电池智能温控系统及化成分容设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池制造领域，特别涉及电池智能温控系统及化成分容设备。


背景技术：

2.动力电池的充放电性能是评价新能源汽车的核心指标之一，而动力电池充放电性能的一致性，则决定着动力电池的性能发挥。
3.随着动力电池的技术不断朝着高容量方向的发展，动力电池在化成与分容的生产过程中需要经过大电流的充放电检测，电池本体温度会显著升高，然而，动力电池的分容与化成的生产过程需要处于合适的温度区间，才能保证电池性能的一致性。因此，在分容与化成生产过程就需要对电池进行散热降温处理。
4.目前，在电池分容与化成设备领域内，一般都采用风机直吹电池的风冷散热方式，由于其散热效率存在极限，同时受分容化成设备结构的影响较大等因素，不能够满足动力电池在大电流化成与分容充放电过程中散热降温的问题。而降低充放电电流，则势必会延长动力电池分容化成时间，影响生产效率。因此，需要更为有效的散热方式来解决大电流充放电过程中电池的温升与均温一致性问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型第一方面提出电池智能温控系统，第二方面提出化成分容设备，本实用新型能够用于高效生产电池，具有有效散热、均温一致的效果。
6.根据本实用新型的第一方面实施例的电池智能温控系统，电池智能温控系统，包括电池组件、喷气组件、温控组件；电池组件包括：电池托盘，用于承载至少一组电池组，电池组中的电池沿第一方向间隔排列；喷气组件包括：喷管，沿第一方向延伸；至少一喷气喷头，设置在喷管上，用于朝向电池极柱处喷射气流；调节阀；温控组件包括：温度传感器，用于检测电池的温度；调节阀根据电池的温度调节喷气喷头的喷射气流量。
7.根据本实用新型实施例的电池智能温控系统，至少具有如下有益效果：本电池智能温控系统采用喷射气流的方式，通过温度传感器感应电池温度，并传输数据给温控单元，温控单元比较检测温度与初设温度，从而控制调节阀的开度，进而控制喷气喷头的喷气量，实现对电池的高效散热和精确控温。
8.根据本实用新型的一些实施例，喷气组件还包括供气管，喷管位于供气管下方，供气管连通喷管的中部。
9.根据本实用新型的一些实施例，喷气喷头为圆形或窄缝形。
10.根据本实用新型的一些实施例，调节阀设置在喷气喷头上。
11.根据本实用新型的一些实施例，喷管的两侧均设置有多个喷气喷头，两侧的喷气喷头沿喷管的延伸方向依次排布，每个喷气喷头上均对应设置调节阀，温度传感器包括多个且与调节阀数量一一对应。
12.根据本实用新型的一些实施例，喷气组件还包括供气管，调节阀设置在供气管上。
13.根据本实用新型的一些实施例，电池智能温控系统还包括供气组件，喷气组件还包括供气管，供气组件通过供气管向喷气喷头供气。
14.根据本实用新型的第二方面实施例的化成分容设备，包括第一方面实施例的电池智能温控系统，还包括：机架，喷气组件设置在机架上；充放电装置，设置在机架上，充放电装置底部设置有探针；托盘架，位于机架的下方，用于放置电池托盘；升降装置，连接机架和托盘架，升降装置用于驱动托盘架或机架做升降运动，以使电池极柱和探针相接触。
15.根据本实用新型实施例的化成分容设备，至少具有如下有益效果：本化成分容设备通过应用电池智能温控系统，实现在化成分容过程中对电池极柱和探针处的高效散热和保持电池间温控一致的效果，不需要降低电流量即可保证充放电过程中的温度满足生产要求，显著缩短电池分容化成的时间。
16.根据本实用新型的一些实施例，温度传感器设置在充放电装置的底部，沿第一方向间隔排列，充放电工作时，升降装置用于使电池和温度传感器相接触。
17.根据本实用新型的一些实施例，探针包括至少两组，至少有一对相邻的两组探针之间设置喷气组件，喷气组件用于朝向两侧的电池极柱和/或探针喷气。
18.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
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为化成分容设备实施例的示意图；
21.图2为电池托盘和电池的配合示意图；
22.图3为托盘架、升降装置和电池托盘的配合示意图；
23.图4为电池与喷气组件实施例的配合示意图；
24.图5为喷气组件实施例的示意图；
25.图6为电池与温度传感器的配合示意图；
26.图7为温度传感器与安装架的配合示意图；
27.图8为喷气组件另一实施例的示意图。
28.附图标号：供气管110、喷管120、喷气喷头130、温度传感器210、调节阀220、机架300、充放电装置310、探针320、托盘架400、升降装置500、电池600、电池极柱610、电池托盘700、安装架800。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、
“
