專利名稱:高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電池生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，它包括有機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有液壓缸、油槽、油泵、溢流閥、控制器、伺服電機(jī)、針刺擠壓復(fù)合模具，液壓缸、油槽、油泵、溢流閥組成液壓回路系統(tǒng)，針刺擠壓復(fù)合模具與液壓缸的輸出端之間設(shè)有壓力傳感器，伺服電機(jī)、壓力傳感器分別與控制器信號連接，本實(shí)用新型控制精度高，配合針刺擠壓復(fù)合模具能夠在一臺針刺擠壓一體設(shè)備上滿足針刺、擠壓等項(xiàng)目檢測要求，集針刺檢測和擠壓檢測為一體，檢測方便高效。
【專利說明】 高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及電池生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]隨著當(dāng)前新能源技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對于新能源各種電池的安全性能的要求，國內(nèi)國際新能源鋰電池等的安全性能檢測設(shè)備的要求也日益增加；國內(nèi)和國際對于對電池進(jìn)行檢測的針刺和擠壓設(shè)備的壓力精度、位移精度、速度精度要求日益增高。
[0005]電池安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋰電池包需要進(jìn)行針刺、擠壓等一系列安全檢測，電池針刺檢測項(xiàng)目為針刺頭按照一定的速度運(yùn)動(dòng)刺入電池包將電池包刺破，檢查電池包有無起火和爆炸等危險(xiǎn)發(fā)生；電池?cái)D壓檢測項(xiàng)目為擠壓頭按照一定的速度運(yùn)動(dòng)擠壓電池包到要求的位置檢查電池包有無起火和爆炸等危險(xiǎn)發(fā)生。
[0006]傳統(tǒng)電池針刺和擠壓設(shè)備的液壓系統(tǒng)都是通過溢流閥控制分流，溢流閥控制的分流方式電機(jī)一直處于滿載狀態(tài)，靠溢流閥分流無法調(diào)整到精度和控制范圍的最低端，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，導(dǎo)致傳統(tǒng)電池針刺和擠壓設(shè)備的檢測精度低，無法滿足現(xiàn)在單體電池盒電池包的壓力、速度、位移的檢測上的需求，并且針刺和擠壓檢測需要分為2臺不同的設(shè)備進(jìn)行，占用場地大，制作成本高，嚴(yán)重浪費(fèi)資源，檢測效率低。
[0007]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0008]本實(shí)用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種集針刺檢測和擠壓檢測為一體、檢測方便高效、提高精度的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，它包括有機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有液壓缸、油槽、油泵、溢流閥、控制器、驅(qū)動(dòng)連接油泵的伺服電機(jī)、對電池進(jìn)行針刺和擠壓的針刺擠壓復(fù)合模具，針刺擠壓復(fù)合模具設(shè)置在液壓缸的輸出端，油泵的吸液口通過管道與油槽連通，油泵的排液口通過管道與液壓缸的入液口連通，液壓缸的出液口通過管道與油槽連通，溢流閥連接在油泵的排液口與液壓缸的入液口之間的管道上，針刺擠壓復(fù)合模具與液壓缸的輸出端之間設(shè)有壓力傳感器，伺服電機(jī)、壓力傳感器分別與控制器信號連接。
[0010]本實(shí)用新型還包括有計(jì)算機(jī)，控制器通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)信號連接。
[0011]所述機(jī)架上設(shè)有對電池檢測過程進(jìn)行視頻拍攝的視頻采集模塊，視頻采集模塊與計(jì)算機(jī)信號連接。
[0012]所述機(jī)架上設(shè)有對電池檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的檢測數(shù)據(jù)采集模塊，檢測數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)信號連接。
