為一組送入I層移載小車(2)的移載臺(tái)板。為了提高生產(chǎn)效率，在整條生產(chǎn)線里，電芯盒都是以并排的兩盒作為一組。夾緊好的電芯盒，由人工推入上線輸送線(I)，入口處設(shè)有阻擋器，由人工手動(dòng)控制，常態(tài)為阻擋狀態(tài)，當(dāng)平行放入2盒電芯盒，遇阻擋器停止后，操作者確認(rèn)無誤，按下移動(dòng)手動(dòng)按鈕(控制阻擋器)，阻擋器下降，電芯盒隨倍速鏈移動(dòng)，輸送到I層移載小車⑵的移載臺(tái)板。I層移載小車(2)主要起到電芯盒分配的作用，它的移載臺(tái)板可以在升降機(jī)1(3)、升降機(jī)2 (4)之間切換，從而把電芯輸送到靜置I輸送線I (5)、靜置I輸送線2 (6)上。靜置I輸送線1(5)和靜置I輸送線2(6)相互平行，為5層的倍速鏈輸送線，共同起到完成電芯靜置l(24h)的作用，其首尾兩端的升降機(jī)1(3)、升降機(jī)2(4)、升降機(jī)3(7)、升降機(jī)4(8)也相應(yīng)的為5層升降機(jī)，可在豎直方向上升起為5個(gè)不同的高度，作用是將電芯盒輸送到倍速鏈輸送線的每一層上去。電芯完成靜置I后，通過升降機(jī)3 (7)、升降機(jī)4⑶進(jìn)入到3層移載小車I (9)，通過3層移載小車1(9)的電芯分配作用，將電芯輸送到恒流-恒壓充電生產(chǎn)線I (10)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2(11)。恒流-恒壓充電生產(chǎn)線I (10)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2 (11)相互平行，為3層的倍速鏈輸送線，線體上布置有串聯(lián)恒流和并聯(lián)恒壓充電裝置，先后完成對(duì)電芯的串聯(lián)恒流充電和并聯(lián)恒壓充電。完成恒流-恒壓充電后，電芯通過3層移載小車2(12)輸送到靜置2輸送線(13)，完成對(duì)電芯的30分鐘靜置，之后電芯通過升降機(jī)5(14)進(jìn)入串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)。串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)為3層的倍速鏈輸送線，線體上布置有串聯(lián)恒流放電裝置，完成對(duì)電芯的串聯(lián)恒流放電。升降機(jī)5(14)為3層升降機(jī)，主要作用是將上一步完成電芯靜置2的電芯進(jìn)行合理的分配，輸送到串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)的每一層。同上述過程，電芯依次通過3層移載小車3 (16)進(jìn)入靜置3輸送線(17)，完成30分鐘靜置，之后分別進(jìn)入串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線(18)和并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線(20)。串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線(18)和并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線(20)均為3層的倍速鏈輸送線，線體上分別布置有串聯(lián)恒流充電裝置和并聯(lián)恒壓充電裝置，完成對(duì)電芯的串聯(lián)恒流充電和并聯(lián)恒壓充電。隨后，電芯通過3層移載小車4 (21)、升降機(jī)7 (22)進(jìn)入靜置4輸送線(23)，靜置4輸送線(23)為5層的倍速鏈輸送線，起到完成電芯靜置4(24h)的作用。升降機(jī)7(22)起到連接3層的移載小車4 (21)和5層的靜置4輸送線(23)的作用。靜置結(jié)束后，電芯通過升降機(jī)8(24)進(jìn)入電壓、內(nèi)阻檢測線(25)。電壓、內(nèi)阻檢測線(25)為I層的倍速鏈輸送線，線體上布置有電芯參數(shù)測量設(shè)備，對(duì)每一只電芯進(jìn)行電壓、內(nèi)阻等參數(shù)測量，數(shù)據(jù)測量結(jié)束后，自動(dòng)上傳到計(jì)算機(jī)。測量完成后，電芯進(jìn)入下線輸送線(26)，由工人運(yùn)走，整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程完成。——傳感器，主要包括光電傳感器、急停開關(guān)；在倍速鏈輸送線線體、升降機(jī)、移載小車的關(guān)鍵部位布置光電傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)控其上產(chǎn)狀態(tài)，由控制器做出相應(yīng)的指令，控制整條生產(chǎn)線按要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在整個(gè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵部位設(shè)置急停開關(guān)，以在出現(xiàn)危險(xiǎn)地情況下實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障自動(dòng)報(bào)警功能?！刂葡到y(tǒng)，采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。輸送線、升降機(jī)和移載小車由單獨(dú)的PLC進(jìn)行控制，形成下位機(jī)控制系統(tǒng)；由一臺(tái)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，輸送線各部分的PLC連接到該上位機(jī)，形成自上而下的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)可對(duì)當(dāng)前物流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及控制，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前物流狀態(tài)。本發(fā)明動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，電芯組進(jìn)入生產(chǎn)線后，可實(shí)現(xiàn)金過程無人化自動(dòng)生產(chǎn)，完成靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等過程。該生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高、占用勞動(dòng)力數(shù)量少，大大降低了人力成本；同時(shí)，該生產(chǎn)線采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測，該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)工序時(shí)間的精確控制，以及對(duì)每一只電芯參數(shù)的精確測量，從而大大提聞電芯的生廣質(zhì)量，提聞廣品的合格率和良品率。