一种基于快速连续检测的全自动流水线电池组系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电池检测、分选、配组设备技术领域，具体涉及一种基于快速连续 检测的全自动流水线电池配组系统。
【背景技术】
[0002] 动力电池通常需要成组（2-4节）使用，由于生产工艺水平的限制，即使是同批次 的产品，单节电池之间也会存在一些性能上的差异，在成组使用过程中经常会发现其中有 一节电池性能落后，而使整组电池性能（如容量）明显下降，而且这种现象会随着使用次数 (时间）的增多而越来越明显，不能满足续行里程要求，从而使整组电池报废或更换。这种 现象称为性能不一致造成的性能（容量）衰减现象。这种现象会加大用户的使用成本；造成 电池制造厂家的高退货率，也会使整个生产厂家的产品形象受到影响；因此其对整个电动 车产业的健康稳定发展有着重大影响。相反，一组电池中每节电池间的一致性较好，则会使 这个电池组的使用寿命明显提高。因此越来越多的整车生产厂家和电池制造厂家均认识到 电池检测配组的重要性和必要性。先后都将电池检测配组作为至关重要的质量控制步骤。 电动自行车电池要求检测配组供应已成为电动自行车用电池或其他动力电池的特点。电池 检测配组是指在电池制造好后，通过检测将容量、开路电压等性能接近的若干节电池（2-4 节）构成电池组，使电池组具有良好的一致性。
[0003] 目前通常的电池检测配组方法是把所要进行检测配组的电池先充电至饱和，然后 在同一路电池中进行串联（如18节或16节）恒流放电，当放电接近末期（一般为单节电 池平均电压为10. 8伏特）时，用设备同时自动测量记录或人工依次测量记录每节电池的电 压，最后把电压值偏差在一定范围内的进行配组，这种方式被电池生产企业和电池使用单 位一直在沿用。这种方法存在以下缺陷：
[0004] >过程复杂耗时：通常需要进行数小时的放电（如采用2小时放电模式，约需要2 小时以上），然后才能测量完成判定配组。
[0005] >无法实现流水线检测配组：一般只是根据检测完的数据，通过人工来完成电池 之间的配组，自动化程度低，在配组过程中需要暂停等待时间，检测配组效率低下。
[0006] >配组效率不高：为实现相同的检测条件（主要是确保相同的放电电流），只能在 同一回路中的若节（16或18节）电池内进行配组，导致配组成功率、配组效率和配组质量 不尚。
[0007] Μ则量存在误差：用人工去依次测量记录完成同一电路中的若干节电池的放电电 压需要一定的时间（一般需要几十秒）这样不能确保同一电路中的若干节电池在同一时间 点上完成测量，导致测量值存在偏差，即测量时间差带来的压差误差。一般来说越后测量的 值会越偏低，从而影响后面的配组质量。若采用设备自动同时进行测量记录，可以避免测量 时间差带来的压差误差，但由于不是使用同一个测量设备，因此存在由不同设备测量带来 的测量误差，另外，这种测量方法需要大量连接测试线和测试设备（每节两条连接测试线 和1台测试设备），造成充放电回路布局复杂。
[0008] 灸放电压差范围的宽窄不好掌握：由于不同放电电压测量点，配组成功率和配组 质量不同。一般来说，越接近放电末期进行放电压测量，配组成功率越低，测量时间差带来 的压差误差越大，但如果能克服测量时间差带来的压差误差，则配组质量越好。因此需要考 虑合理选择放电电压测量点。
[0009] 目前国内现有的电池配组专利有：
[0010]锂电池模块配组方法（专利号：201010549248. 5):公开了一种对锂电池模块的采 集数据曲线配组和计算数据曲线配组一一将待配组的锂电池模块的采集数据曲线（采集数 据曲线选自电压曲线、内阻/电导曲线、容量曲线、温度曲线的一个或多个）和计算数据曲 线（计算数据曲线选自电压离散度曲线、内阻/电导离散度曲线、容量离散度曲线、温度离 散度曲线的一个或多个）与基准曲线之间的相关系数和欧式距离进行一一对比，两者差值 在允许偏差范围内的锂电池模块组成新的一组锂电池模块。
[0011]一种动力锂离子二次电池的配组方法（专利号：201010018161. 5):公开了一种将 动力锂离子二次电池进行一次充放电检测，取大于下限容量的电池为合格电池；将合格电 池充电至50~90 %额定容量，分选出电压降合格的二次电池；将得到的合格电池充满电后 并联至少4个小时，使任意两个二次电池之间的电压差小于等于lmv;将得到的多个二次电 池串联放电，采集并记录放电过程中各二次电池的电压，直至其中任意一个电池达到截止 电压时电池电压设定配组压差标准，将压差在设定范围的电池配组。
[0012] 一种锂离子电池配组方法（专利号：201010239979.X):公开了一种将同一批次生 产的电池先按容量进行分档，搁置一段时间，将容量在同一档的电池串联起来，测出每节电 池的开路电压，剔除偏差过大的电池，用同规格的替换，电池串接上电阻性负载，记录每节 电池的电压，根据前后两电压差同档电池进行配组。
