气路控制系统、气路控制方法及电芯化成设备

技术领域

本申请涉及新能源动力电池自动化生产线技术领域，更具体地说，是涉及一种气路控制系统、气路控制方法及电芯化成设备。

背景技术

电芯是电池中最基本的组成部分，通常是一个封装在金属壳体中的电化学装置；它是储存和释放电能的单元，通过化学反应将化学能转化为电能。而电芯在化成工序中的一些阶段会产生包括氧气和可燃性气体的混合气体，混合气体包括氧气、二氧化碳、氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷和乙烯等。在不同阶段，各气体成分在混合气体中所占的比例不同，如果收集系统发生泄漏，可能导致空气进入收集系统内部，形成爆炸性气体环境；或者，可燃气体泄漏，在泄漏点周围的一定空间内可能形成爆炸性气体环境。而不管是在系统内部还是系统外部，在发生泄漏时都可能会发生爆炸，而影响生产安全，造产财产损失。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种气路控制系统、气路控制方法及电芯化成设备，旨在解决不管是在系统内部还是系统外部，在发生泄漏时都可能会发生爆炸，而影响生产安全的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种气路控制系统，包括：气体输入模块和第一控制模块；

气体输入模块的输入端用于供保护气体通入；

第一控制模块的输入端与气体输入模块的输出端相连通；

其中，第一控制模块包括第一气路单元、第一检测单元、缓存罐、第二气路单元和第二检测单元，第一气路单元的输入端和第二气路单元的输入端分别与气体输入模块的输出端相连通，第一气路单元的输出端和第二气路单元的输出端分别与缓存罐的输入端相连通；

第一气路单元用于使保护气体与电芯化成中产生的气体进行混合以形成混合气体；

第二气路单元用于当第一检测单元检测到第一气路单元的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，向缓存罐中通入保护气体，以与缓存罐中的混合气体相混合；

第二检测单元用于检测缓存罐的输出端流出的混合气体中预设可燃气体的浓度。

在一种可能的设计中，第一气路单元包括多个子气路单元，多个子气路单元并联连通；

子气路单元包括汇流管和气液分离器，汇流管的保持气进口与气体输入模块的输入端相连接，汇流管用于使保护气体与电芯化成中产生的气体相混合；

汇流管的混合气出口与气液分离器的输入端相通，气液分离器的输出端与缓存罐的输入端相连通。

在一种可能的设计中，预设可燃气体包括氢气和一氧化碳中的至少一种；

第一预设条件包括氢气的浓度大于第一预设值和一氧化碳的浓度大于第二预设值中的至少一者。

在一种可能的设计中，第一检测单元还用于当检测到第一气路单元的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第二预设条件时，向用于电芯化成的电芯化成设备发送停止电芯化成信息；

或/和，第二检测单元用于当检测到缓存罐的输出端流出的第二混合气体中预设可燃气体的浓度满足第二预设条件时，向用于电芯化成的电芯化成设备发送停止电芯化成信息；

第二预设条件包括氢气的浓度大于第三预设值和一氧化碳的浓度大于第四预设值中的至少一者；

第三预设值大于第一预设值，第四预设值大于第二预设值。

在一种可能的设计中，气路控制系统还包括报警装置，报警装置用于当第一检测单元检测到第一气路单元的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第三预设条件时，发出报警信息；

或/和，报警装置用于当第二检测单元检测至缓存罐的输出端流出的第二混合气体中预设可燃气体的浓度满足第三预设条件时，发出报警信息；

第三预设条件包括氢气的浓度大于第五预设值和一氧化碳的浓度大于第六预设值中的至少一者；

第一预设值大于第五预设值，第二预设值大于第六预设值。

在一种可能的设计中，第一预设值为0. 6%，第二预设值为0. 9%；

第三预设值为1%，第四预设值为1%；

第五预设值为0.4%，第六预设值为0.6%。

本申请还提供了一种气路控制方法，包括：

保护气体与电芯化成中产生的气体相混合，并经缓存罐的输入端将混合后的气体存入缓存罐；

当检测到缓存罐的输入端中的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，向缓存罐中通入保护气体，以与缓存罐中的混合气体相混合；

