一种DCR测试设备的制作方法

一种dcr测试设备
【技术领域】
1.本实用新型涉及锂电池行业化成分容测试技术领域，特别是一种dcr测试设备。


背景技术：

2.方形电芯生产过程中，需采用电芯化成分容测试设备对电芯进行批量化成激活电芯，即在方形电芯正极极柱和负极极柱之间加载电压电流，精准稳定的电压电流才能保证电芯内部激活稳定充分，形成稳定的良性循环的电化学反应；在电芯分容过程，即电芯容量测试过程，分容设备精准的控制记录方形电芯充放电过程随时间变化的电流值、电压值，根据电流电压-时间曲线才能测试出准确的电芯的容量。
3.另外，电芯大电流充放电化成、测试过程电芯的热稳定性检测控制，即对电芯本体进行实时温度监测，是保证电芯安全稳定生产的重要参数监测，同时，化成分容测试机对电芯温度的监测控制，保证电芯在设定的温度上进行测试，既保证电芯生产过程的安全监测，又保证电芯性能的参数测试的准确性。
4.温度对电芯性能参数的测试影响是显著的。一定程度上，电芯的性能决定了电池模组的性能进而影响整个动力电池系统的性能，因此在进行化成分容，准确测试电芯的充放电参数至关重要，关系到电池系统的寿命与安全。
5.现有dcr测试设备的缺陷主要表现在：
6.1、化成分容dcr测试设备目前是针床前后运动或上下运动，托盘相对不动的结构，因针床功率线过重、过长，导致测试过程功率线折弯影响阻抗进而影响测试结果；
7.2、针床全盘测试，即一次性对一托盘的电芯同时进行测试，一个电芯对应个电源进行测试，导致电源机箱较多，整机尺寸较大，成本较高。
8.3.全盘测试，若要减少电源机箱的数量，则需要用继电器进行切换，而继电器阻抗会影响测试结果。


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种dcr测试设备，针床不动，由顶升机构驱动托盘移动的形式，来保证测试机构与托盘上的电芯接触过程中，功率线不会随意摆动，从而不影响测试结果。
10.本实用新型是这样实现的：一种dcr测试设备，包括：
11.机架；
12.送料机构，设有一避让空间，并架设在所述机架内；
13.顶升机构，设于所述避让空间内；
14.测试机构，架设在所述送料机构上方；
15.扫码机构，架设在所述机架内，并用于扫描电芯的标签的信息。
16.进一步地，所述送料机构包括：
17.第一滚筒输送线，固定于所述机架内；
18.第二滚筒输送线，固定于所述机架内，并和所述第一滚筒输送线呈对称分布，且和第一滚筒输送线间隔布置形成所述避让空间；
19.第一检测装置，用于检测托盘和电芯到达预定的减速位置；
20.第二检测装置；
21.其中，所述第一检测装置和第二检测装置还同时用于检测托盘和电芯是否停止在预设的位置。
22.进一步地，所述顶升机构包括：
23.水平滑台，水平滑动地连接于所述机架上，并位于所述避让空间内；
24.气缸，固定连接于所述水平滑台，且活塞杆固定连接于所述机架；
25.升降平台，竖向滑动地连接于所述水平滑台上；
26.升降驱动组件，固定于所述水平滑台，且输出端固定连接于所述升降平台。
27.进一步地，所述升降驱动组件包括：
28.电机，固定连接于所述水平滑台；
29.减速机，输入端和所述电机的输出端固定连接；
30.丝杆，旋转地连接于所述水平滑台，并呈竖直布置，且固定连接于所述减速机的输出端；
31.螺母，连接于所述丝杆，并固定连接于所述升降平台。
32.进一步地，所述测试机构包括：
33.支撑架，固定连接于所述机架；
34.探针组，有若干排且为偶数，并左右滑动和前后滑动地连接于所述支撑架；
35.温度检测装置，连接于所述支撑架；
36.风机组，固定连接于所述支撑架，并位于各所述探针组的上方。
37.进一步地，还包括：
38.第一导轨，有两个，平行固定连接于所述支撑架，并沿左右方向布置；
39.第一滑块，有八个，滑动连接于所述第一导轨，且每所述第一导轨上布置四个所述第一滑块；
40.第二滑块，有八个，一一对应固定连接于所述第一滑块；
41.第二导轨，和所述探针组数量相等，一一对应固定连接于所述探针组，且每所述第二导轨和两所述第二滑块滑动连接，并沿前后方向布置；其中，所述探针组有四排；
42.连接杆，有两个，其中一个所述连接杆固定连接于第一排和第三排的探针组，另一个所述连接杆固定连接于第二排和第四排的探针组。
43.进一步地，还包括：
