专利名称：一种电池封装装置及封装方法
技术领域：
本发明属于自动控制领域，尤其涉及一种电池封装装置及封装方法。
背景技术：
为了充分利用电池有限的空间，提高电池的容量体积比，即用最小的体积 做出最大容量的电池，现在越来越多的电池或电池组被设计成在电芯两端加上 上盖(一般上盖部分都装有保护电路板)和底片之后，中间包上标贴的结构， 通过电池封装装置将电芯和上盖、底片封装成电池。
现有的电池封装装置包括底座，以及固接在底座上的保压装置、保压打开 装置以及纠偏装置。该底座用于支撑电池封装装置的各組成部分，该保压装置 用于在封装电池时对电池上盖和电芯进行保压操作，纠偏装置用于在封装电池 时对电池上盖和电芯进行纠偏操作，以保证电池上盖和电芯之间的良好定位。
现有的电池封装装置在封装电池时，通过操作人员踩下驱动保压装置动作 的脚踏开关，以打开保压装置，当操作人员将待封装的电池放入保压装置后， 松开脚踏开关，使保压装置夹紧待封装的电池，并保持该夹紧状态一段时间， 以对该电池进行保压，操作人员再次踩下驱动纠偏装置动作的脚踏开关，以驱 动纠偏装置对待封装的电池进行纠偏操作，为了达到较好的封装效果，操作人 员需要持续踩下驱动纠偏装置动作的脚踏开关，直到达到较好的保压和纠偏效 果后，松开脚踏开关。
该电池封装装置在封装电池或者电池组时，需要操作人员踩踏脚踏开关来 控制保压装置和纠偏装置动作的次数及动作的持续时间，致使操作人员的劳动 强度过大，且由于在电池封装过程中，该电池封装装置需要操作人员直接控制 封装的每个流程，长久工作时，操作人员容易疲惫而降低操作人员的安全系数。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电池封装装置，旨在解决现有的电池封 装装置由于通过人工直接踩踏脚踏开关来控制电池封装装置，而造成的操作人 员劳动强度大、安全系数低的问题。
本发明实施例是这样实现的， 一种电池封装装置，所述装置包括底座、固 接在所述底座上的保压装置、保压打开装置以及纠偏装置，所述装置还包括与 所述保压装置以及纠偏装置连接的控制器，所述控制器包括为所述控制器提供 电能的稳压电源、单片机、脚踏开关以及场效应管，所述单片机分别与所* 踏开关以及场效应管连接，所述单片机根据所述脚踏开关的状态信号，产生用 于控制所述保压装置和纠偏装置动作和动作持续时间的控制信号，并将所述控 制信号输出至所述场效应管，所述场效应管一艮据所述控制信号驱动所述保压装 置和纠偏装置动作。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电池封装方法，所述方法包括下述
步骤
控制器检测脚踏开关是否被踩下并松开，当控制器检测到脚踏开关被踩下 并松开时，打开保压装置；
控制器检测在第一预设时间内，是否将待封装电池放置于保压装置，并踩 下脚踏开关，如果否，控制器控制保压装置和纠偏装置复位，本次电池封装操 作结束，否则，
控制器控制保压装置对待封装电池进行舉压操作，并控制纠偏装置动作， 对待封装电池进行纠偏操作。
在本发明实施例中，由于采用控制器对保压装置和纠偏装置的动作以及动 作持续时间进行自动控制，从而大大降低了操作人员的#动强度，提高了生产 效率。同时由于在预设时间内，如果控制器未检测到操作人员的任何操作时， 控制器将控制保压装置和纠偏装置复位，从而减少了操作人员被电池封装装置夹伤的几率，提高了操作人员的安全系数，同时节省电池封装装置的电能消耗。