检测缓存罐的输出端流出的混合气体中预设可燃气体的浓度。

本申请还提供了一种电芯化成设备，该电芯化成设备包括上述任一气路控制系统，或电芯化成设备采用上述中的气路控制方法。

在一种可能的设计中，电芯化成设备包括机架、升降框架、化成装置、伸缩装置、烟雾传感器及负压装置，升降框架具有用于放置托盘的容置区；化成装置、伸缩装置以及烟雾传感器均安装于机架上；

伸缩装置能够带动升降框架向化成装置和负压装置靠近或远离；负压装置用于向气路控制系统供给电芯化成中产生的气体。

在一种可能的设计中，机架包括底架和固定架，化成装置和负压装置安装于固定架上；

化成装置包括正极探针模组和负极探针模组；

机架还包括调节组件，调节组件包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，齿条固定于固定架上；正极探针模组安装有齿轮，负极探针模组安装有齿轮，以调节正极探针模组和负极探针模组之间的距离；

伸缩装置包括导向杆及气缸，导向杆的一端与底架固定连接，导向杆的另一端与固定架固定连接；升降框架滑动设置于导向杆上；

气缸用于驱动升降框架沿导向杆的轴向移动。

本申请提供的气路控制系统、气路控制方法及电芯化成设备的有益效果主要在于：本申请通过将电芯化成中产生的气体与保护气体相混合，以稀释电芯化成中产生的气体中可燃气体的浓度，并且通过第一检测单元以检测稀释后的混合气体中的可燃气体的浓度是否符合要求，当不符合要求时，即第一气路单元的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，再向缓存罐中通入保护气体，实现利用保护气体对混合气体的再次稀释，当再次稀释后，再采用第二检测单元对再次稀释后的混合的气体中的可燃气体的浓度的进行检测，从而以此来避免在电芯化成中产生的气体在系统内部或系统外部形成爆炸性气体环境，既而保证生产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电芯化成设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电芯化成设备的又一视角的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的电芯化成设备未安装设备前门和设备侧门时的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的气路控制系统的气路示意图；

图5是本申请实施例提供的气路控制系统的局部结构示意图；

图6是本申请实施例提供的汇流管与电芯化成设备的负压装置相连接的示意图；

图7是本申请实施例提供的气路控制系统的又一局部结构示意图；

图8是本申请实施提供的气路控制系统中第一检测单元、缓存缸和第二检测单元安装在一起结构的示意图；

图9是本申请实施例中的气路控制方法的流程图；

图10是本申请实施例提供的设备主体未安装外壳时的局部结构示意图；

图11是本申请实施例提供的设备主体未安装外壳时的又一视角的局部结构示意图；

图12是本申请实施例提供的设备主体未安装外壳时的再一视角的局部结构示意图；

图13是图12中A处的局部放大示意图。

主要附图标记说明：

101、设备主体；102、设备前门；103、设备侧门；104、外壳；105、观察窗；106、气体输入模块；107、气动三联件；108、第一气路单元；109、第一检测单元；110、缓存罐；111、第二气路单元；112、第二检测单元；113、第一质量流量控制器；114、第一气控阀；115、汇流管；116、气液分离器；117、第一负压设备；118、气泵；119、调压阀；120、流量控制计；121、气体检测仪；122、第二质量流量控制器；123、第二气控阀；124、前置组件；125、第一保护气源；126、第二保护气源；127、阻火器；128、子气路单元；129、第一控制模块；130、气体控制柜；131、电磁阀；132、进气端；133、出气端；201、负压装置；202、负压杯；203、升降框架；204、机架；205、化成装置；207、移动轨；208、固定轨；209、齿轮；210、齿条；211、底架；212、固定架；213、导向杆；214、气缸；215、高度伸缩杆；216、一氧化碳报警器；217、烟雾报警器；218、喷淋管路；219、第一温度传感器；220、第二温度传感器；221、正极探针模组；222、负极探针模组；223、第一行程开关；224、第二行程开关；225、刻度尺；226、容置区；227、电源柜；300、托盘。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

在一个或多个实施例中，本申请提供了一种电芯化成设备；该电芯化成设备，可以对新能源动力电池的电芯进行化成；而电芯的化成是电池的初使化，使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。