44.齿条，有一个，固定连接于所述支撑架，并和所述第一导轨平行；
45.齿形板，有两个，和所述齿条啮合，并分别竖向活动地连接于所述探针组。
46.进一步地，所述扫码机构包括：
47.支撑柱，固定连接于所述机架；
48.第一调节轴，能活动地连接于所述支撑柱；
49.第二调节轴，能活动地连接于所述第一调节轴，并和所述第一调节轴垂直；
50.扫码装置，固定连接于所述第二调节轴。
51.进一步地，所述第一调节轴通过第一固定夹固定连接于所述支撑柱；
52.所述第二调节轴通过第二固定夹固定连接于所述第一调节轴。
53.本实用新型的优点在于：一种dcr测试设备，包括：机架；送料机构，设有一避让空间，并架设在所述机架内；顶升机构，设于所述避让空间内；测试机构，架设在所述送料机构上方；扫码机构，架设在所述机架内，并用于扫描电芯的标签的信息。托盘和电芯输送到送料机构的避让空间上方的预定位置，并位于测试机构的下方。测试时，测试机构不动，由顶升机构带动托盘和电芯向上运动，和测试机构进行连接，从而测试机构与托盘上的电芯接触过程中，功率线不会随意摆动，从而不影响测试结果。
【附图说明】
54.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
55.图1是本实用新型一种dcr测试设备的立体图。
56.图2是本实用新型一种dcr测试设备的后视图。
57.图3是本实用新型一种dcr测试设备的内部结构示意图一。
58.图4是本实用新型一种dcr测试设备的内部结构示意图二。
59.图5是本实用新型一种dcr测试设备的内部结构示意图三。
60.图6是本实用新型的顶升机构的立体图一。
61.图7是本实用新型的顶升机构的立体图二。
62.图8是本实用新型的送料机构的立体图。
63.图9是本实用新型的扫码机构的立体图。
64.图10是本实用新型的测试机构的立体图。
65.图11是本实用新型的测试机构的分解图。
66.图12是本实用新型的测试机构的主视图。
67.附图标记说明：
68.机架1，水平支撑板11，第二避让开口111，进出口12，第一光电对射传感器13，第二光电对射传感器14；
69.送料机构2，避让空间21，第一滚筒输送线22，无动力滚筒221，电动滚筒222，滚筒支撑钣金223，多楔带224，张紧轴225，深沟球轴承226，传感器固定板227，第二滚筒输送线23，第一检测装置24，第二检测装置25；
70.顶升机构3，水平滑台31，升降平台32，升降驱动组件33，第三导轨34；
71.测试机构4，支撑架41，探针组42，温度检测装置43，导向条45，第一导轨46，第一滑块47，第二滑块48，第二导轨49，连接杆410，齿条420，齿形板430；
72.扫码机构5，支撑柱51，第一调节轴52，第二调节轴53，扫码装置54，第一固定夹55，第二固定夹56；
73.电芯100；
74.托盘200。
【具体实施方式】
75.在对本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附
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保护范围的限制。
76.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“设置”、“相连”、“连接”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。
77.本实用新型实施的总体构思如下：
78.托盘200和电芯100输送到送料机构2的避让空间21上方的预定位置，并位于测试机构4的下方。测试时，测试机构4不动，由顶升机构3带动托盘200和电芯100向上运动，和测试机构4进行连接，从而测试机构4与托盘200上的电芯100接触过程中，测试机构4的功率线不会随意摆动，从而不影响测试结果。
79.请参阅图1至图12所示。
80.一种dcr测试设备，包括：
81.机架1；在具体一实施例中，所述机架1的后侧还设有一进出口12，以供电芯100和托盘200进出送料机构2；在进出口12处设有第一光电对射传感器13，用于检测是否由托盘200和电芯100从所述进出口12进入，从而可反馈信号给plc，plc通知送料机构2工作，将托盘和电芯输送到预定的测试位置进行测试，并设有第二光电对射传感器14，用于检测是否到达预定的测试位置，从而反馈信号给plc，plc控制送料机构2停止工作；其中图2至图7中的第一光电对射传感器13和第二光电对射传感器14位置处于分解状态；