图l是电池封装装置的结构组成图；图2是本发明实施例提供的控制器的结构组成图；图3是本发明实施例提供的控制器的具体电路图；图4是本发明实施例提供的电池封装方法的实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明实施例中，通过设置一控制器，通过控制器检测脚踏开关被踩下 和/或被松开的状态信号，再根据脚踏开关的状态信号控制保压装置和纠偏装置 的动作的次数和动作的保持时间，从而降低了操作人员的劳动强度，提高了生 产效率。图1示出了本发明实施例提供的电池封装装置的结构。该电池封装装置包括底座l、保压装置2、保压打开装置3、纠偏装置4及 控制器(图未示出)。该底座1用于支撑电池封装装置的各组成部分，该保压 装置2用于在封装电池时对电池上盖和电芯进行保压，以4吏电池上盖和电心之 间粘接紧密，纠偏装置4用于在封装电池时对电池上盖和电芯进行纠偏，以保 证电池上盖和电芯之间的良好定位，该控制器用于根据脚踏开关的状态控制保 压装置和纠偏装置的动作以及动作的持续时间。其中对电池进行保压是指在保 压装置夹紧粘了胶水的电心和电池上盖时，将该夹紧操作持续一段时间，以使 该电心和电池上盖粘接更加紧密。该电池封装装置包括的底座l、保压装置2、保压打开装置3、纠偏装置4以及上述组成部分之间的位置连接关系与现有4支术提供的电池去于装装置一致， 在此只作简要说明。底座1包括支撑板11、立板12、顶板13、定位柱14及垫块15，其中垫块 15包括一个横向的第一垫块和两个纵向的第二垫块。该第一垫块分别与两个第 二垫块固接，于第一垫块和第二垫块之间形成一用于P艮位保压装置2的P艮位空 间(图未示出)，在立板12中设有一导向槽121。保压装置2安装于底座1的限位空间中，其包括本体(图未示出)、活动 板22、用于复位活动板的复位弹性件23,该本体上凹入形成有方形的电芯定位 槽(图未示出)以及与其连通的方形上盖定位槽(图未示出)，该电芯定位槽 与上盖定位槽构成用于放置待粘接电池的放置区24，该活动板22位于该放置 区24—侧的开口处，且该活动板22活套在导杆(图未示出)上而使放置区24 的容积可变，复位弹性件23 —端支撑在一固定件(图未示出)上，其另一端施 力于活动板22。保压打开装置3包括保压推动气缸(图未示出)及由该保压推动气缸驱动 而可水平运动的推块32，该保压推动气缸固定于底座1的支撑板11的下面， 保压装置2的活动板22位于该推块32的运动轨迹上。纠偏装置4固定安装于底座1上，其具有动力件41及由该动力件41传动 而可上下运动的压头42,该动力件41包括压头定位块(图未示出)、纠偏推 动气缸(图未示出)以及导向柱(图未示出)。该电池封装装置的控制器的输出端分别与保压打开装置3中驱动保压装置 2动作的保压推动气缸和纠偏装置4中驱动纠偏装置4动作的纠偏推动气釭连 接。该控制器可以固定或者活动的安装于底座1上，用于检测脚踏开关被踩下 和/或被松开的状态信息，并根据脚踏开关被踩下和/或被松开的状态信息对保压 装置2和纠偏装置4的动作及动作持续时间进行控制。该控制器的具体结构如图2所示，其主要包括单片机、稳压电源、脚踏开 关、场效应管及其他电路元器件。其中稳压电源用于将外界+24V的直流电转化为+5V的直流电，为控制器的其他组成部分提供电能。单片机是控制器的控制 中心，其检测脚踏开关被踩下和/或被松开的状态信号，并对该状态信号进行处 理和计算后，向场效应管输出用于控制保压装置2和纠偏装置4的动作和动作 持续时间的控制信号，场效应管根据单片机输出的控制信号，分别驱动控制保 压装置2的保压推动气缸和控制纠偏装置4的纠偏推动气缸运动，从而带动保 压装置2和纠偏装置4的动作。
其中该单片机包括脚踏开关检测单元、计数单元、控制信号产生单元。该 脚踏开关检测单元检测脚踏开关被踩下和/或被松开的状态信号，当脚踏开关检 测单元检测到脚踏开关被踩下并松开的状态信号时，控制信号产生单元产生保 压装置打开控制信号并输出，以控制保压装置2打开，此时，计数单元开始计 数，同时，操作人员将待封装的电池放入保压装置2中。当计数单元的计数值 达到第一预设时间(如30秒)前，脚踏开关检测单元检测到脚踏开关被踩下的 状态信号时，控制信号产生单元产生保压控制信号和纠偏控制信号并输出，以 控制保压装置2和纠偏装置4对放入保压装置2中的电池进行保压操作。当计 数单元的计数值达到第一预设时间时，脚踏开关检测单元还未检测到脚踏开关 被踩下的状态信号时，控制信号产生单元产生保压复位信号和纠偏复位信号并 输出，以控制保压装置2和纠偏装置4复位，结束本次电池封装操作。