[0013]所述機(jī)架上在針刺擠壓復(fù)合模具運(yùn)動(dòng)的方向上設(shè)有用于感應(yīng)針刺擠壓復(fù)合模具位移的光柵尺，光柵尺與控制器信號連接。
[0014]所述液壓缸沿前后方向水平設(shè)置。
[0015]所述針刺擠壓復(fù)合模具包括有空心模具主體、模具擠壓頭、沿前后方向設(shè)置的針刺頭，針刺頭設(shè)置在模具主體內(nèi)部，模具擠壓頭以可拆卸方式設(shè)置在模具主體前端，模具擠壓頭的前端面凸設(shè)有擠壓曲面。
[0016]所述針刺頭有多根，多根針刺頭沿橫向方向并排設(shè)置，每根針刺頭分別沿橫向方向滑動(dòng)連接在模具主體內(nèi)部中，每根針刺頭的后端分別固定有調(diào)節(jié)滑座，模具主體內(nèi)腔中設(shè)有沿橫向設(shè)置的調(diào)節(jié)滑軌，各個(gè)調(diào)節(jié)滑座分別滑動(dòng)連接在調(diào)節(jié)滑軌上。
[0017]所述模具主體前端的上下兩側(cè)分別向前凸設(shè)有插接凸條，模具擠壓頭后端面開設(shè)有與插接凸條配合的插槽，插接凸條插接在插槽中，模具主體上下兩側(cè)插接凸條之間相互背對的側(cè)面均為傾斜面，兩插接凸條的傾斜面之間形成倒“八”字型結(jié)構(gòu)。
[0018]本實(shí)用新型有益效果在于:本實(shí)用新型提供的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，它包括有機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有液壓缸、油槽、油泵、溢流閥、控制器、驅(qū)動(dòng)連接油泵的伺服電機(jī)、對電池進(jìn)行針刺和擠壓的針刺擠壓復(fù)合模具，針刺擠壓復(fù)合模具設(shè)置在液壓缸的輸出端，油泵的吸液口通過管道與油槽連通，油泵的排液口通過管道與液壓缸的入液口連通，液壓缸的出液口通過管道與油槽連通，溢流閥連接在油泵的排液口與液壓缸的入液口之間的管道上，液壓缸、油槽、油泵、溢流閥組成液壓回路系統(tǒng)，針刺擠壓復(fù)合模具與液壓缸的輸出端之間設(shè)有壓力傳感器，伺服電機(jī)、壓力傳感器分別與控制器信號連接，本實(shí)用新型通過伺服電機(jī)控制油泵的工作，以此控制液壓回路的壓力，從而控制針刺擠壓復(fù)合模具對電池的擠壓力，同時(shí)壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測針刺擠壓復(fù)合模具對電池的實(shí)際擠壓力并反饋給控制器，控制器根據(jù)壓力傳感器反饋的數(shù)據(jù)對伺服電機(jī)的控制指令進(jìn)行修正，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制精度高，配合針刺擠壓復(fù)合模具能夠在一臺針刺擠壓一體設(shè)備上滿足針刺、擠壓等項(xiàng)目檢測要求，集針刺檢測和擠壓檢測為一體，檢測方便高效。
[0019]【附圖說明】

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[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的控制原理圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型針刺擠壓復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本實(shí)用新型針刺擠壓復(fù)合模具的分解示意圖。
[0025]【具體實(shí)施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，見圖1飛所示，本實(shí)用新型包括有機(jī)架1，機(jī)架I上設(shè)有液壓缸2、油槽3、油泵4、溢流閥5、控制器8、驅(qū)動(dòng)連接油泵4的伺服電機(jī)7、對電池進(jìn)行針刺和擠壓的針刺擠壓復(fù)合模具6，液壓缸2沿前后方向水平設(shè)置形成臥式推進(jìn)方式，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。