[发明专利]一种电芯分选设备及其分选方法

说明书

技术领域

本发明涉及电芯测试技术领域，特别属于一种电芯分选设备及其分选方法。

背景技术

为了解决能源危机和环境危机，新能源行业的高度发展已全球化，尤其是电动汽车动力电池在汽车上广泛应用。而动力电池系统的性能和寿命跟系统成组的单个电芯一致性有着直接的联系，这些一致性包括电芯的质量，尺寸，极柱外观，电压和内阻。

电芯质量与电芯容量有着直接的关系，而系统容量会因为某个低容量电芯引起短板效应，即整体容量降低。对于同一款电芯，电芯间的质量差异主要来源于电芯活性材料的填充量，填充量偏多，则电芯容量较高；填充量偏少，则容量较低。如果要控制电芯容量的一致性，控制电芯质量可作为一种检测手段。

电芯尺寸差异会影响电池模块成组，例如电芯厚度差异较大则会影响电池模块厚度方向上的固定，电芯高度一致性差异较大则会影响后续电芯极柱的焊接，高度低的电芯极柱会与电芯连接条产生距离造成焊接失效或产生较大的焊接应力，这个应力具有在后期使用时发生断裂的风险。

电芯极柱外观不良，如破损，裂纹，凹坑，锈蚀，其他杂质都会影响后续电芯焊接工艺，造成焊接不良，导致连接失效，以及造成其他安全隐患。

电芯电压和内阻一致性差，根据电池的短板效应，会造成电池系统整体性能和寿命下降。

综上所述，对电芯的质量、尺寸、极柱外观、电压和内阻控制是必须的，而目前行业里大部分电池系统生产商会对电芯的电压和内阻进行控制，但对电芯质量，尺寸和极柱外观没有做全部控制，而且所有的测量基本靠人工用手测量，测量误差较大，效率低下。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种电芯分选设备及其分选方法，以达到提高电芯各项指标测量的自动化程度，减小人工测量误差以及降低人工生产成本的目的。

本发明所提供的一种电芯分选设备，具有设备前端的上料区、位于设备后端的合格品待料区以及设备一侧的不合格品暂存区，还具有配电柜，其特征在于，上料区具有电芯原料存放装置，所述的电芯原料存放装置为电芯夹具，电芯夹具上安装有重量传感器，所述的重量传感器接入设备的PLC控制电路中，此外，本发明还包括支撑机构、测试机构以及传送机构，所述的测试机构以及传送机构分别连接配电柜，其中，支撑机构为设备支架构成，支架与支架之间通过螺栓紧固连接；测试机构由前向后依次包括在线称重机、红外测量仪、电子拍照摄像头、内阻仪、扫码设备以及喷码设备，所述的在线称重机、红外测量仪、电子拍照摄像头、内阻仪、扫码设备以及喷码设备分别通过螺栓紧固至独立的支架，传送机构包括机械手以及不合格品传送道，所述的在线称重机、红外测量仪、电子拍照摄像头、内阻仪、扫码设备以及喷码设备、机械手分别接入设备的PLC控制电路中，所述的不合格品传送道于底端连接不合格品暂存区。

进一步的，所述的机械手为电驱动机器人或气缸驱动机器人的任意一种。

进一步的，所述的机械手与电芯夹具相配合构成电芯上料工位；机械手与在线称重机相配合构成电芯质量测量工位；机械手与红外测量仪相配合构成电芯尺寸测量工位；机械手与电子拍照摄像头相配合构成电芯极柱拍照工位；机械手与内阻仪相配合构成电芯电压内阻测试工位；机械手与扫码设备相配合构成电芯扫码工位；机械手与喷码设备相配合构成电芯喷码工位。

进一步的，相对于所述的不合格品暂存区位于设备的另一侧，还设有L型挡板。

进一步的，所述的不合格品传送道为具有倾斜角度且表面光滑的轨道。

本发明所提供的一种电芯分选设备的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过PLC系统控制，当电芯放置电芯夹具上，电芯夹具通过重量感应，将信号发送至PLC系统，PLC系统发出指令给电芯上料工位的机械手，将电芯夹起并运送至电芯质量测量工位，释放电芯后返回至原处；

步骤2：当在线称重机3测出电芯质量后，将质量信号发送至PLC系统，并保存，PLC系统会根据事先设置好的电芯质量上下限，判断该电芯是否合格，如果在上下限范围内，则合格，PLC系统发出指令给电芯尺寸测量工位上的机械手，将在线称重机上的电芯夹起并运送至电芯尺寸测量工位，释放电芯后机械手返回原处；反之则不合格，PLC系统发出指令给电芯尺寸测量工位上的机械手，将在线称重机上电芯夹起并运送至不合格品传送道，释放电芯后机械手返回原处，电芯顺着轨道滑至电芯不合格品暂存区；