鉛酸蓄電池在線監測自動化及其實現

張海濤

摘要：鉛酸蓄電池是我國應用時間最長、產量最多、應用范圍最廣的一種蓄電池，有著工作電壓高、短時間內大電流放電、使用溫度范圍寬、成本低、運行可靠的優勢，缺陷在于循環壽命較短，比能量低，主要應用在各類汽車、拖拉機的內燃機中。目前，免維護鉛酸蓄電池是主要的發展方向，但是在生產方式方面還有待完善。因此，文章對其生產自動化改造進行研究，有著一定的理論意義和實踐意義。

關鍵詞：免維護；蓄電池；生產自動化

在新時代下，企業想要加強生產效率，提高自身的經濟收益，就必須將傳統的人工生產方式逐漸轉變為機械化生產。目前，我國在電池群焊方面還存在一定的缺陷，例如在電動汽車電池端子的生產中，為了保證電池的美觀性以及導電性，一般會采用銅芯和鉛基澆鑄的方式。但這種加工方法很容易導致在鑄焊中出現無法脫模的情況。閥控式蓄電池在充電化成下線后，要對電池的每個單格都單獨安裝排氣閥，同時還要通過安裝蓋板保證其安全性。目前，在安裝蓋板時，一般使用膠水黏結的方式，黏結的可靠程度直接影響到電池的性能。這些傳統的生產方式嚴重影響了自動化生產的發展，因此，必須進行針對性的研究，促進免維護式蓄電池的自動化生產。

1我國鉛酸蓄電池產業現狀

近年來，我國在鉛酸蓄電池方面取得了較快的發展。根據相關數據顯示，年增長速度超過了30%。同時，隨著國際競爭的日益激烈，我國也在市場中取得了一定的地位。目前我國已經成為世界上最大的鉛酸蓄電池出口國之一。我國在鉛酸蓄電池技術方面基本已經處于國際領先水平。

經過多年的發展，我國在免維護以及密封鉛酸蓄電池方面取得了明顯的進步，在社會各個領域都有著廣泛的應用。同時，科學技術的發展也促進了蓄電池行業的發展，目前已經成為我國的戰略性產業之一。但是，隨著蓄電池行業的發展，對原材料鉛的需求也越來越大，導致目前鉛酸蓄電池行業利潤己大不如前。

隨著市場的不斷變換，鉛酸蓄電池的生產工藝和技術也在不斷完善，生產水平不斷提高，在比能量、循環壽命等方面都有一定的提升。但是從整體上來看，目前免維護式蓄電池的制造方式大多仍是以人工為主，其中有很多工作對于精確度都有著較高的要求，僅僅通過人工的方式難以保證電池的質量，不僅影響了企業及個人的經濟利益，同時也不利于整個行業的發展。另—方面，隨著信息化時代的到來，社會各個領域都在朝著自動化的方向發展，蓄電池行業也不例外。因此，在免維護式蓄電池的生產過程中，企業必須明確自動化的戰略發展方向，結合企業的實際情況，對產品自動化進行改造，加強企業的自動化程度，從而提高企業的收益，為企業及行業的未來發展奠定基礎。

2目前免維護式蓄電池存在的問題

第一，目前大多數電動汽車的電池端子都是通過鍍錫銅芯澆鑄鉛基結構組成的，難以通過鑄焊底膜開展鑄焊工作。這是因為，當鍍錫銅芯經過高溫鉛液的侵蝕后，通信表面的鍍錫層會受到一定的損壞，影響審美性。同時，銅芯上熱融的錫層也很容易和鑄焊底膜黏結，產生無法脫模的情況。目前，電動汽車的電池鑄焊都是運用過橋極柱鑄焊的方式，在端極柱處預留出一定的位置，之后再進行二次裝梳模焊接端極柱。但是這種方式需要消耗大量的人力、物力，增加投入的成本，同時工作效率也難以提高。

第二，運用合適的蓋板壓住安全閥，可以保證安全閥在工作過程中正常開啟和關閉，保證電池內部氣體的排除與密封效果。目前，在蓋板設計以及安裝上有著較多的方法，例如膠水黏結、超聲波焊接等。但是這2種方法都需要工作人員在較為惡劣的環境下工作，因此需要針對性地設計安裝簡單、功能使用的蓋板。

