專利名稱：一種動力電池的自動稱重真空注液系統及其注液方法
技術領域：
本發明屬于新能源動力電池領域，特別是涉及一種動力電池的自動稱重真空注液系統及其注液方法。
背景技術：
隨著動力電池對容量及功率的追求，電池的內部預留空間相對越來越小,注液難度也不斷增大。傳統的常壓注液方法采用多次注液，一般需要2-3次注液才能滿足注液量的要求，為了保證注液量每次注液前后都需要稱量，效率非常低且注液量不準。也有部分工藝采用負壓注液的方法，即對電池先注液然后抽真空浸潤，采用此方法后電池注液速度有所增加，但是對電池抽真空容易造成電解液損失，抽真空后還需要對電池進行補液，操作也非常復雜。
發明內容
本發明設計了一種動力電池的自動稱重真空注液系統及其注液方法，其解決了動力電池注液難度大、操作復雜、效率低且注液量不準確的問題。為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案
一種動力電池的自動稱重真空注液系統，包括儲液進液模塊(I)、稱重模塊(2)和注液模塊(3)，電解液在正負壓差的作用下，經所述儲液進液模塊(I)進入所述稱重模塊(2)自動稱重后，再經所述注液模塊(3)注入電池電芯(34)中，其特征在于所述注液模塊(3)包括一個注液緩沖裝置(33)和電池電芯(34)，當電解液未能全部進入到所述電池電芯(34)時,通過重復多次對注液緩沖裝置(33)和所述電池電芯(34)抽真空和輸入干燥氣體的方式，使得所述注液緩沖裝置(33)中電解液充分注入到所述電池電芯(34)中從而使得整個注液過程無電解液損失，也無需反復稱量電池重量。進一步，所述注液緩沖裝置(33)的下出口與所述電池電芯(34)的注液孔相連通；所述注液緩沖裝置(33)通過真空管111(31)、干燥氣管111(32)、輸液管II (25)分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置、所述稱重模塊(2)的稱重儲液罐(22)相連接；所述真空管III(31)、干燥氣管III(32)和輸液管II (25)上分別設置有閥門。進一步，所述稱重模塊(2)還包括電子稱(21)，所述稱重儲液罐(22)設置在所述電子稱(21)上，所述稱重儲液罐(22)通過真空管II (23)、干燥氣管II (24)、輸液管I (12)分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置、儲液桶(11)相連接，所述真空管II (23)、干燥氣管II (24)和輸液管I (12)上也分別設置有閥門。進一步，所述儲液進液模塊(I)包括所述儲液桶(11)，所述儲液桶(11)通過干燥氣管I (13)與干燥氣體儲存裝置相連接；所述干燥氣管I (13)上設置有閥門。進一步，還包括控制模塊，電解液的輸送、稱重和注液均在所述控制模塊的控制下自動完成；所述閥門均是電磁閥。一種動力電池的自動稱重真空注液方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :注液前，先調整所述電子稱(21)的重量設定值；
步驟2:開始注液時，依次開啟真空管II (23)、干燥氣管I (13)和輸液管I (12)上的閥門，儲液桶(11)中為正壓，稱重儲液罐(22)中為真空，電解液通過輸液管I (12)進入稱重儲液罐(22)中，當稱重儲液罐(22)中的電解液重量達到電子稱(21)的設定值時，根據電子稱(21)的反饋信號，依次關閉輸液管I (12)、干燥氣管I (13)和真空管II (23)上的閥門；
步驟3 :開啟真空管111(31)上的閥門對注液緩沖裝置(33)和電池電池電芯(34)進行抽真空，注液緩沖裝置(33)和電池電芯(34)內部真空后，關閉真空管111(31)；
步驟4 :依次打開干燥氣管II (24)和輸液管II (25)，稱重儲液罐(22)中為正壓，電解液通過輸液管II (24)全部進入注液緩沖裝置(33 )和電池電芯(34)后，再依次關閉輸液管II
(25)和干燥氣管II (24)；