82.送料机构2，设有一避让空间21，并架设在所述机架1内；
83.顶升机构3，设于所述避让空间21内；
84.测试机构4，架设在所述送料机构2上方；
85.扫码机构5，架设在所述机架1内，并用于扫描电芯100的标签的信息。
86.所述送料机构2包括：
87.第一滚筒输送线22，固定于所述机架1内；
88.第二滚筒输送线23，固定于所述机架1内，并和所述第一滚筒输送线22呈对称分布，且和第一滚筒输送线22间隔布置形成所述避让空间21；
89.第一检测装置24，用于检测托盘200和电芯100到达预定的减速位置；
90.第二检测装置25；
91.其中，所述第一检测装置24和第二检测装置25还同时用于检测托盘200和电芯100是否停止在预设的位置。
92.在具体一实施例中：所述第一滚筒输送线22和第二滚筒输送线23为对称结构。可预设：将滚筒输送线和生产输送线在所述进出口12处对接，托盘200和电芯100由生产输送线，如滚筒输送线正转，则将托盘200和电芯100从所述进出口12进入，输送到测试机构4内进行测试，测试完成，则反转，将托盘200和电芯100从所述进出口12输送到所述的dcr测试设备外，返回生产输送线。
93.所述第一滚筒输送线22包括无动力滚筒221、电动滚筒222、滚筒支撑钣金223、多
楔带224、张紧轴225、深沟球轴承226以及传感器固定板227。如电动辊筒222可采用电机驱动辊筒旋转，作为动力辊筒。第一检测装置24和第二检测装置25都采用光电对射传感器，固定在传感器固定板227上。
94.为防止电动滚筒222与顶升机构3干涉，所述送料机构2为两组即：所述第一滚筒输送线22和第二滚筒输送线23，对称布置。
95.电动滚筒222置于进料处，多楔带224传动使电动滚筒222带动无动力滚筒221，以便滚筒输送托盘200进入避让空间21上方的预定位置，第一检测装置24检测到托盘200时，电动辊筒222减速，至停止，并由第一检测装置24和第二检测装置25共同检测托盘是否停在预定的位置，可在测试机构处两边增加导向条在滚筒运输托盘的过程中起到导向以及限位的作用。在多楔带224下方增加张紧结构，由张紧轴225上的深沟球轴承226压紧多楔带224，使多楔,224张力增大，并且长时间多楔带224松动可再次调节张紧结构使多楔带可多次使用，无需频繁更换多楔带224。
96.所述顶升机构3包括：
97.水平滑台31，水平滑动地连接于所述机架1上，并位于所述避让空间21内；在具体一实施例中，所述机架1设有一水平支撑板11，水平支撑板11设有第二避让开口111，用于容纳和避让升降驱动组件33；所述水平滑台31底部设有第三滑块(未图示)，第三滑块滑动连接于第三导轨34，第三导轨34则固定于水平支撑板11，且第三导轨34平行于送料机构2的输送方向，即沿前后方向布置；其中所述送料机构2架设在所述水平支撑板11上；
98.气缸(未图示)，固定连接于所述水平滑台31，且活塞杆固定连接于所述机架1；在具体一实施例中，所述气缸(未图示)固定于所述水平滑台31的底面，活塞杆固定于所述水平支撑板11，且活塞杆平行于所述第三导轨34。
99.升降平台32，竖向滑动地连接于所述水平滑台31上；在具体一实施例中，所述升降平台32的顶部设有若干限位件321和定位销322；其中各限位件321围成一电芯容纳腔，用于放置电芯100；而定位销322则用于和托盘200底部的定位孔(未图示)进行定位配合，定位销322的数量和位置根据托盘200底部的定位孔的数量去设置即可，在附图所示的实施例中，所述限位件321和定位销322各有四个，分别呈矩形布置；
100.升降驱动组件33，固定于所述水平滑台31，且输出端固定连接于所述升降平台32。
101.所述升降驱动组件33包括：
102.电机，固定连接于所述水平滑台31；
103.减速机，输入端和所述电机的输出端固定连接；
104.丝杆，旋转地连接于所述水平滑台31，并呈竖直布置，且固定连接于所述减速机的输出端；
105.螺母，连接于所述丝杆，并固定连接于所述升降平台32。