針刺擠壓復(fù)合模具6設(shè)置在液壓缸2的輸出端，油泵4的吸液口通過管道與油槽3連通，油泵4的排液口通過管道與液壓缸2的入液口連通，液壓缸2的出液口通過管道與油槽3連通，溢流閥5連接在油泵4的排液口與液壓缸2的入液口之間的管道上，液壓缸2、油槽3、油泵4、溢流閥5組成液壓回路系統(tǒng)，針刺擠壓復(fù)合模具6與液壓缸2的輸出端之間設(shè)有壓力傳感器9，機(jī)架I上在針刺擠壓復(fù)合模具6運(yùn)動(dòng)的方向上設(shè)有用于感應(yīng)針刺擠壓復(fù)合模具6位移的光柵尺13，伺服電機(jī)7、壓力傳感器9、光柵尺13分別與控制器8信號連接，壓力傳感器9能夠?qū)崟r(shí)檢測針刺擠壓復(fù)合模具6對電池的擠壓力，光柵尺13能夠?qū)崟r(shí)檢測針刺擠壓復(fù)合模具6的位移。
[0027]本實(shí)用新型還包括有計(jì)算機(jī)10，控制器8通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)10信號連接，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作的要求，能遠(yuǎn)程操控設(shè)備和高速率地記錄檢測的數(shù)據(jù)，保證電池檢測人員的安全。
[0028]機(jī)架I上設(shè)有對電池檢測過程進(jìn)行視頻拍攝的視頻采集模塊11、對電池檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的檢測數(shù)據(jù)采集模塊12，視頻采集模塊11、檢測數(shù)據(jù)采集模塊12分別與計(jì)算機(jī)10信號連接，視頻采集模塊11能夠?qū)﹄姵貦z測過程進(jìn)行視頻拍攝并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到計(jì)算機(jī)10上，檢測數(shù)據(jù)采集模塊12可以包括電壓、溫度等傳感器，檢測數(shù)據(jù)采集模塊12實(shí)時(shí)采集電池包檢測時(shí)的相關(guān)電壓、單體電壓、溫度等信息并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到計(jì)算機(jī)10上，能夠綜合檢測電池包的安全性，所有數(shù)據(jù)可按照檢測項(xiàng)目的要求進(jìn)行軟件設(shè)置、處理、分析、描繪曲線從而滿足檢測項(xiàng)目數(shù)據(jù)要求。
[0029]針刺擠壓復(fù)合模具6包括有空心模具主體61、模具擠壓頭62、沿前后方向設(shè)置的針刺頭63，針刺頭63設(shè)置在模具主體61內(nèi)部，模具擠壓頭62以可拆卸方式設(shè)置在模具主體61前端，模具擠壓頭62的前端面凸設(shè)有擠壓曲面621。進(jìn)行針刺檢測時(shí)，將模具擠壓頭62卸下，使針刺頭63能夠刺入電池包中，進(jìn)行擠壓檢測時(shí)，將模具擠壓頭62安裝到模具主體61上，利用模具擠壓頭62擠壓電池包。模具擠壓頭62和模具主體61盡可能的利用設(shè)計(jì)的合理性將各種檢測標(biāo)準(zhǔn)需求的不同模具在設(shè)備上兼容，在制作上達(dá)到最簡單易于實(shí)現(xiàn)。模具主體61具有很強(qiáng)的通用性，能滿足目前國內(nèi)國際不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的針刺擠壓檢測設(shè)備的壓力、形狀、尺寸以及不同條件下的使用要求，還具備有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可兼容各不同噸位針刺擠壓設(shè)備擠壓模具的安裝。
[0030]針刺頭63有多根，多根針刺頭63沿橫向方向并排設(shè)置，每根針刺頭63分別沿橫向方向滑動(dòng)連接在模具主體61內(nèi)部中，能夠調(diào)節(jié)針刺頭63的位置并進(jìn)行鎖定，來滿足不同電池包對于針刺間距的調(diào)整而且調(diào)整后的間距(間距50mnT300mm可調(diào)整)穩(wěn)定，保證檢測數(shù)據(jù)的規(guī)范真實(shí)性，保證不同電池包在針刺時(shí)能夠按照要求去刺穿所需要位置的不同單體電池達(dá)到針刺檢測試驗(yàn)的要求。每根針刺頭63的后端分別固定有調(diào)節(jié)滑座64，模具主體61內(nèi)腔中設(shè)有沿橫向設(shè)置的調(diào)節(jié)滑軌65，各個(gè)調(diào)節(jié)滑座64分別滑動(dòng)連接在調(diào)節(jié)滑軌65上。
