本發(fā)明涉及大容量?jī)?chǔ)能電站電芯的安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前，大容量電池儲(chǔ)能電站在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已有20多年的歷史。由于儲(chǔ)能電站體積較大，且一般位于民用建筑物內(nèi)部或附近，所以其使用的安全性至關(guān)重要。在實(shí)際應(yīng)用中，為了對(duì)儲(chǔ)能電站的電芯進(jìn)行保護(hù)，現(xiàn)行的方法在電池的電芯上焊接保護(hù)板，對(duì)電芯進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，以防止電芯在過(guò)溫狀態(tài)下放電造成熱量堆積，從而引發(fā)爆炸、火災(zāi)等嚴(yán)重事故。

但是，目前在電池電芯上焊接保護(hù)板的方式主要還是通過(guò)人工或半自動(dòng)化的方式，將發(fā)熱絲、鐵鉻鋁等焊接在電芯上。其存在的主要缺陷在于：一是，這種人工或半自動(dòng)化的焊接方式，焊接效率較低，焊接成本較高。二是，目前將鐵鉻鋁等金屬焊接在電芯上，所起到的過(guò)流保護(hù)能力有限，電池溫度保護(hù)不可靠。三是，在焊接完成后，缺乏對(duì)電芯焊接效果的檢測(cè)，無(wú)法保證焊接的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備及其控制方法，以提高電芯焊接的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：第一方面，提供一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備，包括：由易熔金屬傳輸通道，傳輸通道的出口處設(shè)有的距離傳感器和用于夾持易熔金屬的夾具以及成對(duì)焊接筆組成的焊接頭，電芯通過(guò)升降機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)與焊接頭接觸，且焊接頭與電芯接觸的上方設(shè)有彈性連接件；

焊接頭和升降機(jī)構(gòu)均與控制器連接，控制器包括功率調(diào)節(jié)模塊、移動(dòng)控制模塊、升降控制模塊以及距離檢測(cè)模塊；

距離檢測(cè)模塊的輸入端與距離傳感器連接實(shí)時(shí)采集距離傳感器的距離信息；

功率調(diào)節(jié)模塊輸入端與距離檢測(cè)模塊的輸出端連接、電源連接，功率調(diào)節(jié)模塊的輸出端與移動(dòng)控制模塊、升降控制模塊的輸入端連接，功率調(diào)節(jié)模塊根據(jù)距離檢測(cè)模塊輸出的距離信息控制移動(dòng)控制模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)傳輸通道及夾具進(jìn)行動(dòng)作、控制升降控制模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作。

具體地，所述的易熔金屬和電芯的焊接面之間連接有電阻檢測(cè)裝置

以及測(cè)量熔斷的易熔金屬高度的高度測(cè)量裝置；

電阻檢測(cè)裝置的輸出端、高度測(cè)量裝置的輸出端均與與控制器中的焊接效果檢測(cè)模塊的輸入端連接；

焊接效果檢測(cè)模塊的輸出端與焊接效果判定模塊的輸入端連接以使焊接效果判定模塊根據(jù)焊接效果判斷焊接是否合格。

具體地，所述的控制器還包括拆除控制模塊，拆除控制模塊的輸入端與焊接效果判定模塊的輸出端連接以根據(jù)焊接效果判定模塊判定的結(jié)果對(duì)拆除裝置進(jìn)行控制，對(duì)不合格的電芯焊接面進(jìn)行拆除。

具體地，所述的控制器還包括清洗打磨控制模塊，清洗打磨控制模塊的輸入端與拆除控制模塊的輸出端連接，清洗打磨控制模塊控制清洗打磨裝置對(duì)不合格的電芯焊接面打磨預(yù)設(shè)時(shí)間；

清洗打磨控制模塊的輸出端與功率調(diào)節(jié)模塊的輸入端連接，功率調(diào)節(jié)模塊在清洗打磨控制模塊打磨預(yù)設(shè)時(shí)間后，控制升降機(jī)構(gòu)將該電芯上移以與易熔金屬焊接。