步驟5 :打開干燥氣管111(32)，注液緩沖裝置(33)中是正壓，電池電芯(34)中是真空，注液緩沖裝置(33)中的電解液會在氣壓的作用下注入電池電芯(34)中；然后，關閉干燥氣管III (32)；
步驟6 :如果注液緩沖裝置(33)中的電解液未能全部進入電池電芯(34)中，重復步驟3和步驟5。
進一步，上述各步驟中，經抽真空后的真空度彡0. 09MPa。進一步，所述干燥氣體是高純氮氣，純度彡99. 9% ;高純氮氣壓力值彡0. IMPa0進一步，上述步驟1-6中，所述各輸液管、真空管、干燥氣管的開啟與關閉均通過控制模塊控制各閥門進行實現。該動力電池的自動稱重真空注液系統及其注液方法具有以下有益效果
(I)本發明采用真空注液的方法，在正負壓差的作用下，快速連貫的完成了電解液的輸送、稱重和注液，解決了動力電池注液難度大、效率低的問題。(2)本發明中由于設置了注液緩沖裝置，整個注液過程無電解液損失，在稱重儲液罐中稱量完畢的電解液會全部注入電池電芯中，無需反復稱量電池重量，注液量準確。(3)本發明中干燥氣體選用高純氮氣，減少了對電解液的污染，又成本低廉。(4)本發明還設置有控制模塊，使得電解液的輸送、稱重和注液自動完成，提高了電池注液的自動化水平，利于大規模作業，減輕了工作人員的勞動強度、提高了生產率。(5)本發明中的稱重模塊，可以通過調節稱重上限調節每次注液量，應用靈活。
圖I :本發明動力電池的自動稱重真空注液系統的結構示意圖。附圖標記說明
I—儲液進液模塊；11—儲液桶；12—輸液管I ;121—第一電磁閥；13—干燥氣管I ;131 一第二電磁閥；2—稱重模塊；21—電子稱；22—稱重儲液Sil ;23一真空管II ；231 一第二電磁閥；24—干燥氣管II ；241一第四電磁閥；25—輸液管II ；251一第五電磁閥；3—注液模塊；31—真空管III ；311一第六電磁閥；32—干燥氣管III ；321一第七電磁閥；33—注液緩沖裝置；34—電池電芯。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明做進一步說明
圖I示出了一種動力電池的自動稱重真空注液系統的結構示意圖，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。包括儲液進液模塊I、稱重模塊2、注液模塊3以及控制模塊；儲液進液模塊I儲存待注液電解液，需要注液時在正壓的作用下將電解液通過輸送管路輸送至稱重模塊。稱重模塊2稱量限制進入稱重模塊的 電解液重量，可以通過調節稱重上限調節每次注液量。注液模塊3下端與電池注液孔相連，采用抽真空注液的方法先抽真空再注液，如注液難度較大可以多次抽真空；抽真空過程中被抽出的電解液可以在下次注液時注入電池，不會引起電解液的損失。控制模塊控制儲液進液模塊I、稱重模塊2和注液模塊3配合工作，使得電解液的輸送、稱重和注液均在控制模塊的控制下自動完成，高效準確的實現動力電池的注液。儲液進液模塊I包括儲液桶11、輸液管I和干燥氣管I，輸液管I和干燥氣管I上分別設置有第一電磁閥121和第二電磁閥131，儲液桶11通過干燥氣管I和干燥氣體儲存裝置連接，通過第二電磁閥131控制干燥氣體的通斷，儲液桶11通過輸液管I與稱重模塊2中的稱重儲液罐22連接，通過第一電磁閥121控制電解液的通斷。稱重模塊2包括電子稱21、稱重儲液罐22、真空管II、干燥氣管II和輸液管II，真空管II、干燥氣管II和輸液管II上分別設置有第三電磁閥231、第四電磁閥241和第五電磁閥251。稱重儲液罐22通過真空管II、干燥氣管II分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置連接，通過相應的電磁閥控制通斷，稱重儲液罐22通過輸液管II和注液模塊3中的注液緩沖裝置33連接，通過第五電磁閥251控制電解液的通斷。稱重儲液罐22設置在電子稱21上。