电池模块生产系统及生产流程工艺的制作方法

本发明涉及一种电池模块生产系统及生产流程工艺，属于锂电池安全及储能领域。

背景技术：

与传统汽车相比，电动车在环保方面具有明显的优势。废弃污染和噪音污染是内燃机汽车的两大污染。电动车则不消耗汽油，无废气污染，低噪音，辐射小，是一种理想的清洁交通工具。随着人类的环保意识的增强，电动车的应用日益广泛，从而电动车用电池模块的开发成为一项重要的课题。

电池模块包括托盘、汇流体和单体电池，托盘底部均匀设置有多个卡孔，单体电池的两极分别限定在托盘底部设置的卡孔内，两个托盘相对固定连接在一起，单体电池的两极与汇流体相焊接。上述电池模块的制造主要包括以下步骤，首先，将各个单体电池装盘并送入分容柜进行检测，然后操作人员根据检测数据将不符合配组参数的单体电池选出，之后将剩余符合配组参数的各单体电池装入电池模块，之后将组装完毕的电池模块中的各个单体电池与汇流体焊接，最后对电池模块进行检测。上述步骤中需要分选出不合格或不符配组参数的单体电池需要大量的人工操作，且容易发生错误分选，若操作人员不小心识别错误将不符配组参数的单体电池装入电池模块内，会严重影响电池模块的工作性能，此外，按照上述方法生产出的电池模块，不具备可追溯性，若是电池模块后期发生故障，无法查询原始单体电池的相关信息，如生产厂家，生产时间等，不便于对产品的优化和改进。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，从而提供一种具备可追溯性，方便查询原始单体电池数据，减少误操作，保证电池模块的工作性能的电池模块的生产系统和生产流程工艺。

本发明的技术解决方案是：一种电池模块生产系统，包括扫描装置、分容柜、分选机、焊接机、检测装置和服务器，所述扫描装置、分容柜、分选机、焊接机和检测装置均配备有无线通信装置，便于和服务器进行通信；所述服务器用于储存各个电芯的数据；所述扫描装置用于扫描电芯识别码，输入所需数据并上传服务器；所述分容柜用于检测电芯数据，并将各电芯的数据上传服务器；所述分选机用于将不符合配组参数的电芯分选出来，并且按照设定数量将符合配组参数的电芯分组输出至后级，同时将分组信息上传服务器；所述焊接机用于将各个电芯和电池模块的汇流体焊接；所述检测装置用于对电池模块进行检测。

进一步地，上述电池模块生产系统，其中：所述分选机包括控制器、传送装置、扫描部件，输送主道，推出装置和分选槽，所述扫描部件安装于传送装置后端、所述输送主道安装于扫描部件后端，所述推出装置和分选槽分别安装于输送主道两侧，且分选槽的位置与推出装置位置相对应，所述扫描部件和推出装置均与控制器电连接。

本发明还公开了一种电池模块生产流程工艺，包括以下步骤：

（1）若电芯上没有识别码，则将电芯上印上识别码，并保证每一个电芯对应一个特定的识别码，若电芯上本身具有特定的识别码，即省略上述步骤，之后通过扫描装置扫描电芯上的识别码并上传服务器，且将该电芯的各信息资料上传服务器，从而将该电芯识别码与其自身信息资料建立对应关系；

（2）将电芯装入物料盘，所述物料盘设有识别码，一个物料盘对应一个特定的识别码；通过扫描装置扫描物料盘的识别码并上传服务器，且将各个电芯在物料盘内的所处坐标位置上传服务器，使得各个电芯的识别码与其所在物料盘内的坐标位置建立对应关系；

（3）将物料盘送入分容柜，所述分容柜扫描物料盘上的识别码并上传服务器，并对各个电芯进行检测，所述分容柜内各个探针与物料盘内的各个电芯一一对应，并将各个探针所处坐标位置和所测得的电芯数据上传服务器；

（4）服务器读取物料盘识别码，将该识别码所对应的物料盘内各电芯的坐标位置和分容柜内各探针的坐标位置相比对，对于坐标相一致的电芯和探针，服务器将分容柜内该探针所测得的电芯数据和物料盘内该电芯识别码建立对应关系；

（5）将电芯从物料盘内取出并送入分选机，分选机扫描各个电芯上的识别码并与服务器通信，根据设定值做出判断，从而将不符合配组参数的电芯分选出来，之后分选机根据电池模块所设定数量将符合配组参数的电芯进行分组，并将各组内所有电芯的识别码上传服务器；