具體地，所述的設(shè)備包括至少一個(gè)焊接頭。

具體地，所述的拆除裝置為機(jī)械手。

具體地，所述的移動(dòng)控制模塊包括傳送控制單元和夾具控制單元，傳送控制單元的輸出端與傳輸通道連接驅(qū)動(dòng)傳輸通道進(jìn)行傳動(dòng)，夾具控制單元的輸出端與夾具連接驅(qū)動(dòng)夾具夾緊或張開。

第二方面，公開了一種對(duì)上述鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備的控制方法，包括：

s1、啟動(dòng)設(shè)備，功率調(diào)節(jié)模塊通過(guò)調(diào)節(jié)電源的輸出電流和輸出時(shí)間來(lái)控制傳送單元將段狀的易熔金屬運(yùn)送至通道出口；

s2、距離檢測(cè)模塊根據(jù)通道出口處的距離傳感器采集到的易熔金屬的距離信息，當(dāng)判斷露出的長(zhǎng)度為預(yù)定的長(zhǎng)度時(shí)輸出控制信號(hào)至夾具控制單元；

s3、夾具控制單元控制夾具將通道出口位置處的易熔金屬夾緊；

s4、升降控制模塊控制電芯上移至與易熔金屬接觸時(shí)，兩側(cè)焊接筆落下進(jìn)行焊接。

具體地，還包括：

焊接效果檢測(cè)模塊根據(jù)電阻檢測(cè)裝置、高度測(cè)量裝置分別輸出的電阻信息、高度信息，判斷電阻、高度是否符合要求；

焊接效果判定模塊在電阻、高度任一不符合要求時(shí)，判定焊接不合格。

具體地，還包括：

在判斷焊接不合格時(shí)，拆除控制模塊控制拆除裝置將不符合要求的電芯焊接面上的易熔金屬拆除；

清洗打磨控制模塊控制清洗打磨裝置對(duì)電芯焊接面進(jìn)行打磨清洗；

在打磨預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，移動(dòng)控制模塊控制易熔金屬移動(dòng)以與電芯焊接面重新焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：本發(fā)明通過(guò)設(shè)置傳輸通道、夾具，自動(dòng)輸送將易熔金屬至易熔金屬露出通道出口一定距離時(shí)，通過(guò)夾具夾緊易熔金屬，此時(shí)升降機(jī)構(gòu)控制電芯移動(dòng)至與易熔金屬貼合處，兩側(cè)焊接筆落下，進(jìn)行焊接。通過(guò)全自動(dòng)化的處理，大大的提高了電池電芯的焊接效率。而且通過(guò)使用易熔金屬，電池電芯在過(guò)溫狀態(tài)下，易熔金屬可以快速的熔斷，保證了電池的使用安全。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式繼續(xù)擰詳細(xì)描述：

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中電池電芯焊接效果檢測(cè)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備的控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖。所附圖僅供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍加以限制。

如圖1、圖3所示，本實(shí)施例公開了一種鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備，包括：

由易熔金屬12的傳輸通道11，傳輸通道11的出口處設(shè)有的距離傳感器和用于夾持易熔金屬12的夾具13以及成對(duì)焊接筆14組成的焊接頭10，電芯20通過(guò)升降機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)與焊接頭10接觸，且焊接頭10與電芯20接觸的上方設(shè)有彈性連接件15；

焊接頭10和升降機(jī)構(gòu)均與控制器30連接，控制器30包括功率調(diào)節(jié)模塊31、移動(dòng)控制模塊32、升降控制模塊33以及距離檢測(cè)模塊34；

