永磁感应加热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种永磁感应加热装置及方法，包括磁体飞轮、电芯夹持单元和动力单元；其中，磁体飞轮由磁轭飞轮和强磁铁组成，动力单元由电机和减速机组成，带动磁体飞轮转动，使电芯切割磁感应线运动产生焦耳热。本发明专利技术区别于传统的传导加热和中高频感应加热方式，利用强磁场低频加热方法，在保持较高加热效率的同时，可显著提高电芯加热温度的均匀性，避免局部过热的问题。

Permanent magnet induction heating device and method

The invention provides a permanent magnet induction heating device and method, including a magnet flywheel, an electric core clamping unit and a power unit; wherein, the magnet flywheel is composed of a magnet yoke flywheel and a strong magnet, and the power unit is composed of a motor and a reducer, which drives the magnet flywheel to rotate and causes the movement of the magnetic induction line cut by the electric core to generate Joule heat. The invention is different from the traditional conduction heating and medium and high frequency induction heating methods. By using the high magnetic field and low frequency heating method, the uniformity of the heating temperature of the electric core can be significantly improved while maintaining the high heating efficiency, and the problem of local overheating can be avoided.

【技术实现步骤摘要】
永磁感应加热装置及方法
本专利技术涉及动力电池制造
，具体地，涉及一种永磁感应加热装置及方法，尤其涉及一种用于锂电池多层电芯加热除湿的低频永磁感应加热装置。
技术介绍
随着技术的不断发展，锂离子动力电池已广泛用于汽车行业，未来有望取代内燃机成为汽车的主要动力源。动力电池一般由电池包和保护电路板组成。电池包由多个电池模组组成，模组包含多个电芯单元。目前，动力电池电芯的主要构型有圆柱卷绕式、方形层叠式和方形卷绕式三种，都是由极片和隔膜或叠绕而成，随着电池容量越来越大，电芯叠绕层数越来越高。锂离子动力电池在注液烘烤前需去除电芯内的水汽，通过常规的腔体式真空烤箱烘烤，通过热辐射的方式加热，一般烘烤时间需要24小时以上，同时需要不断的加热、抽真空、充入氮气或干燥气体等多个操作循环，要达到锂电池电芯的干燥效果，需要耗费大量的时间和能源损耗，专利文献CN105655628A提供了一种接触式传导加热方法，将电芯除湿时间缩短至1-2小时，但对于缩短整个电芯生产周期来说，仍然需要进一步优化。要实现电芯整体除湿，就需要电芯内外一致达到较高温度，而接触式传导加热方式受制于高分子材料隔膜较低的热传导率，存在明显的技术瓶颈，尤其对于层数较多的电芯产品，温度由外表面至内部存在一个明显的温度梯度，需要较长时间才能达到内外一致的均匀加热。对于工业化生产来说，缩短生产周期就是创造利润，因而行业一直积极寻求更加快速、高效的锂离子电池的干燥方法。电磁感应加热技术以其高加热速率等优点广泛应用于金属冶炼和成型领域，目前主要为中高频交流感应加热，利用电磁感应原理在金属中产生感应电流进行加热，但中高频有明显的趋肤效应，存在透热深度低的问题，其感生出的涡流主要集中于金属外层，这也是电磁屏蔽原理。对于电芯这类多层结构，趋肤效应会更加明显，因而中高频交流感应加热技术难以实际应用于电芯加热除湿。因此，提供一种永磁感应加热装置及方法具有较高的实用价值和意义。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种永磁感应加热装置及方法。根据本专利技术提供的一种永磁感应加热装置，包括磁体飞轮、电芯夹持单元以及动力单元；所述动力单元与磁体飞轮传动相连，即所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动；所述磁体飞轮包括电芯空间；所述电芯夹持单元固定设置在电芯空间内。优选地，所述磁体飞轮包括磁轭飞轮和磁铁；两个所述磁轭飞轮相对设置，合围形成电芯空间；两组所述磁铁分别以设定的排列方式设置在电芯空间内部一侧的磁轭飞轮上；所述磁铁在磁轭飞轮上的排列方式为周向相临磁铁磁极反向交错排列，所用磁铁形状包括矩形、梯形或者其他设定的形状。优选地，两个所述磁轭飞轮可调节距离地相对设置。优选地，所述电芯夹持单元包括距离可调节的夹持结构，能够夹持设定尺寸范围内的不同形状的电芯。优选地，所述动力单元包括电机、减速机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合；所述电机、减速电机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合与磁体飞轮传动相连。优选地，所述电芯夹持单元采用的材质包括非导磁材料和/或磁导率低于设定值的材料。优选地，所述磁铁采用的材质包括稀土永磁材料。根据本专利技术提供的一种永磁感应加热装置，包括磁体飞轮、电芯夹持单元以及动力单元；所述动力单元与磁体飞轮传动相连，即所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动；所述磁体飞轮包括电芯空间；所述电芯夹持单元固定设置在电芯空间内；所述磁体飞轮包括磁轭飞轮和磁铁；两个所述磁轭飞轮相对设置，合围形成电芯空间；两组所述磁铁分别以设定的排列方式设置在电芯空间内部一侧的磁轭飞轮上；所述磁铁在磁轭飞轮上的排列方式为周向相临磁铁磁极反向交错排列，所用磁铁形状包括矩形、梯形或者其他设定的形状。优选地，两个所述磁轭飞轮可调节距离地相对设置。两个所述磁轭飞轮可调节距离地相对设置；所述电芯夹持单元包括距离可调节的夹持结构，能够夹持设定尺寸范围内的不同形状的电芯；所述动力单元包括电机、减速机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合；所述电机、减速电机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合与磁体飞轮传动相连；所述电芯夹持单元采用的材质包括非导磁材料和/或磁导率低于设定值的材料；所述磁铁采用的材质包括稀土永磁材料。根据本专利技术提供的一种永磁感应加热方法，利用上述的永磁感应加热装置，包括加热起步步骤；加热起步步骤：所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动，固定于电芯夹持单元上的电芯切割磁感线，直至电芯表面温度到达目标温度的设定比例。优选地，所述永磁感应加热方法还包括温度均匀步骤；温度均匀步骤：当电芯表面温度到达目标温度的设定比例后，逐步降低磁体飞轮的速度，直至电芯整体加热至目标温度并维持。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的永磁感应加热装置，具有结构简单、加热效率高、泛用性强的优点；2、本专利技术提供的永磁感应加热装置，具有透热深度大、加热均匀的优点；3、本专利技术提供的永磁感应加热装置及方法，能够有效提升生产效率。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为低频永磁感应加热装置总体结构示意图；图2为低频永磁感应加热装置飞轮磁体的第一结构示意图；图3为夹持单元结构示意图；图4为低频永磁感应加热装置飞轮磁体的第二结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。据本专利技术提供的一种永磁感应加热装置，包括磁体飞轮、电芯夹持单元以及动力单元；所述动力单元与磁体飞轮传动相连，即所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动；所述磁体飞轮包括电芯空间；所述电芯夹持单元固定设置在电芯空间内；所述磁体飞轮包括磁轭飞轮和磁铁；两个所述磁轭飞轮相对设置，合围形成电芯空间；两组所述磁铁分别以设定的排列方式设置在电芯空间内部一侧的磁轭飞轮上；所述磁铁在磁轭飞轮上的排列方式为周向相临磁铁磁极反向交错排列，所用磁铁形状包括矩形、梯形或者其他设定的形状。优选地，两个所述磁轭飞轮可调节距离地相对设置。所述电芯夹持单元包括距离可调节的夹持结构，能够夹持设定尺寸范围内的不同形状的电芯；所述动力单元包括电机、减速机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合；所述电机、减速电机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合与磁体飞轮传动相连。所述电芯夹持单元采用的材质包括非导磁材料和/或磁导率低于设定值的材料；所述磁铁采用的材质包括稀土永磁材料。根据本专利技术提供的一种永磁感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁感应加热装置，其特征在于，包括磁体飞轮、电芯夹持单元以及动力单元；/n所述动力单元与磁体飞轮传动相连，即所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动；/n所述磁体飞轮包括电芯空间；所述电芯夹持单元固定设置在电芯空间内。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁感应加热装置，其特征在于，包括磁体飞轮、电芯夹持单元以及动力单元；
所述动力单元与磁体飞轮传动相连，即所述磁体飞轮能够在动力单元的作用下以设定的方向和速度运动；
所述磁体飞轮包括电芯空间；所述电芯夹持单元固定设置在电芯空间内。