注液模塊3包括注液緩沖裝置33、真空管III、干燥氣管III和電池電芯34，真空管III和干燥氣管III上分別設置有第六電磁閥311和第七電磁閥321，注液緩沖裝置33通過真空管III、干燥氣管III分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置連接，通過相應的電磁閥控制通斷，注液緩沖裝置33下出口通過卡箍與電池電芯34的注液孔相連。注液前，先調整電子稱21的重量設定值，電子稱21提供信號控制輸液管I的第一電磁閥121的啟停。當稱重儲液罐22中的電解液未達到電子稱21的設定重量時，第一電磁閥121始終開啟；當稱重儲液罐22中的電解液達到電子稱21的設定值時，控制模塊根據電子稱21的反饋信號關閉第一電磁閥121關閉。干燥氣管I、干燥氣管II、干燥氣管III中接高純氮氣，氮氣純度在99. 9%以上，氮氣壓力值調整為0. IMPa0真空管II、真空管III分別和抽真空裝置相連接，真空管II、真空管III中為真空，真空度彡-0. 09MPa。開始注液時，依次通過第三電磁閥231、第二電磁閥131、第一電磁閥121控制開啟真空管II、干燥氣管I、輸液管I的開關，儲液桶11中為正壓0. 2MPa，稱重儲液罐22中為真空，真空度彡-0. 09MPa,電解液通過輸液管I進入稱重儲液罐22中，當電解液重量達到電子稱21的設定值時，控制模塊依次關閉第一電磁閥121、第三電磁閥231、第二電磁閥131。此時開啟真空管III的第六電磁閥311對注液緩沖裝置33和電池電芯34抽真空，注液緩沖裝置33和電池電芯34內部真空度降至彡-0. 09MPa，通過第六電磁閥311關閉真空管III。通過第四電磁閥241和第五電磁閥251打開干燥氣管II和輸液管II，電解液通過輸液管II全部進入注液緩沖裝置33和電池電芯34中，通過第五電磁閥251、第四電磁閥241關閉輸液管II、干燥氣管II，通過第七電磁閥321打開干燥氣管III，注液緩沖裝置33中氣壓為正，注液緩沖裝置33中的電解液會在氣壓的作用下注入電池電芯34中，關閉干燥氣管III。如果電解液從注液緩沖裝置33注入電池電芯34的過程比較困難，可以開啟真空管III對電池電芯34抽真空，然后再打開干燥氣管III，在真空與壓力的反復作用下使電解液注入電池電芯34中。且在重復對電池電芯34抽真空時電解液只會回到注液緩沖裝置33中，并不會因為抽真空而損失掉。整個注液過程無電解液損失，在稱重儲液罐22中稱量完畢的電解液會全部注入電池電芯34中，無需反復稱量電池重量。實例中各管路、真空管道、干燥氣體(高純氮氣)管路的開啟與關閉均可以通過控制模塊控制各電磁閥進行實現。上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現并不受上述方式 的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種動力電池的自動稱重真空注液系統，包括儲液進液模塊(I)、稱重模塊(2)和注液模塊(3)，電解液在正負壓差的作用下，經所述儲液進液模塊(I)進入所述稱重模塊(2)自動稱重后，再經所述注液模塊(3)注入電池電芯(34)中，其特征在于所述注液模塊(3)包括一個注液緩沖裝置(33)和電池電芯(34)，當電解液未能全部進入到所述電池電芯(34)時，通過重復多次對注液緩沖裝置(33)和所述電池電芯(34)抽真空和輸入干燥氣體的方式，使得所述注液緩沖裝置(33)中電解液充分注入到所述電池電芯(34)中從而使得整個注液過程無電解液損失，也無需反復稱量電池重量。
2.根據權利要求I所述的動力電池的自動稱重真空注液系統，其特征在于所述注液緩沖裝置(33)的下出口與所述電池電芯(34)的注液孔相連通；所述注液緩沖裝置(33)通過真空管111(31)、干燥氣管111(32)、輸液管II (25)分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置、所述稱重模塊(2)的稱重儲液罐(22)相連接；所述真空管111(31)、干燥氣管111(32)和輸液管II (25)上分別設置有閥門。