图1是本申请实施例提供的电芯化成设备的结构示意图，参见图1所示，在一些实施例中，电芯化成设备包括设备主体101，设备主体101也可以称为化成压床；设备主体101包括外壳104和安装于外壳104上的设备前门102和设备侧门103；设备侧门103与外壳104通过合页相铰接；设备前门102与外壳104通过合页相铰接，设备前门102可以相对于外壳104旋转180度，这样不影响电芯化成设备在对电芯化成时的上料操作；设备前门102上具有透明玻璃材质的观察窗105；透明玻璃可以采用防爆玻璃，这样通过观察窗105方便观察，观察窗105的面积可以为设备前门102的面积的4/5；设备前门102的数量可以有两扇，两扇设备前门102对开设置。设备前门102上可以安装电控锁，以便于对设备前门102的开关控制；两扇设备前门102之间可以安装光电传感器，这样通过光电传感器以感应设备前门102是否处于关闭状态，以保证电芯化成时的安全性。需要指出的是，两扇设备前门102之间也可以安装机械锁，以在电控锁失效时，仍能够锁门设备前门102。设备主体101的外壳104上安装有排风扇，这样可以实现排烟或设备主体101内部温度高于设计要求时，散热；排风扇可以与排烟罩相连通。

图2是本申请实施例提供的电芯化成设备的又一视角的结构示意图，参见图2所示，在一些实施例中，电芯化成设备还包括电源柜227；电源柜227用于向设备主体101供电。电源柜227包括电源模块；电源模块的额定电压为5V，额定电流为120A； 电源柜227实现将380V的交流电转换到符合电源模块的5V直流电。化成设备的化成充电电流范围为120mA~120000mA，充电电压的范围为0V~5V；放电电压的范围为2V~5V；电芯化成设备可以具有能量回馈功能；充电效率在包含线损状态下应不小于55%（电芯容量/电网消耗电能），回馈效率在包含线损状态下应不小于50%（电芯放电容量/双向智能电表记录的反馈电能）。

图3是本申请实施例提供的电芯化成设备未安装设备前门102和设备侧门103时的结构示意图；图4是本申请实施例提供的气路控制系统的气路示意图；结合图3和图4所示，在一些实施例中，电芯化成设备还包括气路控制系统和主控制器，主控制器可以为PLC或单片机，通过主控制器控制气路控制系统中的相应的用电部件，气路控制系统包括：气体输入模块106和第一控制模块129；气体输入模块106的输入端用于供保护气体通入。

在一些实施例中，气体输入模块106包括前置组件124和气动三联件107，前置组件124包括两个第一电磁阀、三通和减压阀；其中一个第一电磁阀的输出端与三通的一个输入端相连通，且该第一电磁阀的输入端与第一保护气源125相连通；另一个第一电磁阀与三通的另一个输入端相连通，且该第一电磁阀的输入端与第二保护气源126相连通；三通的输出端与减压阀的输入端相连通；减压阀的输出端与气动三联件107的输入端相连通，第一保护气源125和第二保护气源126，两者中可以选择其中一个气源作为备用气源，另一个气源作为正常使用的气源，两个保护气源提供的保护气体可以是氮气或二氧化碳，示例性，本申请实施例中，以保护气体为氮气来具体说明。两个第一磁电阀分别控制各自的通断；三联件与三通之间设置减压阀，可以实现对保护气体的减压。而气动三联件107可以过滤掉气源提供的保护气体中的水分，并且可以调节气体的流量；气动三联件107包括依次连通的分水滤气器、油雾器和减压阀。气动三联件107的输出端即为气体输入模块106的输出端。

在一些实施例中，第一控制模块129的输入端与气体输入模块106的输出端相连通，第一控制模块129实现保护气体与电芯化成中产生的气体相混合，并对混合后的气体中的预设可燃气体的浓度进行检测，以达到混合气体是否符合排放条件的目的。对于第一控制模块129的数量，具体的可以根据实际需要来确定，例如，第一控制模块129的数量可以两个，也可以是一个、三个、四个或五个等，本申请不做具体的限定。由于电芯化成中产生的可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷和乙烯等，因此可以根据需要来确定对其中的一种或多种可燃气体的浓度进行检测，示例性，本申请实施例中可以对氢气和一氧化碳的浓度进行检测。