距離檢測(cè)模塊34的輸入端與距離傳感器連接實(shí)時(shí)采集距離傳感器的距離信息；

功率調(diào)節(jié)模塊31輸入端與距離檢測(cè)模塊34的輸出端連接、電源35連接，功率調(diào)節(jié)模塊31的輸出端與移動(dòng)控制模塊32、升降控制模塊33的輸入端連接，功率調(diào)節(jié)模塊31根據(jù)距離檢測(cè)模塊34輸出的距離信息控制移動(dòng)控制模塊32來(lái)驅(qū)動(dòng)傳輸通道11及夾具13進(jìn)行動(dòng)作、控制升降控制模塊33來(lái)驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作。

具體的，本實(shí)施例中的電源包括但不限于22v或380v的交流電。

具體地，本實(shí)施例中不限定易熔金屬12的形狀，可以是圓柱形、立方體形、圓柱和立方體混合形、錐形以及其它形狀。

優(yōu)選的，本實(shí)施例中的易熔金屬12為段狀，以便于與電芯焊接面進(jìn)行焊接。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中功率調(diào)節(jié)模塊31包括時(shí)間調(diào)節(jié)單元和電流調(diào)節(jié)單元，來(lái)控制電源35的輸出電流和輸出時(shí)間。其中，全自動(dòng)焊接設(shè)備的工作過(guò)程為：焊接開始時(shí)，利用功率調(diào)節(jié)模塊31調(diào)整合適的輸出電流和輸出時(shí)間，將段狀的易熔金屬12加入易熔金屬12的傳輸通道11，移動(dòng)控制模塊32將易熔金屬12運(yùn)動(dòng)到通道出口，當(dāng)易熔金屬12露出一定長(zhǎng)度時(shí)，比如1/2、1/3時(shí)，夾具13將露出的易熔金屬12夾緊，同時(shí)電芯上移與易熔金屬12接觸，此時(shí)兩側(cè)的焊接筆落下，進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步地，如圖2所示，所述的易熔金屬12和電芯20的焊接面之間連接有電阻檢測(cè)裝置40以及測(cè)量熔斷的易熔金屬12高度的高度測(cè)量裝置41；

電阻檢測(cè)裝置40的輸出端、高度測(cè)量裝置41的輸出端均與與控制器30中的焊接效果檢測(cè)模塊36的輸入端連接；

焊接效果檢測(cè)模塊36的輸出端與焊接效果判定模塊37的輸入端連接以使焊接效果判定模塊37根據(jù)焊接效果判斷焊接是否合格。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中的全自動(dòng)焊接設(shè)備放置在一個(gè)可移動(dòng)三維平臺(tái)上，可以通過(guò)移動(dòng)三維平臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)設(shè)備的位置。

進(jìn)一步地，所述的控制器30還包括拆除控制模塊38，拆除控制模塊38的輸入端與焊接效果判定模塊37的輸出端連接以根據(jù)焊接效果判定模塊37判定的結(jié)果對(duì)拆除裝置進(jìn)行控制，對(duì)不合格的電芯焊接面進(jìn)行拆除。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，在焊接完成后，傳輸通道11將運(yùn)送下一段易熔金屬12至夾具13處，同時(shí)，電芯下移，焊接筆抬起，開始啟動(dòng)焊接效果檢測(cè)模塊36及焊接效果判定模塊37。焊接效果檢測(cè)模塊36包括檢測(cè)焊接后的易熔金屬12與電芯焊接面之間的電阻以及焊接在電芯焊接面上的易熔金屬12的高度。焊接效果判定模塊37對(duì)焊接的易熔金屬12的高度和焊接面與易熔金屬12之間的電阻進(jìn)行判定，在兩個(gè)參數(shù)都符合預(yù)設(shè)的要求時(shí)，判定焊接合格，判定合格后，焊接頭10移動(dòng)到下一個(gè)或下一組電芯進(jìn)行焊接，當(dāng)焊接不符合要求時(shí)，會(huì)啟動(dòng)拆除控制模塊38，拆除控制模塊38控制拆除裝置對(duì)不合格的電芯焊接面進(jìn)行拆除。如此可確保電芯焊接面與易熔金屬12焊接的準(zhǔn)確性和可靠性，避免了虛焊等現(xiàn)象的發(fā)生。

