电池包原位维修方法与流程

本发明涉及动力电池维修，特别涉及一种电池包原位维修方法。

背景技术：

1、目前，动力电池包普遍采用导热结构胶将电芯与液冷板粘接固定。在维修更换电芯时，需先使胶层失活再行拆解。现有胶层处理方法主要有三类：一是利用电池包自身液冷通道注入高温或低温介质进行温控；二是将电池包置于低温箱或冷冻设备中进行整体冷冻；三是利用振动或机械外力使胶层开裂脱落。

2、然而，上述方法均存在明显缺陷：依赖液冷通道的方法在液冷板损坏或管路泄漏时无法实施；冷冻设备处理后的电池包需从冷冻设备中取出并转运至拆解工位，取出后暴露于室温环境时表面凝露问题突出，存在安全隐患；冷冻解胶与加热固化分属不同设备，需多次转运，工序繁琐、效率低下，且缺乏全流程的温湿度闭环控制。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种电池包原位维修方法，旨在通过箱内环境温湿度的全程闭环控制，使电池包的冷冻解胶、电芯拆解、新电芯安装和加热固化全流程在同一工位内完成，电池包自始至终无需移动。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种电池包原位维修方法，包括以下步骤：

3、将待维修的电池包吊装放入环境试验箱的箱体内部，并通过所述箱体内的固定平台锁紧固定；

4、关闭所述环境试验箱的顶盖，启动温控机组对箱内环境进行冷冻处理，使所述电池包内部的导热结构胶进入脆化状态；

5、开启所述顶盖，使所述箱体顶部敞开，维修设备或维修人员从上方进入所述箱体内部，将失效电芯取出并安装新电芯；

6、关闭所述顶盖，启动环境试验箱的温控机组对箱内环境进行加热处理，使所述新电芯的导热结构胶固化；

7、待所述电池包回温后，将所述电池包从所述箱体内取出；

8、其中，所述电池包在整个加工过程中始终位于所述环境试验箱的箱体内部，未发生工位转移。

9、在一实施方式中，所述环境试验箱包括顶部设有开口的箱体、活动安装于所述箱体顶部且可开启或关闭的顶盖以及设置于所述箱体内部的固定平台；顶盖顶部设有吊装环，或顶盖为分体式结构，且顶盖通过平移机构沿水平方向滑动连接于所述箱体的开口处；

10、所述将待维修的电池包吊装放入环境试验箱的箱体内部，并通过所述箱体内的固定平台锁紧固定的步骤包括：

11、通过起重机或工业机器人将顶盖整体吊离移除，或推动顶盖从箱体的开口平移至旁侧，使所述箱体的开口完全敞开；

12、将所述电池包吊装放入所述箱体内部；

13、通过固定平台上的定位销与电池包底部的定位孔配合实现定位，随后通过固定平台上的快速夹紧装置将电池包夹紧固定。

14、在一实施方式中，所述环境试验箱还包括用于调节箱内温度和湿度的温控机组以及用于控制所述温控机组运行和监测箱内环境参数的控制系统，所述温控机组包括与控制系统电连接的制冷装置、循环风机、湿度传感器及湿度控制装置；