[0031]模模具主體61前端的上下兩側(cè)分別向前凸設(shè)有插接凸條611，模具擠壓頭62后端面開設(shè)有與插接凸條611配合的插槽622，插接凸條611插接在插槽622中，利用機(jī)械設(shè)計(jì)插槽622結(jié)構(gòu)滿足模具擠壓頭62與模具主體61所需要的滑動(dòng)靈活，將模具設(shè)計(jì)成積木式拼接結(jié)構(gòu)使實(shí)際接觸部分的模具擠壓頭62與模具主體61分離；在保證檢測效果的同時(shí)減輕需要更換部分的模具擠壓頭62的重量，便于單人操作和更換。模具主體61上下兩側(cè)插接凸條611之間相互背對的側(cè)面均為傾斜面612，兩插接凸條611的傾斜面612之間形成倒“八”字型結(jié)構(gòu)，使得模具擠壓頭62受力穩(wěn)定不易松動(dòng)。
[0032]本實(shí)用新型將傳統(tǒng)擠壓模具分解為作為支撐部分的模具主體61、受力擠壓接觸部分的模具擠壓頭62進(jìn)行分離設(shè)計(jì)，將最重的模具主體61安裝在針刺擠壓設(shè)備上和設(shè)備本體形成一個(gè)完整的整體，模具擠壓頭62可根據(jù)國內(nèi)國際的不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制作，制作和更換按照最簡易可行的方式來實(shí)現(xiàn)，更換模具時(shí)只需更換比較輕的模具擠壓頭62，減輕需要更換部分的重量，擠壓頭更換靈活方便、操作簡單方便，減少起重工具的使用，節(jié)省人工，節(jié)省更換模具的時(shí)間，傳統(tǒng)更換模具需要4人利用手動(dòng)升降叉車，而本實(shí)用新型僅需I人即可更換包括針刺和擠壓不同設(shè)備所需的模具和刺針。并且模具主體61通用性強(qiáng)，僅需加工不同標(biāo)準(zhǔn)的模具擠壓頭62進(jìn)行更換，模具主體61作為共用部分能夠滿足不同標(biāo)準(zhǔn)要求的需要，模具擠壓頭62形狀尺寸變小，并且易于加工和使加工方法和條件限制減少，易于加工，減少鋼鐵材料耗費(fèi)60%左右，降低生產(chǎn)成本。
[0033]本實(shí)用新型通過伺服電機(jī)7控制油泵4的工作，以此控制液壓回路的壓力，從而控制針刺擠壓復(fù)合模具6對電池的擠壓力、及針刺擠壓復(fù)合模具6擠壓電池的位移，同時(shí)壓力傳感器9實(shí)時(shí)檢測針刺擠壓復(fù)合模具6對電池的實(shí)際擠壓力、光柵尺13實(shí)時(shí)檢測針刺擠壓復(fù)合模具6的位移并反饋給控制器8，控制器8根據(jù)壓力傳感器9和光柵尺13反饋的數(shù)據(jù)對伺服電機(jī)7的控制指令進(jìn)行修正，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以達(dá)到壓力精度0.5%，位移尺寸誤差〈0.05mm，精度高，能夠達(dá)到電池檢測標(biāo)準(zhǔn)的高精度兼容針刺、擠壓2項(xiàng)檢測項(xiàng)目的要求。
[0034]本實(shí)用新型采用伺服控制方式，根據(jù)需要給定電機(jī)功率使控制壓力段最低端100噸針刺擠壓設(shè)備最小壓力達(dá)到2-3kg、位移可控最小量達(dá)到0.02mm，更好地達(dá)到試驗(yàn)精細(xì)化的要求，精度由傳統(tǒng)的溢流閥5控制的分流方式的百分級提高到千分級，滿足國內(nèi)國際電池安全標(biāo)準(zhǔn)的順利正常實(shí)現(xiàn)，并且兼容小型單體電池的檢測。
[0035]由于針刺、擠壓檢測項(xiàng)目除了擠壓頭和刺針的差異外，運(yùn)動(dòng)形式和電池包安裝放置均是一樣的，本實(shí)用新型通過伺服電機(jī)7、壓力傳感器9、光柵尺13和控制器8的閉環(huán)控制系統(tǒng)配合針刺擠壓復(fù)合模具6，能夠使設(shè)備的運(yùn)動(dòng)行程、精度、速度等參量兼容此針刺、擠壓檢測項(xiàng)目的要求，能夠在一臺針刺擠壓一體設(shè)備上滿足針刺、擠壓等項(xiàng)目檢測要求，集針刺檢測和擠壓檢測為一體，檢測方便高效，操作簡便易行，節(jié)能、降耗、減排。