在一些实施例中，第一控制模块129包括第一气路单元108、第一检测单元109、缓存罐110、第二气路单元111和第二检测单元112，第一气路单元108的输入端和第二气路单元111的输入端分别与气体输入模块106的输出端相连通，第一气路单元108的输出端和第二气路单元111的输出端分别与缓存罐110的输入端相连通；第一气路单元108用于使保护气体与电芯化成中产生的气体进行混合以形成混合气体，实现对电芯化成中产生的气体的第一次混合，以稀释可燃气体的浓度，从而避免产生爆炸环境。第一检测单元109用于检测第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度是否满足第一预设条件；当第一检测单元109检测第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，第二气路单元111向缓存罐110中通入保护气体，以与缓存罐110中的混合气体相混合，以实现对电芯化成中产生的气体的第二次混合；第二气路单元111向缓存罐110中通入的保护气体的流量可以是第一气路单元108供给的保护气体的流量的30%。第二检测单元112用于检测缓存罐110的输出端流出的混合气体中预设可燃气体的浓度。

需要说明的是，在一些实施例中，第二检测单元112也可以用于检测缓存罐110的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度是否满足第一预设条件，当第二检测单元112检测缓存罐110的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，第二气路单元111向缓存罐110中通入保护气体，以与缓存罐110中的混合气体相混合，以实现对电芯化成中产生的气体的第二次混合。

本申请至少一个实施例提供的气路控制系统，通过将电芯化成中产生的气体与保护气体相混合，以稀释电芯化成中产生的气体中可燃气体的浓度，并且通过第一检测单元109以检测稀释后的混合气体中的可燃气体的浓度是否符合要求，当不符合要求时，即第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，再向缓存罐110中通入保护气体，实现利用保护气体对混合气体的再次稀释，当再次稀释后，再采用第二检测单元112对再次稀释后的混合的气体中的可燃气体的浓度的进行检测，从而以此来避免在电芯化成中产生的气体在系统内部或系统外部形成爆炸性气体环境，既而保证生产安全。

在一些实施例中，第一气路单元108包括多个子气路单元128，多个子气路单元128并联连通。子气路单元128包括汇流管115和气液分离器116；汇流管115的保持气进口与气体输入模块106的输入端相连接，汇流管115用于使保护气体与电芯化成中产生的气体相混合；汇流管115的混合气出口与气液分离器116的输入端相通，气液分离器116的输出端与缓存罐110的输入端相连通；气液分离器116用于实现对混合的气体进行气液分离。

在一些实施例中，第一气路单元108还包括第一质量流量控制器113，第一质量流量控制器113的输入端与气动三联件107的输出端相连通，多个子气路单元128分别与第一质量流量控制器113的输出端相连通。通过第一质量流量控制器113以控制保护气体的流量；不同的子气路单元128实现保护气体与电芯化成装置205上不同托盘300上的电芯在化成中产生的气体相混合。

在一些实施例中，子气路单元128还包括第一气控阀114及第一负压设备117；第一气控阀114、汇流管115、气液分离器116和第一负压设备117沿气体的流动方向依次连通；第一气控阀114用于控制子气路的通断，即保护气体是否流入汇流管115；而第一负压设备117用于使混合气体向缓存罐110流动。第一气控阀114的输入端与第一质量流量控制器113的输出端相连通，第一气控阀114的输出端与汇流管115的保护气进口相连通，汇流管115的混合气出口与气液分离器116的输入端相连通，汇流管115用于使保护气体与电芯化成中产生的气体相混合；气液分离器116的输出端与缓存罐110的输入端之间通过第一负压设备117相连通，其中，气液分离器116的输出端与第一负压设备117的输入端相连通，第一负压设备117的输出端与缓存罐110的输入端相连通。第一负压设备117可以为真空泵。

在一些实施例中，缓存罐110的输出端与阻火器127的输入端相连通，阻火器127的输出端可以与排气阀相连接，排气阀可以是电磁阀或其它类型的电控阀；排气阀还可以与真空源相连通，实现气体强制向外排放。