3改造方案

3.1中蓋與端子L型結構設計

在該方案中，將銅芯端子和鑄焊極群分成2個部分。先將極群和引出極柱作為一個整體，進行鑄焊操作，之后再將銅芯端子和引出極柱焊接在一起。這樣一來，銅芯端子就形成了一個L型結構，在機械焊接時更加方便。同時，后續銅芯端子的引出也更加簡單，大大降低了工作難度，提高了工作效率。

中蓋的設計如圖1所示，設計了矩形的安全閥槽。在安全閥槽中還設置了多個排氣孔，周圍設置了相應的凸墻。同時，在長側邊凸墻的下邊緣處，還設置了多個卡槽，凸墻的外部也配備了一定的卡槽，并將卡槽的缺口設置在中蓋的兩端。在中蓋前段的兩側面上設有對稱的端子卡槽，呈八字形分布。同時兩端的子槽中心線呈現出一個夾角，在端子槽中設有相應的鉛套。在端子槽中，設置了一個固定的凹槽，并在外緣設置了2個凸臺。在中蓋的長側面還設置了提手槽，并在其表面配備了相應的穿繩孔。

在端子的結構設計中，主要由銅芯和銅片兩部分組成。在銅芯的上端面設置了螺紋孔，一般螺紋孔的大小要控制在M5至M12之間。在通信的下端面設置了臺階，保證和銅片有不斷的孔相符合，并進行焊接。在銅片的左端，安裝和電池極柱焊接的極柱孔。此時要注意，極柱孔必須具備一定角度的斜邊，同時深度也要在2mm以上。

端子槽的結構設計如圖2所示。在端子槽的內部，設置了鉛套，截面呈現“北”字形。在鉛套的外緣上設置了距離相同的凸臺和凹槽。這樣一來，通信的螺紋深度可以根據實際情況進行一定程度上的調整。在銅片的左端設置了有一定程度斜坡的極柱孔，這個極柱孔是和鉛套上的端凸臺外緣相搭配的。在這種設計中，引出極柱和極群可以直接通過鑄焊的方式出來，在引出極柱的上端設置了錐度柱頭，在下端設置了有一定脫模斜度的圓柱。

焊接工藝如圖3所示。在焊接時，首先要在L型銅片式端子的極柱孔斜坡面與其背面涂抹上一定的助焊劑，保證焊接的可靠性。接著將其放入到烘箱中加熱烘干。在加熱烘干的過程中，要嚴格遵照相關的標準，溫度必須保持在100℃～150℃之間，時間要控制在20～30min之間。此時，還需要在端子槽里的鉛套以及極柱斷面上涂抹適量的油性助焊劑。接著將L型銅片式端子放在端子槽中，并使其固定，再將焊端子模套房在L型銅片式設計好的區域中。通過孔徑0.3～0.5mm的小嘴槍頭，將引出極柱中的凸臺處理平整，最后將正負極注入彩膠中。

3.2蓋板安裝結構設計

在蓋板安裝結構設計中，首先要根據整個生產流程的要求，結合實際情況進行設計，要盡量簡化生產過程，通過簡單的方式達到封合效果，如圖4所示。蓋板的整體形狀為帶邊沿的長方形，同時在邊緣的內側還設計一定的凸出卡臺，主要是為了保證電池元件之間的良好契合。電池中蓋的安全閥周圍也有一定的卡槽，當蓋板處于完全封合的狀態時，卡臺剛好可以和卡槽完美契合，封合電池的安全閥，提高電池的安全性和可靠性。當電池內部因充電而產生氣體時，氣壓到了一定的程度，安全閥會自動打開排氣，氣體能夠通過卡槽中的縫隙透出，保證電池的實用性。

4結語

通過實踐證明，這種免維護式蓄電池結構較為簡便，不需要通過機械燒模的方式進行焊接，同時也不會對殼體造成損傷。通過助焊劑的運用，可以有效地保證焊接面的牢固性。從整體上來看，提高了電池的品質和生產效率，同時也加強了生產的自動化程度，其中的多個步驟都可以通過自動化生產技術實現，在蓄電池生產的自動化生產上起到了促進作用。