106.顶升机构3负责将托盘200升降并前后移动，前后两位置由气缸33驱动，升降采取电机、减速机和丝杆螺母副的结构，在具体实施中升降组件33可直接采用伺服电缸，伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品。
107.前后两位置的调节，使得测试时，可采用半盘测试，即每次测试托盘200上一半数量的电芯100，测试完一半再调节前后位置测试另一边，可简化整个装置的尺寸，减小占地面积。如：托盘200上电芯100有若干排，初始位测试奇数排的电芯100，末位测试偶数排的电
芯100，测试完毕送料机构2将托盘200输送走。
108.所述顶升机构3的工作原理：电机驱动减速机工作，带动丝杆旋转，使得螺母沿丝杆进行竖直方向的直线移动，进而带动所述升降平台32进行升降，升起时将预定位置的电芯顶升，其中在顶升过程，电芯100和定位销322完成定位，且电芯100位于各限位件321所围成的电芯容纳腔内；顶升到位后，电芯100和上方的探针组42接触导通，从而进行测试；此时完成一半数量的电芯的测试，接着电机工作将升降平台32降下至预定的位置，电芯和探针分离，接着气缸(未图示)工作，带动水平滑台31沿前后方向移动，调整电芯的位置，将另一边未测试的电芯调节到和探针组42一一对应，然后电机工作将升降平台32重新顶升，将电芯升起和探针组42接触导通，进行测试，此时完成一托盘电芯的测试工作，电机工作将升降平台32降下复位，托盘200重新落在送料机构2，最后输送走。
109.所述测试机构4包括：
110.支撑架41，固定连接于所述机架1；
111.探针组42，有若干排且为偶数，并左右滑动和前后滑动地连接于所述支撑架41；每所述探针组42包括若干等间距布置的探针，在具体一实施例中，相邻探针之间的间距等于一个电芯的厚度，即每次测试时，只测试半盘的电芯，整盘电芯分两次测试，如第一次测试时：对1、3、5、7
……
奇数位置的电芯进行测试，然后调整电芯的位置，将2、4、6、8
……
偶数位置的电芯调整至和探针一一对应，进行第二次测试，奇数为和偶数为的先后顺序可调换，根据需要去预先设定即可；
112.温度检测装置43，连接于所述支撑架41；所述温度检测装置43用于实时监测所述的dcr测试设备内部的环境温度，防止环境温度过高影响测试。
113.风机组44，固定连接于所述支撑架41，并位于各所述探针组42的上方。
114.在具体一实施例中，所述支撑架41的两侧设有导向条45，导向条45平行于送料机构2的输送方向，位于电芯的两侧，在滚筒输送线运输托盘200和电芯100的过程中起到导向以及限位的作用，为防止托盘200摩擦损耗，材质选为非金属耐磨材质。
115.还包括：
116.第一导轨46，有两个，平行固定连接于所述支撑架41，并沿左右方向布置；
117.第一滑块47，有八个，滑动连接于所述第一导轨46，且每所述第一导轨46上布置四个所述第一滑块47；
118.第二滑块48，有八个，一一对应固定连接于所述第一滑块47；
119.第二导轨49，和所述探针组42数量相等，一一对应固定连接于所述探针组42，且每所述第二导轨49和两所述第二滑块48滑动连接，并沿前后方向布置；其中，所述探针组42有四排；
120.连接杆410，有两个，其中一个所述连接杆410固定连接于第一排和第三排的探针组42，另一个所述连接杆410固定连接于第二排和第四排的探针组42。
121.还包括：
122.齿条420，有一个，固定连接于所述支撑架41，并和所述第一导轨46平行；
123.齿形板430，有两个，和所述齿条420啮合，并分别竖向活动地连接于所述探针组42。在具体实施中，可在齿形板430底部设置一竖向轴(未图示)，在探针组42相应的位置开设穿孔(未图示)，穿孔和竖向轴间隙配合，需要调节位置时直接将齿形板430拔起，然后可
移动探针组42，位置调节好后，将齿形板430下压和齿条420啮合即可。当然在其它实施例中，还可在竖向轴设置弹簧，通过弹簧对齿形板430施加一向下的预紧力，可自动回弹和齿条420啮合。
124.需要注意的是，在测试时探针组42是固定不动的，两个方向的滑动，一个是为了调节探针组42的间距，适应不同极柱间距的电芯的测试需求；另一个是为了方便探针组的更换和维护。
