一种电池化成分容设备及其冷却方法

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种电池化成分容设备及其冷却方法。

背景技术

电池化成和分容是电池制造过程中的一个重要的程序。简单的说，电池化成是将电池激活，通过充放电将电池转变为荷电状态，用以清除杂质，改善其活性物质电化学活性的化学和电化学反应过程。目前的电池化成和分容是采用单独的电源机柜和电池机柜，将电源部和电池部分隔开来，电源部集成了电池充放电所需的供电电源以及自身的消防和散热系统；电池部，也称针床部，集成了针床、探针模块、气缸以及自身的消防和散热系统。

采用此种结构进行电池的化成和分容，结构冗杂，体积庞大，占地面积大，需要配备两套消防和散热设备，成本很高，且由于是分开设置的，电源部和电池部通过长导线连接，动力长导线一方面带来成本的提高，另一方面会导致损耗增加，进而导致系统效率降低，而通讯长导线一方面带来成本的提高，另一方面也会引起信号的衰减或干扰。同时，目前的散热系统采用空气循环冷却结构，体积大，能效低，且电池机柜内温度易受到车间环境温度影响而导致机柜间温度不均或机柜内温度控制精度偏离，从而影响设备的使用效果。此外，将设备分成电源机柜和电池机柜，需要使用墙体分隔，线路检查和维护比较困难，同时很难实现模块化设计和布局，也不方便后续增产扩容。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电池化成分容设备及其冷却方法，其将电池化成分容一体式、以及模块化设计，结构紧凑，体积小，节省空间和设备，节约投资成本，且便于增产扩容，同时采用空水冷却结构进行散热，能效高，控温均匀，散热效果好。