15、所述关闭所述环境试验箱的顶盖，启动温控机组对箱内环境进行冷冻处理，使所述电池包内部的导热结构胶进入脆化状态的步骤包括：

16、待电池包放入箱体后，通过控制系统的触摸屏设定本次维修所需的工艺参数，包括冷冻目标温度、冷冻持续时间、加热目标温度、加热持续时间及湿度控制目标等；

17、启动温控机组的制冷装置和循环风机，对箱内环境进行降温，以将箱内温度降低至胶层脆化温区；

18、在冷冻过程中，控制系统通过温控机组的湿度传感器监测箱内相对湿度，并通过温控机组的湿度控制装置将箱内湿度控制在预设范围内。

19、在一实施方式中，所述开启所述顶盖，使所述箱体顶部敞开，维修设备或维修人员从上方进入所述箱体内部，将失效电芯取出并安装新电芯的步骤包括：

20、待胶层充分脆化后，控制系统发出提示信号；

21、通过起重机或工业机器人将顶盖整体吊离移除，或推动顶盖沿水平方向平移，使箱体的开口完全敞开；

22、通过箱体顶部完全敞开的开口，利用起重机或工业机器人从箱体的开口垂直进入箱体内部，将失效电芯垂直向上吊装取出；

23、将新的电芯底部涂覆导热结构胶后，通过箱体顶部敞开的开口，由起重机或工业机器人将新电芯垂直吊装放入原空出的电芯位置；

24、确认新电芯安装到位后，将顶盖恢复至关闭状态并覆盖箱体顶部开口，通过机械锁紧装置将顶盖锁紧。

25、在一实施方式中，所述温控机组包括与控制系统电连接的加热装置和温度传感器；

26、所述关闭所述顶盖，启动环境试验箱的温控机组对箱内环境进行加热处理，使所述新电芯的导热结构胶固化的步骤包括：

27、控制系统确认顶盖锁紧后，启动温控机组的加热装置和循环风机，对箱内环境进行加热，将箱内温度升高至预设的加热固化温度范围；

28、在加热固化过程中，控制系统通过温度传感器实时监测箱内温度和电池包表面温度；

29、通过湿度传感器监测箱内湿度，并通过湿度控制装置将湿度控制在预设范围内。

30、在一实施方式中，所述待所述电池包回温后，将所述电池包从所述箱体内取出的步骤包括：

31、加热固化完成后，控制系统按照预设的回温程序，以可控速率将箱内温度降至室温，防止快速降温导致电池包内部产生热应力。在回温过程中，控制系统持续监测箱内湿度，以确保电池包表面不产生凝露；

32、回温至室温后，解除固定平台的快速夹紧装置，通过起重机或工业机器人将维修完成的电池包从箱体内吊出，完成整个维修过程。

33、在一实施方式中，所述箱体侧壁设有快插接口面板，所述快插接口面板与所述控制系统电连接；所述电池包内部设有温度监测器件；

34、所述在将所述电池包通过所述固定平台锁紧固定的步骤之后还包括：

35、通过所述快插接口面板连接所述电池包的电气接口及所述温度监测器件；

36、所述温度监测器件采集的温度信号经所述快插接口面板传输至所述控制系统，用于作为温控决策的依据。

37、在一实施方式中，所述顶盖与所述箱体之间设有机械锁紧装置，所述机械锁紧装置上设有位置传感器；所述控制系统还包括安全互锁电路；

38、所述关闭所述环境试验箱的顶盖后还包括：

39、通过所述位置传感器检测所述顶盖是否处于锁紧状态；

40、当所述位置传感器反馈所述顶盖已锁紧时，所述安全互锁电路控制所述温控机组启动运行。

41、在一实施方式中，所述温度传感器为设置在箱体内的胶层温度传感器，所述胶层温度传感器位于邻近所述电池包胶层的边缘区域；

42、所述启动温控机组的制冷装置和循环风机的步骤之后还包括：

43、通过所述胶层温度传感器实时监测电池包的导热结构胶的胶层温度，当所述胶层温度达到所述胶层脆化温区时开始计时所述冷冻持续时间。

44、在一实施方式中，所述加热固化完成后，还包括：

45、保持所述电池包位于所述箱体内，将电池包回温至室温，通过控制系统连接气密性检测设备，对所述电池包进行气密性检测，确认合格后再将电池包从箱体内取出。

46、本发明通过对箱内整体环境进行温控，不依赖电池包自身液冷通道，将冷冻解胶、电芯拆解、新电芯安装和加热固化全流程集中在同一环境试验箱内部完成，电池包自冷冻开始至维修完成始终位于箱体内的可控环境中，无需任何转运操作，从根本上避免了转运过程中的冷量损失，确保胶层在最佳脆化温度下完成拆解，且消除了电池包在低温状态下暴露于室温环境产生冷凝水的安全隐患；此外，工序高度集成大幅缩短了维修周期，全流程温湿度闭环控制为维修质量和电池包的长期可靠性提供了保障，顶盖开启后箱体顶部完全敞开，配合起重机或工业机器人可从上方直接进行电芯的垂直吊装，操作简便高效。