底部”、“中部”、“水平”、“竖向”、“第一方向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.参照图4和图5，本实用新型的基础实施例包括喷气组件，喷气组件可以包括供气管110；喷管120，连通供气管110；喷气喷头130，设置在喷管120上，喷气喷头130用于通气后向电池600和/或探针320喷气。喷气组件还可以包括调节阀220，调节阀设置于喷气喷头130上，用于调节喷气喷头130的喷射气流量。
33.应理解，冲击射流是指对气体或者液体在压差的作用下，通过喷嘴垂直或者形成一定的角度喷射到需要冷却或正在加热的表面上，由于流体直接冲击该表面，流体的流程短且在被冲击表面上的流动边界层薄，从而使直接受冲击的区域产生很强烈的换热效果，冲击射流具有比传统对流换热方式高上数倍甚至一个数量级的换热系数，是一种极其有效的强化换热方式。
34.本喷气组件的工作原理是通过外接供气组件，供气组件能够供气给依次连通的供气管和喷管，并从喷气喷头喷出，从而形成冲击射流。本喷气组件将射流散热方式引入电池化成分容过程，利用喷气射流在理论上具有比对流散热更高的换热系数的优势，通过喷气喷头正对电池上的发热源电池和/或探针喷射气流，发热源进一步可以是电池极柱和探针，由于在化成分容时，该处接触阻抗较高，发热量最大，因此喷气喷头直接朝向该处喷射气流，可减少外部构件对气流的阻碍作用，实现高效降温散热。
35.参照图4至图7，本实用新型的第一方面实施例提供电池智能温控系统，包括基础实施例的喷气组件，还包括温控组件，温控组件可以包括：温度传感器210，用于感应电池600的温度；温控单元，电性连接温度传感器210。喷气组件的调节阀220可以电性连接温控单元，根据电池温度调节喷气喷头130的喷气量。
36.温控组件的温控原理如下：利用温度传感器采集电池的温度数据，优选是采集电池顶部靠近电池极柱的位置的温度，在温控单元中设置初定温度和设定温差k，计算采集温度和初定温度之间的差值t，当差值t的绝对值＞k时，说明电池温度处于设定温度范围外，调节阀通过控制喷气组件的喷气量，使得电池温度处于设定温度范围之内。
37.温度传感器、温控单元和调节阀均可以是领域内通用构件，温度传感器优选为接触式温度传感器，温控单元可以是单片机，调节阀则可以选用机械式、液压式或电磁式的流量控制阀。
38.本电池智能温控系统在显著提升换热效率的基础上，通过温度传感器感应电池温度，并传输数据给温控单元，温控单元比较检测温度与初设温度，从而控制调节阀的开度，
进而控制喷气喷头的喷气量，实现精确控温，便于保证各电池在化成分容过程中的均温一致性。
39.参照图4、图5和图8，本实用新型的一些实施例中，供气管110可以沿竖向延伸，喷管120可以沿第一方向延伸且位于供气管110下方，供气管110则可以连通喷管120的中部。竖向延伸的供气管110便于在化成分容设备上进行固定设置，供气管110的端部也便于与外部供气组件连通；在喷管120的两侧设置多个喷气喷头130，喷气喷头沿喷管延伸方向间隔排列，并分别与电池极柱610以及探针320一一对应，便于设置多个喷气喷头130来分别对应各电池极柱610和各探针320；供气管110连通喷管120的中部是为了保持供气管110和喷管120之间作用力的均衡，两者之间实现稳固连接，并且能延长喷气组件的使用寿命，供气管110和喷管120相对位置不容易改变。应理解，第一方向可以理解为喷管排布的方向，喷管排布的方向优选和电池的排布方向以及温度传感器的排布方向平行。
40.本实用新型的一些实施例中，喷气喷头可以为圆形或窄缝形。圆形喷气喷头和窄缝形喷气喷头均能够有效喷出射流，参照图5，喷气喷头可以为圆形，便于在单个喷气喷头上设置调节阀，实现精准控制；参照图8，喷气喷头可以为窄缝形，水平覆盖范围更广，更容易覆盖电池需要冷却的位置，射流流速更快。
41.应理解，喷气喷头可以是其他形状，喷气喷头的形状可以根据喷气覆盖的面积需求来决定，喷气喷头的喷射角度可以根据喷气喷头相对于对应的电池极柱的位置进行调整设定，或通过调整喷管的角度来实现。
42.参照图4和图5，本实用新型的一些实施例中，调节阀220可以直接设置在喷气喷头130上，用于直接调节对应喷气喷头130的喷气量，响应快速。
43.参照图4和图5，进一步有，喷管120可以沿第一方向延伸，喷管120的两侧可以均设置有多个喷气喷头130，各侧的喷气喷头130沿喷管120的延伸方向依次排布，每个喷气喷头130上可以均对应设置调节阀220。温度传感器210可以包括多个且与调节阀220数量对应，调节阀220可以根据各自对应的温度传感器210所检测的数据由温控单元控制对各自喷气喷头130的喷气量进行调节，温度传感器210、调节阀220、喷气喷头130的数量优选一一对应，此设置有利于充分散去化成分容设备上的所有电池600的加工时所产生的热量，也有利于实现更精确的温控以及各电池600间的温控一致性。
44.应理解，根据化成分容设备上加工的电池排布可以调整喷气喷头的设置，具体是如果化成分容设备加工的是电池组，则喷气喷头可以设置在电池组的一侧。
45.参照图8，应理解，调节阀220设置在喷气组件的其他位置，也可以达到调节喷气量的目的，如在供气管110上设置调节阀200，便于整体控制喷气量，结构更精简。