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，包括； ——生產(chǎn)線主體部分，由上線輸送線(I)、I層移載小車(2)、升降機(jī)I (3)、升降機(jī)2 (4)、靜置I輸送線I (5)、靜置I輸送線2(6)、升降機(jī)3(7)、升降機(jī)4(8)、3層移載小車I (9)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線I (10)、恒流-恒壓充電生產(chǎn)線2(11)、3層移載小車2(12)、靜置2輸送線(13)、升降機(jī)5 (14)、串聯(lián)恒流放電生產(chǎn)線(15)、3層移載小車3 (16)、靜置3輸送線(17)、串聯(lián)恒流充電生產(chǎn)線(18)、升降機(jī)6 (19)、并聯(lián)恒壓充電生產(chǎn)線(20)、3層移載小車4 (21)、升降機(jī)7 (22)、靜置4輸送線(23)、升降機(jī)8 (24)、電壓、內(nèi)阻檢測線(25)、下線輸送線(26)組成。
其特征是:該電池化成、檢測生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，除上線輸送線(I)和下線輸送線(25)需人工操作外，電池組在生產(chǎn)過程中，可實(shí)現(xiàn)完全無人化自動(dòng)靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等。
該生產(chǎn)線主體部分由倍速鏈輸送線構(gòu)成,形成立體式多層框架,線體內(nèi)部通過阻擋器定位,定時(shí)完成相應(yīng)的工序要求,控制要求先到先作業(yè)、先離開,先補(bǔ)充。流水線線體之間采用升降機(jī)、移載小車等機(jī)構(gòu)完成接駁。
除以上外，該生產(chǎn)線還設(shè)有 ——傳感器，主要包括光電傳感器、急停開關(guān)；在倍速鏈輸送線線體、升降機(jī)、移載小車的關(guān)鍵部位布置光電傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)控其上產(chǎn)狀態(tài)，由控制器做出相應(yīng)的指令，控制整條生產(chǎn)線按要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在整個(gè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵部位設(shè)置急停開關(guān)，以在出現(xiàn)危險(xiǎn)地情況下實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障自動(dòng)報(bào)警功能。
——控制系統(tǒng)，采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。輸送線、升降機(jī)和移載小車由單獨(dú)的PLC進(jìn)行控制，形成下位機(jī)控制系統(tǒng)；由一臺(tái)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，輸送線各部分的PLC連接到該上位機(jī)，形成自上而下的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)可對(duì)當(dāng)前物流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及控制，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前物流狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力鋰電池自動(dòng)化成、檢測生產(chǎn)線，其特征是:該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，電芯組進(jìn)入生產(chǎn)線后，可實(shí)現(xiàn)全過程無人化自動(dòng)生產(chǎn)，完成靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等過程。該生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高、占用勞動(dòng)力數(shù)量少，大大降低了人力成本；同時(shí)，該生產(chǎn)線采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測，該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)工序時(shí)間的精確控制，以及對(duì)每一只電芯參數(shù)的精確測量，從而大大提聞電芯的生廣質(zhì)量，提聞廣品的合格率和良品率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)力鋰電池化成、檢測生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線主體部分由倍速鏈輸送線構(gòu)成，形成立體式多層框架，線體內(nèi)部通過阻擋器定位，定時(shí)完成相應(yīng)的工序要求，控制要求先到先作業(yè)、先離開，先補(bǔ)充。流水線線體之間采用升降機(jī)、移載小車等機(jī)構(gòu)完成接駁。該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，電芯組進(jìn)入生產(chǎn)線后，除上線輸送線和下線輸送線需人工操作外，可實(shí)現(xiàn)全過程無人化自動(dòng)生產(chǎn)，完成靜置、充放電、參數(shù)測量、數(shù)據(jù)上傳等過程。該生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高、占用勞動(dòng)力數(shù)量少，大大降低了人力成本；同時(shí)，該生產(chǎn)線采用上位機(jī)到下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測，該生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)工序時(shí)間的精確控制，以及對(duì)每一只電芯參數(shù)的精確測量，從而大大提高電芯的生產(chǎn)質(zhì)量，提高產(chǎn)品的合格率和良品率。
文檔編號(hào)H01M10/058GK103187592SQ201110448598
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者陸文周, 肖鋒, 郝亞飛 申請(qǐng)人:陸文周, 肖鋒, 郝亞飛