在本发明另一实施例中，为了减少操作人员踩踏的次数，降低操作人员的 劳动强度，当脚踏开关检测单元检测到脚踏开关被踩下的状态信号时，计数单 元重新计数。当计数单元的计数值达到第二预设时间(如1秒)前，脚踏开关 检测单元检测到脚踏开关被松开的状态信号时，控制信号产生单元产生纠偏控 制信号并输出，以控制纠偏装置4对放入保压装置2中的电池进行纠偏操作。 当计数单元的计数值达到第二预设时间，脚踏开关检测单元还未检测到脚踏开 关被松开的状态信号时，控制信号产生单元产生保压复位信号和纠偏复位信号 并输出，以控制保压装置2和纠偏装置4复位，结束本次电池封装操作。
以下以控制器的具体组成电路为例，对控制器的工作流程进行说明。在本示例中，单片机采用PIC16F877，稳压电源采用M7805,功率驱动元件采用场效 应管IRF840，脚踏开关采用KW表示，上述电路组成元器件的连接如图3所示。
M7805把外界的+24直流电转化为+5V直流电向整个电路提供电能，当操 作人员通过KW触发信号时，该信号就被联接导线通过PIC16F877的RBO脚 送入PIC16F877内部，PIC16F877对该信号进行处理和计算，通过PIC16F877 的RC0脚以及PIC16F877的RC1脚输出至IRF840,由IRF840作出相应的输 出响应，由IRF840后级驱动的外围电》兹线塌产生电磁力来分别驱动保压推动气 缸和纠偏推动气缸运动，最终由保压推动气缸和纠偏推动气缸的运动来带动整 个装置作上下或左右运作实现电池封装才乘作。
该电池封装装置的工作原理如下当需要封装电池时，控制器持续检测操 作人员是否踩下并^^开脚踏开关。控制器先循环检测操作人员是否踩下脚踏开 关，直到检测到操作人员踩下脚踏开关，控制器再循环检测操作人员是否松开 脚踏开关，直到检测到操作人员松开脚踏开关。当控制器检测到操作人员踩下 并松开脚踏开关后，控制保压推动气釭开始动作，驱动固定于其上的推快32 向外推动保压装置2上的活动板22沿导杆(图未示出)向外移动，从而打开保 压装置2。操作人员将待封装电池放入保压装置2的放置区中，并踩下脚踏开 关，控制器控制保压推动气缸复位，活动板22在复位弹性件23的作用下压紧 待封装电池。
在本发明实施例中，为了避免当操作人员在第一预设时间，如30秒内，由 于没有将待封装电池分别放入电芯定位槽和上盖定位槽中，并踩踏一次脚踏开 关，而导致电能无故消耗和夹伤操作人员，控制器在保压装置2打开时，开始 计数，当计数值达到第一预设时间时，操作人员还未将待封装电池分别放入电 芯定位槽和上盖定位槽中，并踩下脚踏开关，则控制器控制保压推动气缸带动 保压装置2复位，回到未工作状态，同时，如果此时，纠偏装置4也处于打开 状态，则控制器同时控制纠偏推动气缸带动纠偏装置4复位，回到未工作状态， 以节省电池封装装置的能量消耗，同时避免夹伤操作人员。如果控制器在30秒内检测到操作人员踩下了脚踏开关，为了减少操作人员 踩踏脚踏开关的次数，降低操作人员的劳动强度，在本发明实施例中，控制器 在控制保压推动气釭复位，活动板22在复位弹性件23的作用下压紧待封装电 池的同时，开始计数，如果计数值达到第二预设时间，如1秒，操作人员还未 松开脚踏开关，则控制器控制保压推动气缸带动保压装置2复位，回到未工作 状态，同时控制纠偏推动气缸带动纠偏装置4复位，回到未工作状态，以节省 电池封装装置的能量消耗。