（6）将分组完成的电芯组装成电池模块；

（7）将电池模块送入焊接机进行焊接；

（8）将电池模块送入检测装置进行检测。

进一步地，上述电池模块生产流程工艺，其中：所述步骤（6）开始前，至少扫描待组装电池模块中的任意一个电芯，并在步骤（6）结束后将组装数据上传服务器。

进一步地，上述电池模块生产流程工艺，其中：所述步骤（7）开始前，至少扫描待焊接电池模块中的任意一个电芯，并在步骤（7）结束后将焊接数据上传服务器。

更进一步地，上述电池模块生产流程工艺，其中：所述步骤（8）开始前，至少扫描待检测电池模块中的任意一个电芯，，并将在步骤（8）结束后将检测数据检测结果上传服务器。

再进一步地，上述电池模块生产流程工艺，其中：所述步骤（6）结束后将电池模块静置2~5小时。

本发明突出的实质性特点和显著的技术进步主要体现在：

（1）采用本发明的电池模块生产系统及生产流程工艺自动化程度高，便于提高生产效率；在分选电芯时可有效降低错误分选概率，提高产品的质量。

（2）采用本发明可保证电芯、电池模块、焊接机及操作人员可唯一对应和双向追溯，方便管理，并且可以很方便地查询电芯的原始数据、实际数据以及各个生产环节中的情况，当电池模块在检测或使用时发现不良情况时，可以通过电池模块中任意电芯的识别码立刻查询该电池模块中各个电芯的所有数据，方便对后续生产的电池模块进行改良，同时还便于对电池模块性能进行研究。

附图说明

图1是本发明电池模块生产系统及生产流程工艺示意图；

图2是分选机示意图；

图3是物料盘示意图；

图4是电芯在分选机内分组示意图。

图中，各附图标记的含义为：1—扫描装置，2—分容柜，3—分选机，31—传送装置，32—扫描部件，33—输送主道，34—推出装置，35—分选槽，4—焊接机，5—检测装置，6—服务器，7—物料盘，71—电芯安放孔，72—识别码。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

如图1所示。本发明电池模块生产系统包括扫描装置1、分容柜2、分选机3、焊接机4、检测装置5和服务器6，扫描装置1、分容柜2、分选机3、焊接机4和检测装置5均配备有无线通信装置，便于和服务器6进行通信。分容柜2、分选机3、焊接机4和检测装置5均具备扫描功能。上述各设备用途如下：服务器6用于储存各个电芯的数据，如标识的电芯容量、生产厂家、生产时间、电芯分组数据、各电芯和电池模块检测数据等；扫描装置1包括扫码装置和pc机，可向pc机输入所需数据，扫描装置1用于扫描电芯识别码和物料盘7的识别码72，输入所需数据并上传服务器6。或者扫描装置1也可采用手机，通过扫描二维码和手机专用app软件将所需数据和二维码上传服务器6。

分容柜2用于对各个电芯进行充放电，检测各个电芯的实际容量、电压、内阻，并将各电芯的数据上传服务器6。分选机3用于将不符合配组参数的电芯分选出来，并且按照设定数量将符合配组参数的电芯分组输出至后级，同时将分组信息上传服务器，从而保证制造电池模块的电芯均为合格品。人们在实践中发现，相同工艺条件成批生产出来的电芯的容量各不相同，甚至相差甚远。如果这些不同容量的电芯不加以区别，直接地以串并联方式使用，则在充放电的过程中，经常会出现部分电芯过充，部分电芯充电不饱和，严重影响了电池模块的寿命，也对整个供电系统的稳定性埋下了隐患。因此，对加工好的电芯予以分容和分选处理至关重要。

焊接机4用于将各个电芯和电池模块的汇流体焊接，并将各个电芯焊接后情况上传服务器6。检测装置5用于对组装完成的电池模块进行检测，如电池模块输出电压、电芯输出电压、输出电压稳定度等，并上传服务器6。焊接机4包括工作平台、滑动梁和焊接头，滑动梁可沿工作平台前后滑动，焊接头可沿滑动梁左右滑动，焊接头可上下位移从而对焊点进行焊接工作，焊接机4属于现有技术，这里不再赘述。

如图2所示，分选机3包括控制器（图中未示出）、传送装置31、扫描部件32，输送主道33，推出装置34和分选槽35，扫描部件32安装于传送装置31后端、输送主道33安装于扫描部件32后端，推出装置34和分选槽35分别安装于输送主道33两侧，且分选槽35的位置与推出装置34位置相对应，扫描部件32和推出装置34均与控制器电连接。传送装置31和输送主道33优选为传送带，推出装置34包括气缸和推杆，所述推杆与气缸相连接，且推杆朝向输送主道33，正对分选槽35。

本发明电池模块生产流程工艺如图1所示，具体步骤如下：

（1）若电芯上没有识别码，则将各个电芯上印上识别码，并保证每一个电芯对应一个特定的识别码，若电芯上本身具有特定的识别码，即省略上述步骤，之后通过扫描装置1扫描电芯上的识别码并上传服务器6，且通过扫描装置1将该电芯的各信息资料输入到服务器6中，如生产厂家、生产时间、电芯所标识的容量等，从而使得与该电芯的识别码与其自身的信息资料建立对应关系；

（2）如图3所示，将电芯装入物料盘7，物料盘7设有识别码72以及多个电芯安放孔71，一个电芯安放孔71内置放一个电芯，一个物料盘7对应一个特定的识别码72；通过扫描装置1扫描物料盘7的识别码71并上传服务器6，且将各个电芯在物料盘7内的所处坐标位置通过扫描装置1上传至服务器6内，使得各个电芯的识别码与其所在物料盘7内的坐标位置建立对应关系；