本发明采用的技术方案是：

一种电池化成分容设备，包括若干化成分容模块，所述化成分容模块设有柜体、针床单元、冷却单元和消防单元；

所述柜体内设有针床区、冷却区和消防区，所述针床区分别与所述冷却区和所述消防区连通；

所述针床单元位于所述针床区，用于电池的化成分容；

所述消防单元位于所述消防区，用于柜体内的消防；

所述冷却单元设有水冷组件和送风组件，所述水冷组件位于所述冷却区，所述送风组件设置于所述冷却区和/或所述针床区、用于带动所述针床区和所述冷却区的气体循环。

进一步地，若干所述化成分容模块的消防单元单独设置或连通设置。

进一步地，若干所述化成分容模块沿水平方向和/或竖直方向叠合设置扩容。

进一步地，所述针床单元设有控制组件和分别与所述控制组件连接的中位机、配电模块、探针模块和电源模块；

所述中位机和所述配电模块装设于所述针床区上部；

所述探针模块装设于所述针床区下部；

所述电源模块装设于所述针床区上部。

进一步地，所述水冷组件包括进出水管件、换热器、接水盘和排水件；

所述换热器呈倾斜角度装设于所述冷却区；

所述进出水管件与所述换热器连接，所述进出水管件上设有控制阀；

所述接水盘设置于所述换热器下方，用于储放冷凝产生的水体；

所述排水件与所述接水盘连接，用于排出所述接水盘内的水体。

进一步地，所述送风组件包括轴流风扇、涡轮风扇、托盘风扇、探针风扇和电源风扇；

所述涡轮风扇位于所述冷却区顶端，用于将所述针床区的气体引入所述冷却区；

所述轴流风扇位于所述冷却区底端，用于将所述冷却区的气体引入所述针床区；

所述托盘风扇、所述探针风扇和所述电源风扇分设于所述针床区的下部、中部和上部，用于带动所述针床区内的气体由下至上流动。

进一步地，所述消防单元设有排烟风机和消防装置；

所述排烟风机安装于所述消防区，用于排出所述柜体内烟气；

所述消防装置安装于所述消防区，用于所述柜体内的消防。

进一步地，所述电源模块包括AC/DC、DC/DC以及直流开关电源中的一种或多种；

所述AC/DC到DC/DC采用铜排和导线连接。

进一步地，所述柜体设有用于开合的柜门，所述柜门上设置有透视窗。

基于同一发明构思，本申请还提供一种使用上述的电池化成分容设备进行化成分容的冷却方法，包括以下步骤：

柜体内由隔板分隔出针床区和冷却区，并在隔板留置空气流通和循环所需的通道，以将高温区和低温区分隔开来；

在针床区底部安装托盘风扇，向上吹风，为电池充放电过程产生的发热降温；

在针床区的中部安装散热风扇，向上抽风，提供向上的风道，并带走热量；

在针床区的顶端安装电源风扇，向上向后吹风，继续提供向上的风道，并带走热量；

在冷却区的顶部安装涡轮风扇，通过设于隔板的散热通道，将热风引流到冷却区，进而将热风引流到水冷组件；

水冷组件通过水的流量控制以及涡轮风扇的风速控制，将空气温度降到所需的适宜温度；

在冷却区的底部安装轴流风扇，将经过水冷组件降温后产生的冷风引流回针床区，通过托盘风扇向上吹风，完成风道的循环和闭环。

本发明的有益效果如下：

1、本申请提供的电池化成分容设备，包括若干化成分容模块，所述化成分容模块设有柜体、针床单元、冷却单元和消防单元，本申请通过模块化设计，其中的最小模块通过将电源部和电池部集成到一体机内，结构紧凑，体积小，节省空间，便于实现增产和扩容，并通过采用空水冷却方式，能效高，控温均匀，散热效果好，可以满足集成后的散热需求，同时，采用一体设置，可以缩短走线距离，便于信号传输和线路维护，并降低能耗，节约成本；

2、本申请提供的电池化成分容过程的冷却方法，其通过将高温区和低温区分隔开，通过位于针床区的托盘风扇、散热风扇和电源风扇，依次向上吹风，提供向上的风道，并带走热量，之后经过涡轮风扇，将热风引流到冷却区，将空气温度降到所需的适宜温度，由轴流风扇将冷风引流回针床区，通过托盘风扇向上吹风，完成风道的循环和闭环，其通过循环空水冷方式进行散热，能效高，控温均匀，散热效果好。

附图说明

图1为本申请一些实施例中的化成分容模块的结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图；

图5为本申请一些实施例中的若干化成分容模块的增容布局示意图；

图6为本申请一些实施例中的若干化成分容模块的增容布局示意图；

图7为本申请一些实施例中的若干化成分容模块的增容布局示意图；

附图标记说明：柜体1、针床区11、冷却区12、消防区13、柜门14、针床单元2、中位机21、配电模块22、探针模块23、电源模块24、冷却单元3、水冷组件31、进出水管件311、换热器312、接水盘313、排水件314、送风组件32、消防单元4。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～图4所示，本实施例所述的电池化成分容设备，包括若干化成分容模块，所述化成分容模块设有柜体、针床单元、冷却单元和消防单元；

所述柜体内设有针床区、冷却区和消防区，所述针床区分别与所述冷却区和所述消防区连通；

所述针床单元位于所述针床区，用于电池的化成分容；

所述消防单元位于所述消防区，用于柜体内的消防；

所述冷却单元设有水冷组件和送风组件，所述水冷组件位于所述冷却区，所述送风组件设置于所述冷却区和/或所述针床区、用于带动所述针床区和所述冷却区的气体循环。

本实施例通过模块化设计，其中的最小模块通过将电源部和电池部集成到一体机内，结构紧凑，体积小，节省空间，便于实现增产和扩容，并通过采用空水冷却方式，能效高，控温均匀，散热效果好，可以满足集成后的散热需求，同时，采用一体设置，可以缩短走线距离，便于信号传输和线路维护，并降低能耗，节约成本。

一些实施例中，若干所述化成分容模块的消防单元单独设置或连通设置。

本实施例中具体示出，若干化成分容模块的消防单元可以单独设置使用，在扩容时，也可以连通使用，实现相邻几个化成分容模块的消防通道和消防单元的共用，并通过共用消防和排烟通道，节约设备，降低成本，减小占地面积。

一些实施例中，若干所述化成分容模块沿水平方向和/或竖直方向叠合设置扩容。

本实施例中，由于若干化成分容模块是进行模块化设置的，从而在扩容时，可以从水平方向，即长度方向扩容，也可以从竖直方向，即高度方向扩容，参见附图5-7所示，为几种具体的扩容方式，其中图5所示为高度方向扩容示意图；其中图6所示为长度方向扩容示意图，其中图7所示为长度方向和高度方向扩容示意图，在其它实施例中，由于本申请中是采用模块化设置，可以根据生产车间空间，进行长宽方向的模块化的叠加布局，实现扩容。