2.根据权利要求1所述的永磁感应加热装置，其特征在于，所述磁体飞轮包括磁轭飞轮和磁铁；
两个所述磁轭飞轮相对设置，合围形成电芯空间；两组所述磁铁分别以设定的排列方式设置在电芯空间内部一侧的磁轭飞轮上；
所述磁铁在磁轭飞轮上的排列方式为周向相临磁铁磁极反向交错排列，所用磁铁形状包括矩形、梯形或者其他设定的形状。


3.根据权利要求2所述的永磁感应加热装置，其特征在于，两个所述磁轭飞轮可调节距离地相对设置。


4.根据权利要求1所述的永磁感应加热装置，其特征在于，所述电芯夹持单元包括距离可调节的夹持结构，能够夹持设定尺寸范围内的不同形状的电芯。


5.根据权利要求1所述的永磁感应加热装置，其特征在于，所述动力单元包括电机、减速机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合；所述电机、减速电机以及永磁直驱电机中的任一种或任多种组合与磁体飞轮传动相连。


6.根据权利要求4所述的永磁感应加热装置，其特征在于，所述电芯夹持单元采用的材质包括非导磁材料和/或磁导率低于设定值的材料。


7.根据权利要求2所述的永磁感应加热装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：常同旭，马化韬，姚林朋，郑旭，朱佳敏，
申请(专利权)人：上海超导科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31