在一些实施例中，第一检测单元109并联于多个子气路单元128并联后的输出端与缓存罐110之间的气路上，第二检测单元112并联于缓存罐110与阻火器127之间的气路上，这样可以不影响气体向阻火器127的方向流动。第一检测单元109和第二检测单元112均包括沿气体流动方向依次连通的气泵118、调压阀119、流量控制计120和气体检测仪121；气泵118用实现抽气，调压阀119用于对气体的压强进行调节，而流量控制计120用于调节气体的流量，这样通过气泵118、调压阀119、流量控制计120，以利于气体检测仪121对第一次混合后的气体中预设可燃气体的浓度进行检测。气体检测仪121可以实现对预设可燃气体的浓度进行检测。

需要说明的是，在一些其它可能的实施方式中，第二检测单元112还串联于缓存罐110与阻火器127之间的气路上；第一检测单元109也可以串联于多个子气路单元128并联后的输出端与缓存罐110之间的气路上。

在一些实施例中，第二气路单元111包括第二质量流量控制器122和第二气控阀123，通过第二质量流量控制器122以控制保护气体的流量；第二气控阀123用于控制第二气路单元111的气路的通断，即保护气体是否流入缓存罐110；第二质量流量控制器122的输入端与气动三联件107的输出端相连通，第二质量流量控制器122的输出端与第二气控阀123的输入端相连通，第二气控阀123的输出端与缓存罐110的输入端相连通。当每个第一气路单元108中的子气路单元128的数量为三个时，每个第一气路单元108中的第一气控阀114的数量为3个；每个第一控制模块129中的第二气控阀123的数量为1个；这样每个第一控制模块129中的3个第一气控阀114和一个第二气控阀123，分别与四个电磁阀131一一对应电连接，这样第一气控阀114和第二气控阀123便由各自对应的电磁阀131控制，以实现开启和关闭。

需要说明的是，第一气控阀114可以由截止阀来替代，第二气控阀123也可以由截止阀来替代，具体的可以根据实际设计需要来确定。

在一些实施例中，预设可燃气体包括氢气和一氧化碳中的至少一种；第一预设条件包括氢气的浓度大于第一预设值和一氧化碳的浓度大于第二预设值中的至少一者。在第一气路单元108的输出端流出的混合气体中氢气的浓度大于第一预设值和一氧化碳的浓度大于第二预设值中的至少一者灌足时，进行二级报警，并增加保护气体的供应量，此时第二气控阀123打开向缓存罐110中通入保护气体，或/和增加每个子气路单元128中的保护气体的供应量。需要说明的是，对于氢气的浓度等于第一预设值，或/和一氧化碳的浓度等于第二预设值的情况，可以只进行一级报警，而不触发二级报警。

在一些实施例中，第一检测单元109还用于当检测到第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第二预设条件时，向用于电芯化成的电芯化成设备发送停止电芯化成信息；或/和，第二检测单元112用于当检测到缓存罐110的输出端流出的第二混合气体中预设可燃气体的浓度满足第二预设条件时，向用于电芯化成的电芯化成设备发送停止电芯化成信息；第二预设条件包括氢气的浓度大于第三预设值和一氧化碳的浓度大于第四预设值中的至少一者；第三预设值大于第一预设值，第四预设值大于第二预设值。当当检测到第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第二预设条件，第一气路单元108的输出端流出的混合气体仍满足第一预设条件，或/和，当检测到缓存罐110的输出端流出的第二混合气体中预设可燃气体的浓度满足第二预设条件时，为三级报警，由于缓存罐110的输出端流出的混合气体仍满足第一预设条件，也就是说，在电芯化成设备关闭电芯化成工序时，仍需要保护通氮气，这样有利于降低风险。需要说明的是，对于氢气的浓度等于第三预设值，和/或，一氧化碳的浓度等于第四预设值时，可以只二级报警，而不触发三级报警。