125.所述测试机构4可兼容不同极柱间距的电芯的使用需求，故采用第二导轨49与第二滑块48可实现探针组42的间距的调节。
126.第一导轨46和第一滑块47则使得探针组42可从支撑架41内抽拉出来，方便进行更换和维护。
127.齿形板430和齿条420啮合则可第二导轨49与第二滑块48进行限位固定，避免测试时发生滑动。
128.因测试期间，通电流的功率线、探针等会产生热量，这些热量不及时处理会影响测试结果，甚至于温度过高影响电芯100内部结构，从而引起电芯燃烧爆炸等安全事故，故增加风机组44将产生的热量及时排除，保证测试的正常进行。
129.温度检测装置43可采用温度传感器，实时监测环境温度防止环境温度过高影响测试。
130.所述扫码机构5包括：
131.支撑柱51，固定连接于所述机架1；
132.第一调节轴52，能活动地连接于所述支撑柱51；
133.第二调节轴53，能活动地连接于所述第一调节轴52，并和所述第一调节轴52垂直；
134.扫码装置54，固定连接于所述第二调节轴53。
135.所述第一调节轴52通过第一固定夹55固定连接于所述支撑柱51；
136.所述第二调节轴53通过第二固定夹56固定连接于所述第一调节轴52。
137.在具体一实施例中，所述第一固定夹55和第二固定夹56可采用支柱固定夹。
138.支撑柱51、调节轴与固定夹配合，实现手动扫码装置54的位置调节，满足不同标签位置的需求。如扫码装置54扫描标签后，可传输至上位机并交互mes系统，与电芯关联记录测试过程电压、电流、阻抗、温度等数据。
139.具体一使用方式：
140.将滚筒输送线和生产输送线在所述进出口12处对接，托盘200和电芯100由生产输送线；
141.将第一光电对射传感器13、第二光电对射传感器14、电动滚筒222、第一检测装置24、第二检测装置25、气缸(未图示)、升降驱动组件33、温度检测装置43、扫码装置54分别和生产线的控制系统通信连接，如和plc通信连接，进行统一控制；
142.将探针组42的各探针分别和测试设备连接，测试设备也可和plc通信连接；每个探针组42上的相邻探针的间距等于一个电芯的厚度；
143.预设好工作程序。
144.①
生产输送线将托盘200和电芯100输送至进出口12，第一光电对射传感器13检测到后，反馈信号给plc；
145.②
plc控制电动滚筒222输送至预定的测试位置，被第二光电对射传感器14检测到后，反馈信号给plc；扫码装置54扫描电芯100的标签后，可传输至上位机并交互mes系统，与电芯关联记录测试过程电压、电流、阻抗、温度等数据；
146.③
plc控制电动滚筒222停止工作；
147.④
然后plc控制升降驱动组件33工作，将升降平台32顶升，定位销和托盘200底部的定位孔完成定位，电芯100和托盘200并位于电芯容纳腔内；顶升到位后，探针组42的探针一一对应和奇数位置的电芯100的电极接触导通；
148.⑤
然后测试设备自动对电芯进行测试，完成后将测试结果发送给plc，plc可将测试结果存储，或者发送给上位机，这个可根据实际需求去预先设定；
149.⑥
同时完成奇数位置电芯的测试后，测试设备反馈信号给plc；plc控制升降驱动组件33工作，将升降平台32降下至预设的调节位置，电芯100和探针分离；
150.⑦
plc控制气缸(未图示)工作，驱动水平滑台31沿前后方向移动至预定的位置，将偶数位置的电芯调节至预定的测试位置，和探针一一对应；
151.⑧
然后plc控制升降驱动组件33工作，将升降平台32顶升，定位销和托盘200底部的定位孔完成定位，电芯100和托盘200并位于电芯容纳腔内；顶升到位后，探针组42的探针一一对应和偶数位置的电芯100的电极接触导通；
152.⑨
然后测试设备自动对电芯进行测试，完成后将测试结果发送给plc，plc可将测试结果存储，或者发送给上位机，和奇数位置的测试数据汇总保存；
153.⑩
同时完成测试后，测试设备反馈信号给plc；plc控制升降驱动组件33工作，将升降平台32降下复位，电芯100和探针分离，托盘200重新落在滚筒输送线上；
154.(11)升降平台32复位到位后，plc控制电动滚筒222反向旋转，将托盘200和电芯100从进出口12输送出去，完成一次测试。
155.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。