3.根據權利要求I或2所述的動力電池的自動稱重真空注液系統，其特征在于所述稱重模塊(2)還包括電子稱(21)，所述稱重儲液罐(22)設置在所述電子稱(21)上，所述稱重儲液罐(22)通過真空管II (23)、干燥氣管II (24)、輸液管I (12)分別和抽真空裝置、干燥氣體儲存裝置、儲液桶(11)相連接，所述真空管II (23)、干燥氣管II (24)和輸液管I(12)上也分別設置有閥門。
4.根據權利要求3所述的動力電池的自動稱重真空注液系統，其特征在于所述儲液進液模塊(I)包括所述儲液桶(11)，所述儲液桶(11)通過干燥氣管I (13)與干燥氣體儲存裝置相連接；所述干燥氣管I (13)上設置有閥門。
5.根據權利要求I至4任一所述的動力電池的自動稱重真空注液系統，其特征在于還包括控制模塊，電解液的輸送、稱重和注液均在所述控制模塊的控制下自動完成；所述閥門均是電磁閥。
6.根據權利要求5任一所述的動力電池的自動稱重真空注液系統，其特征在于所述干燥氣體是高純氮氣，純度彡99. 9% ;高純氮氣壓力值彡0. IMPa0
7.一種動力電池的自動稱重真空注液方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I :注液前，先調整所述電子稱(21)的重量設定值； 步驟2:開始注液時，依次開啟真空管II (23)、干燥氣管I (13)和輸液管I (12)上的閥門，儲液桶(11)中為正壓，稱重儲液罐(22)中為真空，電解液通過輸液管I (12)進入稱重儲液罐(22)中，當稱重儲液罐(22)中的電解液重量達到電子稱(21)的設定值時，根據電子稱(21)的反饋信號，依次關閉輸液管I (12)、干燥氣管I (13)和真空管II (23)上的閥門； 步驟3 :開啟真空管111(31)上的閥門對注液緩沖裝置(33)和電池電池電芯(34)進行抽真空，注液緩沖裝置(33)和電池電芯(34)內部真空后，關閉真空管111(31)； 步驟4 :依次打開干燥氣管II (24)和輸液管II (25)，稱重儲液罐(22)中為正壓，電解液通過輸液管II (24)全部進入注液緩沖裝置(33 )和電池電芯(34)后，再依次關閉輸液管II(25)和干燥氣管II (24)； 步驟5 :打開干燥氣管111(32)，注液緩沖裝置(33)中是正壓，電池電芯(34)中是真空，注液緩沖裝置(33)中的電解液會在氣壓的作用下注入電池電芯(34)中；然后，關閉干燥氣管III (32)； 步驟6 :如果注液緩沖裝置(33)中的電解液未能全部進入電池電芯(34)中，重復步驟3和步驟5。
8.根據權利要求7所述的動力電池的自動稱重真空注液方法，其特征在于上述各步驟中，經抽真空后的真空度≤0. 09MPa。
9.根據權利要求8所述的動力電池的自動稱重真空注液方法，其特征在于所述干燥氣體是高純氮氣，純度> 99. 9% ;高純氮氣壓力值> 0. IMPa0
10.根據權利要求7至10任一所述的動力電池的自動稱重真空注液方法，其特征在于上述步驟1-6中，所述各輸液管、真空管、干燥氣管的開啟與關閉均通過控制模塊控制各閥門進行實現。
全文摘要
本發明涉及一種動力電池的自動稱重真空注液系統及其注液方法，其特征在于包括儲液進液模塊(1)、稱重模塊(2)、注液模塊(3)和控制模塊，電解液在正負壓差的作用下，經所述儲液進液模塊(1)進入所述稱重模塊(2)稱重后，再經所述注液模塊(3)注入電池電芯(34)中。所述注液模塊(3)包括注液緩沖裝置(33)，使得整個注液過程無電解液損失，在稱重儲液罐中稱量完畢的電解液會全部注入電池電芯(34)中，無需反復稱量電池重量，注液速度快、注液量準確。
文檔編號H01M2/36GK102751467SQ20121023872
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者翟冬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司