在一些实施例中，气路控制系统还包括报警装置，报警装置用于当第一检测单元109检测到第一气路单元108的输出端流出的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第三预设条件时，发出报警信息；或/和，报警装置用于当第二检测单元112检测至缓存罐110的输出端流出的第二混合气体中预设可燃气体的浓度满足第三预设条件时，发出报警信息；第三预设条件包括氢气的浓度大于第五预设值和一氧化碳的浓度大于第六预设值中的至少一者，此种情况下为一级报警；第一预设值大于第五预设值，第二预设值大于第六预设值。报警装置包括声音报警装置或/和灯光报警装置，当然还可以包括其它类型的在显示屏上显示的报警等。在二级报警时，一级报警触发条件仍然存在，因此，还会继续一级报警。当第一气路单元108的输出端流出的混合气体中，氢气的浓度小于第五预设值，且一氧化碳的浓度小于第六预设值时，在此情况下，第二气路单元111的输出端流出的混合气体中，氢气的浓度会小于第五预设值，且一氧化碳的浓度会小于第六预设值，此时，排气阀进行排气，将混合气体排出。不管是第一检测单元109还是第二检测单元112检测时，当氢气的浓度大于第五预设值，且小于第一预设值时，排气阀可以进行排气，或根据需要打开第二气阀逐渐增加保护气体的供给量，以及向汇流管115中增加保护气体的供给量。需要说明的是，对于氢气的浓度等于第五预设值，和/或，一氧化碳的浓度等于第六预设值时，可以不触发一级报警。

在一些实施例中，第一预设值为0. 6%，第二预设值为0. 9%；第三预设值为1%，第四预设值为1%；第五预设值为0.4%，第六预设值为0.6%。需要说明的是，对于第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值、第五预设值及第六预设值，该6个预设值的数值，不仅局限于上述数值，也可以根据需要来进行选择。

图5是本申请实施例提供的气路控制系统的局部结构示意图，参见图5所示，在一些实施例中，第一质量流量控制器113、第二质量流量控制器122、第一气控阀114、第二气控阀123，以及分别与第一气控阀114、第二气控阀123电连接的电磁阀131固定于第一侧板上，侧板为外壳104的一部分。

图6是本申请实施例提供的汇流管115与电芯化成设备的负压装置201相连接的示意图；参见图6所示，在一些实施例中，电芯化成设备包括负压装置201，负压装置201的进气端132与电芯相接触，以将电芯化成产生的气体吸入汇流管115中；负压装置201的出气端133与汇流管115相连通。示例性的，每个子气路单元128中的汇流管115连通8个负压装置201，以实现与8个电芯相对应。

图7是本申请实施例提供的气路控制系统的又一局部结构示意图；参见图7所示，在一些实施例中，气液分离器116和第一负压设备117固定于一侧板上，第二侧板上，第二侧板为外壳104的一部分。示例性的，在第一控制模块129的数量为2个时，一共有6个子气路单元128，因此如图7所示，气液分离器116和第一负压设备117的数量均为6个。

图8是本申请实施提供的气路控制系统中第一检测单元109、缓存罐110和第二检测单元112安装在一起结构的示意图；结合图3和图8所示，在一些实施例中，电芯化成设备还包括气体控制柜130，气路控制系统中的第一检测单元109、缓存缸和第二检测单元112安装于气体控制柜130中。

在一些实施例中，本申请还提供了一种气路控制方法，该气路控制方法采用本申请中任一实施例提供的气路控制系统；图9是本申请实施例中的气路控制方法的流程图，参见图9所示，该方法包括，使保护气体经减压阀减压后，经过气动三联件107过滤，以对保护气体的过渡，保护气体经第一质量流量控制器113实现质量流量的控制，电磁阀131控制第一气控阀114，使第一气控阀114打开后，保护气体经第一气控阀114进入汇流管115，在负压装置201的作用下电芯化成中产生的气体进入汇流管115，这样保护气体与电芯化成产生的气体相混合， 经缓存罐110的输入端将混合后的气体存入缓存罐110；第一检测单元109检测预设可燃气体的浓度是否满足第一预设条件，当第一检测单元109检测到缓存罐110的输入端中的混合气体中的预设可燃气体的浓度满足第一预设条件时，第二气控阀123打开，保护气体经第二质量流量控制器122、第二气控阀123进入缓存罐110，以与缓存罐110中的混合气体相混合；当第一检测单元109检测到缓存罐110的输入端中的混合气体中的预设可燃气体的浓度不满足第一预设条件时，第二气控阀123不打开，第二检测单元112预设可燃气体的浓度；当第二检测单元112检测到缓存罐110的输出端流出的混合气体中预设可燃气体的浓度不满足第三预设条件时，即氢气的浓度小于第五预设值和一氧化碳的浓度小于第六预设值时，气体排出。第一质量流量控制器113、第二质量流量控制器122、电磁阀131、第一检测单元109和第二检测单元112分别与主控制器通讯连接，以实现主控制器对其控制。