46.本实用新型的一些实施例中，本电池智能温控系统还可以包括供气组件，供气组件可以连通供气管，供气组件用于向供气管和喷管供气。供气组件可以是通用的压气机，由压气机提供的压缩空气经由喷气喷头喷出后由压气机提供的压缩空气能够快速冷却电池。
47.参照图1至图7，本实用新型的第二方面实施例提供化成分容设备，包括第一方面实施例的电池智能温控系统，还包括：机架300，喷气组件设置在机架300上；充放电装置310，设置在机架300上；探针320，设置在充放电装置310的底部；托盘架400，位于探针320的下方，托盘架400用于放置电池托盘700；升降装置500，两端分别连接机架300和托盘架400，升降装置500用于驱动托盘架400或机架300做升降运动以使电池极柱610接触探针320，也
可以使电池极柱610与探针320压合。
48.参照图1至图3，机架300可以是固定端，机架300可以包括本体和底座，本体用于设置喷气组件、充放电装置310等结构，底座则可以设置在地面上。托盘架400可以作为移动端，相对于机架300做升降运动，可以在机架300上设置升降导轨，在托盘架400上可以放置电池托盘700，用作电池600转运的治具，托盘架400在升降装置500的驱动下可以沿着升降导轨相对机架300运动，从而带动托盘架400上的电池托盘700以及电池托盘700内的电池600升降运动，使得电池极柱610与探针320压合。
49.喷气组件可以通过支架固定在机架上，具体可以是供气管固定在机架上，也可以是喷管固定在机架上。充放电装置可以固定在机架上，探针则可以固定在充放电装置的底部。
50.应理解，电池托盘中可以放置若干电池组，每组电池组可以包括若干沿第一方向排布的电池，电池通常设置有正负极柱，因而，每组探针通常需要包括两排探针，每套充放电装置通常包括两个子充放电装置，每组电池组应对应设置有两个子充放电装置，两个子充放电装置底部的探针分别对应该电池组的正极柱和负极柱，一组探针通常需要包括两排探针且分别对应正极柱和负极柱，相应的，一套充放电装置通常包括两部分子充放电装置，这两部分子充放电装置的底部则分别对应连接这两排探针。升降装置可以是液压缸。作为优选实施例可以是机架固定，托盘架相对机架升降运动；当然，采用托盘架固定，机架相对托盘架升降运动的方式也能够完成电池极柱和探针的压合和分离。
51.本化成分容设备通过应用电池智能温控系统，实现电池极柱和探针在化成分容过程中的高效散热和温控一致的效果，不需要降低电流量即可保证充放电过程中的温度满足生产要求，显著缩短电池分容化成的时间。
52.参照图6和图7，本实用新型的一些实施例中，温度传感器210可以设置在充放电装置310的底部，也可以在充放电装置310的底部设置安装架800，安装架800沿第一方向延伸，多个温度传感器210则可以沿安装架800的延伸方向间隔排列，升降装置500驱动托盘架做升降运动时，使得各电池极柱610均与对应的探针320压合，温度传感器210的底部也同时接触电池600的上表面，升降装置500停止上升，之后充放电装置310开始对电池600进行充放电，喷气组件也开始工作。温度传感器210设置为与电池极柱附近的电池表面接触，也可以设置为接触电池极柱610或探针320来检测温度，经温控单元来控制各调节阀220，并控制喷气量，使得电池600温度控制在设定温度范围内。每个电池600都可以有对应的喷气喷头130、调节阀220以及温度传感器210，完成温控一致性的目标。
53.本实用新型的一些实施例中，探针320可以包括至少两组，至少有一对相邻的两组探针320之间设置喷气组件，喷气组件用于朝向两侧的电池极柱610和/或探针320喷气。喷气组件能够同时作用两组探针320，进一步提升散热和温控效果。
54.参照图1至图7，化成分容设备为提高电池600加工效率，可以在机架300上设置两套充放电装置310，每套充放电装置310均包括两部分子装置，两部分子装置的底部均设置一排探针320，对应的，电池托盘700内放置两组电池组，电池托盘700放置于托盘架400上，随升降装置500的驱动上升，温度传感器210设置在充放电装置310的底部，电池极柱610与探针320压合时，电池600顶部表面/电池极柱610接触温度传感器210，每个电池极柱610和每个探针320压合的位置处设均有对应的喷气喷头130进行喷气，每个电池600均有对应的
温度传感器210进行测温，每个喷气喷头130均有对应的调节阀220控制喷气量，喷气组件设置在充放电装置310之间，喷气喷头130设置在喷管120两侧。此设置下，每个电池600都配备有对应的喷气喷头130、调节阀220以及温度传感器210由此在化成分容过程中，每个电池600的温度都能够控制在设定温度范围内，且能实现各自独立的温控，在完成电池600温控一致性的目标的同时，避免整体供气的气源浪费。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“基础实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。