一些实施例中，所述针床单元设有控制组件和分别与所述控制组件连接的中位机、配电模块、探针模块和电源模块；

所述中位机和所述配电模块装设于所述针床区上部；

所述探针模块装设于所述针床区下部；

所述电源模块装设于所述针床区上部。

本实施例中，具体示出其中的化成分容单元的设置和各部件的布局，其结构简单，布局合理紧凑，化成分容原理为现有技术，此处不做赘述。

一些实施例中，所述水冷组件包括进出水管件、换热器、接水盘和排水件；

所述换热器呈倾斜角度装设于所述冷却区；

所述进出水管件与所述换热器连接，所述进出水管件上设有控制阀；

所述接水盘设置于所述换热器下方，用于储放冷凝产生的水体；

所述排水件与所述接水盘连接，用于排出所述接水盘内的水体。

本实施例中，具体示出，是采用换热器进行水冷降温，其结构简单，控温均匀，散热效果好，同时将换热器倾斜一定角度设置，可以避免结露，控温方便，并通过设置接水盘和排水件，便于将冷凝产生的水体收集至接水盘内，并经排水件排出柜体外，保持柜体内的干洁和系统安全，本实施例结构简单，实用性强。

一些实施例中，所述送风组件包括轴流风扇、涡轮风扇、托盘风扇、探针风扇和电源风扇；

所述涡轮风扇位于所述冷却区顶端，用于将所述针床区的气体引入所述冷却区；

所述轴流风扇位于所述冷却区底端，用于将所述冷却区的气体引入所述针床区；

所述托盘风扇、所述探针风扇和所述电源风扇分设于所述针床区的下部、中部和上部，用于带动所述针床区内的气体由下至上流动。

本实施例中，通过涡轮风扇，可以将针床区的热风引流到冷却区，进而将热风引流到水冷组件，水冷组件通过水的流量控制以及涡轮风扇的风速控制，将空气温度降到所需的适宜温度，然后安装于冷却区底部的轴流风扇将冷风引流回针床区，依次通过托盘风扇、所述探针风扇和所述电源风扇向上吹风，完成风道的气体循环，实现均匀的散热控温。

一些实施例中，所述消防单元设有排烟风机和消防装置；

所述排烟风机安装于所述消防区，用于排出所述柜体内烟气；

所述消防装置安装于所述消防区，用于所述柜体内的消防。

本实施例中，具体示出是通过排烟风机进行烟气排出，其结构简单，排烟方便，而消防装置，可以是现有技术中的用于消防的小型部件，以进行柜体内的消防，以确保安全。

一些实施例中，所述电源模块包括AC/DC、DC/DC以及直流开关电源中的一种或多种；

其中，所述AC/DC到DC/DC采用铜排和导线连接。

本实施例中通过采用铜排和导线连接电源，便于拐角位置的弯折、减少纯铜排拼接电阻、以及减少纯导线连接的布线杂乱，其结构简单，实用性强。

一些实施例中，所述柜体设有用于开合的柜门，所述柜门上设置有透视窗。

本实施例中通过在柜门上设置透视窗，可视化程度高，便于内部电池化成分容过程的观察。

本实施例为上述的电池化成分容设备的冷却方法，包括以下步骤：

柜体内由隔板分隔出针床区和冷却区，并在隔板留置空气流通和循环所需的通道，以将高温区和低温区分隔开来；

在针床区底部安装托盘风扇，向上吹风，为电池充放电过程产生的发热降温；

在针床区的中部安装散热风扇，向上抽风，提供向上的风道，并带走热量；

在针床区的顶端安装电源风扇，向上向后吹风，继续提供向上的风道，并带走热量；

在冷却区的顶部安装涡轮风扇，通过设于隔板的散热通道，将热风引流到冷却区，进而将热风引流到水冷组件；

水冷组件通过水的流量控制以及涡轮风扇的风速控制，将空气温度降到所需的适宜温度；

在冷却区的底部安装轴流风扇，将经过水冷组件降温后产生的冷风引流回针床区，通过托盘风扇向上吹风，完成风道的循环和闭环。

本实施例提供的电池化成分容过程的冷却方法，其通过将高温区和低温区分隔开，通过位于针床区的托盘风扇、散热风扇和电源风扇，依次向上吹风，提供向上的风道，并带走热量，之后经过涡轮风扇，将热风引流到冷却区，将空气温度降到所需的适宜温度，由轴流风扇将冷风引流回针床区，通过托盘风扇向上吹风，完成风道的循环和闭环，其通过循环空水冷方式进行散热，能效高，控温均匀，散热效果好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。