如果控制器在30秒内检测到操作人员踩下了脚踏开关，并在1秒内松开了 脚踏开关，则控制器控制纠偏推动气缸两次带动纠偏装置4向下动作，使纠偏 装置4的压头42压在电池上，在压头42的冲击打压下，电池的前后偏差就能 得到纠正。在纠偏过程中，保压装置一直处于保压状态，从而克服在纠偏时电 池之间产生的反弹。至此， 一个电池封装完毕。接着踩踏脚踏开关，将封装好 的电池拿出来，再放入待封装电池，循环执行。
在本发明实施例中，通过控制器检测脚踏开关的状态，并根据脚踏开关的 状态分别控制保压装置2和纠偏装置4的打开和复位以及打开和复位的持续时 间，从而不需要操作人员持续的踩下脚踏开关来保持保压装置2和纠偏装置4 当前的动作，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。同时当在预设时 间内控制器检测到操作人员未进行任何操作，则控制器将控制保压装置2和纠 偏装置4复位，从而达到节能减耗的效果，并提高了操作人员的安全系数。
图4示出了本发明实施例提供的电池封装方法的实现流程，该电池封装方 法是基于上述电池封装装置的，详述如下
在步骤S401中，控制器检测脚踏开关是否被踩下并松开，如果是，则执行 步骤S402,如果否，则继续检测脚踏开关是否被踩下并松开，直到控制器检测 到操作人员踩下并松开脚踏开关。
在步骤S402中，控制器控制保压推动气釭动作，以打开保压装置。
在步骤S403中，控制器检测操作人员是否在第一预设时间内(如30秒)，将待封装电池放置于电芯定位槽211和上盖定位槽222构成的放置区中，并踩 下脚踏开关，如果是，执行步骤S405，否则，执行步骤S404。
在步骤S404中，控制器控制保压推动气缸动作，使保压装置复位，回到未 工作状态，同时控制纠偏推动气缸动作，使纠偏装置复位，回到未工作状态， 本次电池封装操作结束。
在步骤S405中，控制器检测操作人员踩下脚踏开关的操作是否持续第二预 设时间(如l秒)，如果是，执行步骤S406,否则执行步骤S407。
在步骤S406中，控制器检测操作人员是否松开脚踏开关，如果是，则控制 器控制保压推动气缸动作，使保压装置复位，回到未工作状态，同时控制纠偏 推动气缸动作，^使纠偏装置复位，回到未工作状态，本次电池封装操作结束。 如果否，则控制器继续检测操作人员是否松开脚踏开关，直到控制器检测到操 作人员松开脚踏开关。
在步骤S407中，控制器检测操作人员是否松开脚踏开关，如果是，则控制 器控制纠偏推动气缸动作，使纠偏装置打开，对电池纠偏两次，即使纠偏装置 上下运动两次。当操作人员取出封装好的电池后，循环执行上述步骤，即可对 下一个电池进行封装。
在本发明实施中，由于采用控制器对电池封装装置中的保压装置和纠偏装 置的动作以及动作持续时间进行自动控制，同时在封装一个电池时，操作人员 只需单脚点动脚踏开关两次，两次点动脚踏开关的操作持续时间不超过2秒， 相对于现有技术的电池封装装置，封装一个电池时，需要两脚重复踩踏脚踏开 关2次，且每次持续时间超过l秒，从而大大的降低了操作人员的劳动强度， 提高了生产效率。由于在预设时间内，操作人员未进行任何操作，控制器将控 制保压装置和纠偏装置复位，提高了操作人员的安全系数，降低了生产消耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种电池封装装置，所述装置包括底座、固接在所述底座上的保压装置、保压打开装置以及纠偏装置，其特征在于，所述装置还包括与所述保压装置以及纠偏装置连接的控制器，所述控制器包括为所述控制器提供电能的稳压电源、单片机、脚踏开关以及场效应管，所述单片机分别与所述脚踏开关以及场效应管连接，所述单片机根据所述脚踏开关的状态信号，产生用于控制所述保压装置和纠偏装置动作和动作持续时间的控制信号，并将所述控制信号输出至所述场效应管，所述场效应管根据所述控制信号驱动所述保压装置和纠偏装置动作。