[0013]一种铅酸电池的配组方法（201310258098. 6):公开了一种检测各个电池的开路 电压，剔除不符合要求的电池，然后对电池进行一次放电，根据放电后的电压进行配组，静 置配组后的电池一定时间，进行第二次放电，根据第二次放电后的电压再进行配组。
[0014]动力电池组装配前对单体电池进行挑选的方法（201110131868. 1):公开了一种 将一定数量的单体电池分别进行电池容量测试，选出公差在±50mAh范围内的电池；进行 单体电池电阻测试，选出公差在±0. 5ι?Ω范围内的电池；进行电池电压测试，选出公差在 ± 5mv范围内的单体电池，把以上选出的电池作为电池组装的电池。
[0015]-种锂电池自动配组系统（201120075222. 1):公开了一种由步进电机和第一至 第七传送带构成的的输送装置，用PLC控制器、液压缸和推杆器组成的分选控制装置，及自 动扫描仪、PLC控制器、液压缸和推杆器组成的分档装置，把检测之后的电池电压与标准电 压进行对比，把符合的电池进行第一次分选，不符合的电池送到不合格的区域；同理，根据 电池的容量、开路电压、平均电压、内阻、内阻差值等参数进行分选，多次分档，把容量差最 接近的电池分在一起，实现了容量的相对一致性。
[0016]由目前现有的这些专利可以看出，有关电池检测和配组的方法有如下特点：
[0017] (1)对所要配组的每节电池进行两次单独放电或者串联放电，根据前后两次所测 电压、电阻、容量等因素中的几个或者某一个因素求偏差，把偏差在一定范围内或者偏差与 理论值接近的电池进行配组。
[0018] (2)对所要配组的电池直接根据所测得的电压、电阻、容量等因素多级进行筛选， 最后选出参数值在要求范围内的电池进行配组。
[0019] 有关电池检测和配组的装置有如下特点：
[0020] (1)对检测之后的电压、电阻、容量等因素按照偏差范围大小进行分组，然后在对 同一片偏差范围内的电池进行配组。
[0021] (2)对所要配组的电池经过多级式的分组筛选，即先根据电池性能把电池在一个 大的范围内分为几大类，然后再一级一级逐步细分，最终把性能在某一个误差范围内的电 池配为一组。
[0022] 但在这些电池检测和配组的方法或装置有如下缺点：
[0023] (1)所采用的方法一般需要消耗大量的时间进行放电或者测量，对电池的配组大 多只是建立在一定的理论基础上，还不能实现流水线式的自动化检测配组。
[0024] (2)配组出的电池不能达到最优的配组，即配组的时候只是把测量偏差在一定范 围内的电池配为一组，这就造成了 一定数量的电池配组之后有些组的电池性能相差很大， 并不能保证每一组的电池之间的性能都很接近或者一致。
[0025] (3)电池配组装置不能实现实时最优选择功能，在多级分组筛选过程中，一般只能 根据提前设定好的数据误差范围对电池进行筛选，不能根据一级中随时变动的电池性能时 刻做出最优的分类方案，这样分类配组误差比较大，不能实现最优的配组。
[0026] 为此设计出一种基于快速连续检测的全自动流水线电池配组系统，该系统对电池 的检测及配组都是以流水线的形式连续化进行，能适用于不同批量、不同要求的电池进行 配组，同时适用于不同的配组结果，并且配出的每一组电池都能达到最优的配组效果，避免 了一般配组效率低、人工误差大、过程复杂难控制，配组优化程度低等不良影响，提高了电 池的配组效率和配组好的电池的整体使用寿命，应用前景非常广泛。 【实用新型内容】
[0027] 本实用新型提供了一种基于快速连续检测的全自动流水线电池配组系统，以解决 现有配组中配组效率低，人工误差大，配组过程复杂难控等问题。
[0028] 为了达到上述目的，本实用新型的所采用的技术方案是一种基于快速连续检测的 全自动流水线电池配组系统，包括如下步骤：
[0029] 包括电池综合性能检测装置，电池配组装置以及主控机；
[0030] 所述电池综合性能检测装置末端连接电池配组装置；
[0031] 所述电池综合性能检测装置包括链传送带，检测探头，所述检测探头包括作为支 架的外壳，安装在外壳中的两个弹簧，两个所述弹簧分别穿过两个推杆，弹簧一端与外壳固 定，另一端与两个推杆固定，两个推杆可以在外壳中开出的运动孔中运动，推杆伸出外壳的 部分连接长方形块，长方形块上镶嵌两块金属片，在检测电池时，通过弹簧的压力推动推 杆，推杆把两块金属片顶压在被测电池的两个电极上进行检测。此外，探头上安装无线发射 器，把检测采集到的数据发送到主控机，主控机对数据进行处理。
[0032] 所述电池配组装置包括由检测装置、若干个输入气缸、输出气缸、输入挡板、输出 挡板、光电门、输入传送带、输出传送带；所述电池配组装置输入气缸至少为20个；所述输 入传送带始端设置一个检测装置，末端连接输入挡板，输入传送带一边连接输入气缸，另一 边连接输出传送带；输出传送带末端一边连接输出气缸，末端连接输出挡板；光电门设置 在输出传送带上，并与输出气缸连接。
[0033] 该装置的电池综合性能检测方法，包括以下步骤：
[0034] 1)将需要判定的电池给予全部充饱电，并顺序进入检测流水线以待检测；
[0035] 2)性能检测仪器探头与电池接触之后，开始性能判定；
[0036]