（3）将物料盘7送入分容柜2，分容柜2扫描物料盘7上的识别码并上传服务器6，并且分容柜2对各个电芯进行检测，如电芯的实际容量、电压、内阻等，分容柜2内各个探针与物料盘7内的各个电芯一一对应，并将各个探针所处坐标位置和所测得的电芯数据上传服务器6；

（4）由于步骤（3）中分容柜2各个探针与物料盘7内各个电芯一一对应，因此，分容柜2内各个探针的坐标位置与物料盘7内各个电芯的坐标位置相一致，服务器6读取步骤（3）中分容柜2所上传的物料盘7的识别码，将该识别码所对应的物料盘7内各电芯的坐标位置和分容柜2内各探针的坐标位置相比对，对于坐标位置相一致的电芯和探针，服务器6将分容柜2内该探针所测得的各个电芯的实际容量、电压、内阻和物料盘7内该电芯识别码建立对应关系，便于了解各厂家所生产的电芯其实际数据与其所标识的电芯数据是否相符合以及便于后续分选工作进行。由于分容柜2内结构限制，难以直接扫描分容柜2内各个电芯的识别码，从而分容柜2内的探针无法直接与电芯的识别码直接建立对应关系，因此通过识别物料盘7识别码以及比对物料盘7内电芯各个坐标与分容柜2探针坐标的方式，使得探针和电芯建立对应关系；

（5）将各个电芯从物料盘7内取出，并将各个电芯送入分选机3，如图2所示，各个电芯通过分选机3的传送装置31被送入扫描部件32，扫描部件32读取电芯上的识别码并将信号传递给分选机3的控制器，同时控制器与服务器6通信，从服务器6读取各个电芯的识别码以及所对应的电芯数据，分选机3的控制器根据所设定的电芯数据（如电池容量、电压、内阻等）做出判断，控制各个推送装置34将不符合配组参数的电芯推送至分选槽35内，之后分选机3根据电池模块所规定数量将符合配组参数的电芯进行分组，并将各组内所有电芯的识别码上传服务器6，之后分组完成的电芯通过输送主道33被传送至下一级进行组装；

（6）将分组完成电芯组装成电池模块，之后静置2~5小时；组装工作开始前，至少扫描其中任意电芯的识别码，并上传服务器6，由于步骤（6）中已将各个电芯进行分组并上传服务器6，扫描其中任意一个电芯识别码，即可查询到该组内所有电芯识别码，便于了解哪些电芯已组装完成。由于刚分容完成的各个电芯性能不稳定，将电池模块静置便于后续工艺；

（7）将组装完成电池模块送入焊接机4进行焊接，焊接机4将电池模块的电芯与汇流体进行焊接，焊接工作开始前，至少扫描电池模块中任意一个电芯，焊接工作完成后将该电池模块中的各个电芯焊接可靠性数据上传服务器6；同理，由于步骤（6）中已将各个电芯进行分组，扫描其中任意一个电芯识别码，即可查询该组内各个电芯的识别码，即可知道电池模块内各个电芯的焊接情况，便于探究不同电芯适用于什么样的焊接条件，也便于了解哪些电池模块已焊接完成；

（8）将组电池模块送入检测装置5进行检测，并将检测结果上传服务器6，如输出稳定性、输出电压、各电芯输出稳定性等，检测工作开始前，至少扫描电池模块中任意一个电芯，扫描其中任意一个电芯识别码，即可知道该组内所有电芯的识别码，从而可知该电池模块内电芯的检测数据，也便于了解不同电芯的检测情况。

具体地，上述步骤（6）中，如图4所示，假设共有103个电芯进入分选机3，识别码分别为1~103，一个电池模块需要20个电芯，分选机3挑出不符合配组参数的3号、99号和102号电芯，之后将剩下的100个电芯进行分组，20个一组共5组，然后将5组电芯间隔地输出至后级，方便工作人员组装。

在电池模块的生产过程中，会用到来自不同厂家的电芯，各个厂家的电芯即使配组参数相同，所制成的电池模块性能也可能存在差异，由于各个电芯对应一个特定的识别码，当电池模块在检测或使用时发现不良情况时，可以通过扫描电池模块内任意一个电芯的识别码立刻查询电池模块中各个电芯的各种数据以及生产中各个环节的状况，此外还可让各个操作人员配备一个特定的识别码，并上传服务器，保证单体电芯、电池模块、焊接机及操作人员可唯一对应和双向追溯，方便对后续生产的电池模块进行改良，且方便生产管理；并且，研发人员会通过设定不同电芯数据来测试该中电芯数据所制成的电池模块的工作情况，采用本发明的生产流程工艺，研发人员可以很方便地根据完成的电池模块对应找到其内部各个电芯的数据，便于探究电池模块的性能。此外，采用本发明在分选电芯时可有效降低错误分选概率，减少了损失，提高产品了的质量，并且该生产流程工艺的自动化程度高，提高了生产效率。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。