图10是本申请实施例提供的设备主体101未安装外壳104时的局部结构示意图（主视图），图11是本申请实施例提供的设备主体101未安装外壳104时的又一视角的局部结构示意图（侧视图）；结合图10和图11所示，在一些实施例中，设备主体101包括升降框架203、机架204、化成装置205、伸缩装置及负压装置201，升降框架203具有用于放置托盘300的容置区226；伸缩装置能够带动升降框架203升降，以向化成装置205和负压装置201向容置区226靠近或远离；负压装置201用于向气路控制系统供给电芯化成中产生的气体。

在一些实施例中，设备主体101可以包括三层库位，三层库位沿设备主体101的高度方向分布，而位于最上层的库位其高度可以设计成小于1600mm，这样便于上料；在机架204上设置有一氧化碳报警器216，通过一氧化碳报警器216用于检测电芯化成过程中一氧化碳是否存在泄漏的情况；机架204上还安装有烟雾报警器217，用于检测是否出现火警的情况，以保证电芯化成过程中的安全，烟雾报警器217选用要求在65℃环境下长时间工作，并保证烟雾浓度达到要求后3秒内响应，不能放置在设备主体101的进风口（或回风口）。机架204上还安装有喷淋装置，在烟雾报警装器检测到烟雾时，喷淋装置设备主体101进行喷水，以进行灭火操作；喷淋装置连接喷淋管路218，喷淋管路218以与外部的水源相连通；喷淋装置可以是喷淋头，喷淋头的流量不小于5L/min，水压为0.3Mpa±0.1Mpa，每层库位的所有喷淋头的总注量为20L/min，对于电芯化成设备来说，总流理可以为200L/min，喷淋管路218的管径为16mm；每层的喷淋装置的喷淋管路218是各自独设置，喷淋管路218的可以安装电动阀门或手动阀门。机架204上安装于第一行程开关223，通过第一行程开关223用于对伸缩装置的伸缩量进行限位，以避免伸缩装置压坏电芯。

需要说明的是，在一些其它实施例中，相邻两层库位之间可以设置防火结构，例如防水结构可以为岩棉等防火材质制成。在一些可能实施例中，另外，对于每层库位可以安装急停开关，在遇到紧急情况下，可以通过急停开关，切断每层库位处的各个用电部件的电源供应。在又一实施可能的实施方式中，可以在设备主体101的内部安装加热设备，加热设备的加热温度范围为35℃~65℃，温度均匀度为±5℃，加热设备的升温速度不小于2℃/min，加热设备的温度精度为±1℃；外壳104的内上可以安装保温隔热层，加热设备可以设置有温度控制表和过热保护装置，过热保护装置可以机械式液胀开关，这样可以防干烧和过热；当加热设备的温度超过设定值或排风扇停止运行时可自动断开加热设备的电源，避免安全事故发生。

参见图10所示，升降框架203包括移动轨207和固定轨208，移动轨207的长度方向与固定轨208的长度方向相垂直；移动轨与固定轨之间可以是滑动连接，也可以是移动轨上固定有齿轮，固定轨上设有齿条，移动轨上的齿轮与固定轨上的齿条相啮合，这样通过移动轨207相对于固定轨208的长度方向移动，以调节容置托盘300的容置区226的大小；两根移动轨207之间的区域为容置区226，用于容置托盘300；移动轨207上还可以安装调节螺钉，当调节好容置区226在固定轨208的长度方向上的宽度后，便拧紧螺钉即可，实现移动轨207与固定轨208之间的位置保持相对固定。