[0036]當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，故凡依本實(shí)用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實(shí)用新型專利申請范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:包括有機(jī)架(I)，機(jī)架(I)上設(shè)有液壓缸(2)、油槽(3)、油泵(4)、溢流閥(5)、控制器(8)、驅(qū)動(dòng)連接油泵(4)的伺服電機(jī)(7)、對電池進(jìn)行針刺和擠壓的針刺擠壓復(fù)合模具(6 )，針刺擠壓復(fù)合模具(6 )設(shè)置在液壓缸(2 )的輸出端，油泵(4)的吸液口通過管道與油槽(3)連通，油泵(4)的排液口通過管道與液壓缸(2)的入液口連通，液壓缸(2)的出液口通過管道與油槽(3)連通，溢流閥(5)連接在油泵(4)的排液口與液壓缸(2 )的入液口之間的管道上，針刺擠壓復(fù)合模具(6 )與液壓缸(2 )的輸出端之間設(shè)有壓力傳感器(9)，伺服電機(jī)(7)、壓力傳感器(9)分別與控制器(8)信號連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:還包括有計(jì)算機(jī)(10)，控制器(8)通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)(10)信號連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述機(jī)架(I)上設(shè)有對電池檢測過程進(jìn)行視頻拍攝的視頻采集模塊(11)，視頻采集模塊(11)與計(jì)算機(jī)(10)信號連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述機(jī)架(I)上設(shè)有對電池檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的檢測數(shù)據(jù)采集模塊(12)，檢測數(shù)據(jù)采集模塊(12)與計(jì)算機(jī)(10)信號連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述機(jī)架(I)上在針刺擠壓復(fù)合模具(6)運(yùn)動(dòng)的方向上設(shè)有用于感應(yīng)針刺擠壓復(fù)合模具(6)位移的光柵尺(13)，光柵尺(13)與控制器(8)信號連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述液壓缸(2)沿前后方向水平設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任意一項(xiàng)所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述針刺擠壓復(fù)合模具(6)包括有空心模具主體(61)、模具擠壓頭(62)、沿前后方向設(shè)置的針刺頭(63 )，針刺頭(63 )設(shè)置在模具主體(61)內(nèi)部，模具擠壓頭(62 )以可拆卸方式設(shè)置在模具主體(61)前端，模具擠壓頭(62)的前端面凸設(shè)有擠壓曲面(621)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述針刺頭(63)有多根，多根針刺頭(63)沿橫向方向并排設(shè)置，每根針刺頭(63)分別沿橫向方向滑動(dòng)連接在模具主體(61)內(nèi)部中，每根針刺頭(63)的后端分別固定有調(diào)節(jié)滑座(64)，模具主體(61)內(nèi)腔中設(shè)有沿橫向設(shè)置的調(diào)節(jié)滑軌(65)，各個(gè)調(diào)節(jié)滑座(64)分別滑動(dòng)連接在調(diào)節(jié)滑軌(65)上。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度電池針刺擠壓一體設(shè)備，其特征在于:所述模具主體(61)前端的上下兩側(cè)分別向前凸設(shè)有插接凸條(611)，模具擠壓頭(62)后端面開設(shè)有與插接凸條(611)配合的插槽(622)，插接凸條(611)插接在插槽(622)中，模具主體(61)上下兩側(cè)插接凸條(611)之間相互背對的側(cè)面均為傾斜面(612)，兩插接凸條(611)的傾斜面(612)之間形成倒“八”字型結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01N3-12GK204286916SQ201420679536
【發(fā)明者】霍偉 [申請人]深圳市瑞佳達(dá)科技有限公司