進(jìn)一步地，所述的控制器30還包括清洗打磨控制模塊39，清洗打磨控制模塊39的輸入端與拆除控制模塊38的輸出端連接，清洗打磨控制模塊39控制清洗打磨裝置50對(duì)不合格的電芯焊接面打磨預(yù)設(shè)時(shí)間；

清洗打磨控制模塊39的輸出端與功率調(diào)節(jié)模塊31的輸入端連接，功率調(diào)節(jié)模塊31在清洗打磨控制模塊39打磨預(yù)設(shè)時(shí)間后，控制升降機(jī)構(gòu)將該電芯上移以與易熔金屬12焊接。

需要說(shuō)明的是，在拆除裝置將不合格的電芯焊接面的易熔金屬12拆除時(shí)，還需要對(duì)電芯焊接面進(jìn)行打磨清洗，以便對(duì)不合格的電芯焊接面重新進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步地，所述的設(shè)備包括至少一個(gè)焊接頭10。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)在一臺(tái)設(shè)備中安裝多個(gè)焊接頭10，可同時(shí)對(duì)多個(gè)或多組電芯進(jìn)行焊接，極大的提高了焊接效率。

進(jìn)一步地，所述的拆除裝置為機(jī)械手。

進(jìn)一步地，所述的移動(dòng)控制模塊32包括傳送控制單元和夾具控制單元，傳送控制單元的輸出端與傳輸通道11連接驅(qū)動(dòng)傳輸通道進(jìn)行傳動(dòng)，夾具控制單元的輸出端與夾具13連接驅(qū)動(dòng)夾具13夾緊或張開。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中可采用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)傳輸通道11及夾具13進(jìn)行動(dòng)作。

如圖4所示，本實(shí)施例還公開了一種對(duì)上述鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備的控制方法，包括如下步驟s1至s4：

s1、啟動(dòng)設(shè)備，功率調(diào)節(jié)模塊31通過(guò)調(diào)節(jié)電源35的輸出電流和輸出時(shí)間來(lái)控制傳送單元將段狀的易熔金屬12運(yùn)送至通道出口；

s2、距離檢測(cè)模塊34根據(jù)通道出口處的距離傳感器采集到的易熔金屬12的距離信息，當(dāng)判斷露出的長(zhǎng)度為預(yù)定的長(zhǎng)度時(shí)輸出控制信號(hào)至夾具控制單元；

s3、夾具控制單元控制夾具13將通道出口位置處的易熔金屬12夾緊；

s4、升降控制模塊33控制電芯20上移至與易熔金屬12接觸時(shí)，兩側(cè)焊接筆14落下進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步地，所述控制方法還包括如下步驟：

焊接效果檢測(cè)模塊36根據(jù)電阻檢測(cè)裝置40、高度測(cè)量裝置41分別輸出的電阻信息、高度信息，判斷電阻、高度是否符合要求；

焊接效果判定模塊37在電阻、高度任一不符合要求時(shí)，判定焊接不合格。

進(jìn)一步地，上述方法還包括如下步驟：

在判斷焊接不合格時(shí)，拆除控制模塊38控制拆除裝置將不符合要求的電芯焊接面上的易熔金屬12拆除；

清洗打磨控制模塊39控制清洗打磨裝置對(duì)電芯焊接面進(jìn)行打磨清洗；

在打磨預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，移動(dòng)控制模塊32控制易熔金屬12移動(dòng)以與電芯焊接面重新焊接。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例公開的控制方法與上述實(shí)施例公開的鋰電池模組的全自動(dòng)焊接設(shè)備具有相同的技術(shù)效果，此處不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。