参见图10所示，在一些实施例中，机架204包括底架211和固定架212，化成装置205和负压装置201安装于固定架212上。底架211与固定架212通过立杆结构固定连接；立杆可以为金属型材或金属管制成。示例性的，每层库位中化成装置205的数量为3个，负压装置201的数量为3个，每个化成装置205对应一个托盘300，每个负压装置201包括8个负压杯202，这样可以对每个托盘300中的8个电芯分别对应，每个负压杯202的空积不小于120ml；每层的负压装置201连接一独立的负压源，即不同层负压装置201之间采用不同的负压源，负压源的流量大于60L/min；每层的负压装置201具有高真空、低真空、常压切换功能。每个化成装置205包括正极探针模组221和负极探针模组222；正极探针模组221的探针和负极探针模组222的探针分别与电芯接触，以便于实现电芯化成，探针的接触阻抗不大于1mΩ；正极探针模组221和负极探针模组222均包括8个额定电流为120A的探针；每个负压杯202中的吸嘴与探针之间的最小中心距不大于25mm。在化成装置205上还安装有第一温度传感器219，通过对电芯的顶部的温度检测，实现点对点温度检测，其中第一温度传感器219的检测精度为±1℃，采样周期为1Hz，第一温度传感器219的分辨率为0.1℃。每个负压装置201位于每个化成装置205中正极探针模组221和负极探针模组222之间。需要说明的是，图9只示出一层库位的情况。

参见图11所示，伸缩装置包括导向杆213及气缸214，导向杆213的一端与底架211固定连接，导向杆213的另一端与固定架212固定连接；升降框架203上固定有滑套，滑套滑动设置于导向杆213上；气缸214的缸体与固定架212固定连接，气缸214的活塞杆的端部与升降框架203固定连接，气缸214用于驱动升降框架203沿导向杆213的轴向移动。机架204还包括高度伸缩杆215，高度伸缩杆215的一端与升降框架203固定连接；高度伸缩杆215的另一端向固定架212所在方向延伸，这样通过高度伸缩杆215避免固定架212与升降框架203之间的距离过小，导致负压装置201和化成装置205对电芯进行挤压，造成电芯损坏。

在一些实施例中，机架204上还安装有第二温度传感器220，通过第二温度传感器220，以检测每层库位的空间中的温度，这样可以及时发现每层库位是否处安装。第二温度传感器220的检测温度范围不小于1000℃，采样周期为1Hz，检测精度±1℃，第一温度传感器219分辨率0.1℃；对于每层库位的温度，对其温度控制的精度要求要不大于±5℃。

需要说明的是，气缸214还可以由电动缸或液压缸代替；而高度伸缩杆215可以气缸214、电动缸或液压缸；也可以是采用螺杆与套筒螺纹连接的方式实现伸缩，即通过旋拧螺杆伸出套筒的长度，实现高度伸缩杆215的长度的改变。

图12是本申请实施例提供的设备主体101未安装外壳104时的再一视角的局部结构示意图（俯视图）；图13是图12中A处的局部放大示意图；结合图12和图13所示，在一些实施例中，机架204还包括调节组件，调节组件包括齿轮209以及与齿轮209啮合的齿条210，齿条210固定于固定架212上，固定架212上固定安装有刻度尺225，这样便于对正极探针模组221和负极探针模组222之间的距离进行测量；正极探针模组221安装有齿轮209，负极探针模组222安装有齿轮209，以调节正极探针模组221和负极探针模组222之间的距离，通过齿轮209与齿条210相配合，也方便拆卸，以适应不同的托盘300大小；对于不同类型的电芯，其正极柱与负极柱之间间距不同，极柱中心距范围：80mm~300mm，而本申请通过齿轮209、齿条210及刻度尺225，以调节正极探针模组221和负极探针模组222之间的距离，以满足不同类型的电芯的正负极柱之间的中心距要求。升降框架203上还安装有第二行程开关224，通过第二行程开关224，以检测托盘300是否到位，即保证负压装置201和化成装置205分别与电芯相配合。第一行程开关223和第二行程开关224可以采用普通机械行程开关或光电行程开关；通过第一行程开关223和第二行程开关224可以实现到位检测，定位精度为±1mm；另外，设备主体101上还设置有托盘到位指示灯，在第二行程开关224检测到托盘300到位时，托盘到位指示灯亮起，以通过灯光实现到位指示。需要说明的是，设备主体101中的强电和弱电分开走，功率线与控制线气管线可以分开走线。

综上所述，本申请实施例提供的气路控制系统、气路控制方法及电芯化成设备，在正常的电芯化成流程过程中，除了可以进行阶梯式的负压真空控制外，可以在电芯的不同荷电状态阶段，改变加入气路控制系统中的氮气流量，使电芯在化成各荷电状态不同阶段产生的氢气浓度在氢气的爆炸下限的25%以内，以此来避免在产气收集系统内部和外部形成爆炸性气体环境。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。