2、 如权利要求1所述的电池封装装置，其特征在于，所述单片机包括 脚踏开关检测单元，用于检测所述脚踏开关被踩下和/或被松开的状态信号；计数单元，用于计数；控制信号产生单元，用于根据所述脚踏开关检测单元检测到的脚踏开关的 状态信号，以及所述计数单元的计数值，产生相应的用于控制所述保压装置和 所述纠偏装置的控制信号并输出。
3、 如权利要求2所述的电池封装装置，其特征在于，当所述脚踏开关检测 单元检测到所述脚踏开关被踩下并松开的状态信号时，所述控制信号产生单元 产生保压装置打开控制信号并输出；当所述保压装置打开时，所述计数单元开 始计数，当所述计数单元的计数值达到第一预设时间前，所述脚踏开关检测单 元检测到所述脚i^开关,皮踩下的状态信号时，所述控制信号产生单元产生保压 控制信号和纠偏控制信号并输出；当所述计数单元的计数值达到第一预设时间 时，所述脚踏开关检测单元还未检测到所述脚踏开关被踩下的状态信号，所述 控制信号产生单元产生保压复位信号和纠偏复位信号并输出。
4、 如权利要求2所述的电池封装装置，其特征在于，当所述保压装置打开， 并且所i^p踏开关检测单元检测到所述脚踏开关被踩下的状态信号时，所述计 数单元开始计数，当所述计数单元的计数值达到第二预设时间前，所述脚踏开关检测单元检测到所iiJ御踏开关被松开的状态信号时，所述控制信号产生单元产生纠偏控制信号并输出；当所述计数单元的计数值达到第二预设时间，所述 脚踏开关检测单元还未检测到所述脚踏开关被松开的状态信号时，所迷控制信 号产生单元产生保压复位信号和纠偏复位信号并输出。
5、 一种电池封装方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤控制器检测脚踏开关是否被踩下并松开，当控制器检测到脚踏开关被踩下 并松开时，打开保压装置；控制器检测在第一预设时间内，是否将待封装电池放置于保压装置，并踩 下脚踏开关，如果否，控制器控制保压装置和纠偏装置复位，本次电池封装操 作结束，否则，控制器控制保压装置对待封装电池进行保压操作，并控制纠偏装置动作， 对待封装电池进行纠偏操作。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，当控制器在第一预设时间内检 测到脚踏开关被踩下时，控制器检测在第二预设时间内脚踏开关是否被松开， 如果否，控制器持续检测脚踏开关是否被松开，直到检测到脚踏开关被松开时， 控制器控制保压装置和纠偏装置复位，本次电池封装操作结束，否则，控制器 控制纠偏装置动作，对待封装电池进行纠偏操作。
7、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制器控制纠偏装置动作， 对待封装电池进行纠偏搡作时，所述控制器控制纠偏装置对待封装电池进行一 次以上纠偏^作。
全文摘要
本发明适用于自动控制领域，提供了一种电池封装装置及方法，所述装置包括底座、固接在所述底座上的保压装置、保压打开装置以及纠偏装置，所述装置还包括控制器，所述控制器与所述保压装置以及纠偏装置连接，用于控制保压装置和纠偏装置的动作以及动作的持续时间。在本发明实施例中，通过采用控制器对保压装置和纠偏装置的动作以及动作持续时间进行自动控制，从而大大降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。由于在预设时间内，操作人员未进行任何操作时，控制器将控制保压装置和纠偏装置复位，提高了操作人员的安全系数，降低了生产消耗。
文档编号H01M2/00GK101552325SQ200810066420
公开日2009年10月7日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者卢剑峰, 超 周, 黄华英 申请人:比亚迪股份有限公司