动力电池化成工艺智能调度追溯系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及动力电池技术领域，公开一种动力电池化成工艺智能调度追溯系统及方法，以实现生产过程中的调度智能性和产品追溯的便捷性。系统包括：打印电池码的打码装盘机；设置有可读写的RFID芯片和矩阵式单元格的电池容器托盘；中心服务器；化成柜的各卡槽结构中设有用于读取电池容器托盘RFID芯片信息的读写器；当电池容器托盘在化成柜放置完成后，由边缘计算服务器根据初始化的生产工艺控制化成柜进行正常充放电过程，并将各电池的充放电数据记录在系统溯源的关联信息中；关联信息还包括各电池码与相对应托盘RFID信息、托盘内相对应单元格的编码信息及化成柜的点位信息；系统还包括基于RFID芯片信息按照容量段分拣电池的分拣装置。

【技术实现步骤摘要】
动力电池化成工艺智能调度追溯系统及方法
本专利技术涉及动力电池
，尤其涉及一种动力电池化成工艺智能调度追溯系统及方法。
技术介绍
动力锂电池生产制造过程可分为正负极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。其中，电芯激活检测包括电芯化成、分容检测等。化成分容是电芯一致性、良品率等各项指标能否达到要求的关键性检测工序，是电池封装前的最后一道防线。一方面，从目前企业生产状况来看，化成分容这一环节仍以人工搬运、人工上下柜、人工分拣以及半自动化化成设备为主，且在生产上无法实现单支电池在化成工艺的生产追溯，极大限制了电池设备整线自动化、数字化、智能化的进程，同时增加了企业人力成本、降低了生产效率以及给电池的性能增加了不可控因素。另一方面，受动力电池生产工艺的制约，单体电芯在制造出来后的内阻、电压、容量、电流等参数一致性不高。因此，在工艺上就采用化成分容设备通过充放电过程来提高一致性，但在化成分容过程中常常伴随着设备老化、精度低、故障、人为主观因素等问题，导致化成分容设备误判或分容精度不高，不仅增加重复检测工作量，同时还可能为后续使用带来隐患。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种动力电池化成工艺智能调度追溯系统及方法，以实现生产过程中的调度智能性和产品追溯的便捷性。为达上述目的，本专利技术公开动力电池化成工艺智能调度追溯系统，包括：打码装盘机，用于根据编码规则自动将电池码打印在电池表面，并依托机械手自动装入电池容器托盘；所述电池容器托盘，设置有可重复读写的RFID芯片和矩阵式单元格，各所述单元格用于盛装电池并设有与化成柜进行充放电配合的卡槽结构；中心服务器，用于设置所述电池容器托盘内各单元格的编码规则，并将各电池码与相对应单元格的编码信息及托盘RFID信息关联并记录在系统中，然后指令抓取型AGV将所述电池容器托盘嵌入所述化成柜的对应位置中；所述化成柜的各卡槽结构中设有用于读取所述电池容器托盘RFID芯片信息的读写器，相应的读写器将读取的RFID芯片信息上传关联的边缘计算服务器和所述中心服务器；所述中心服务器还用于当所述电池容器托盘放置完成后，发送启动指令给所述边缘计算服务器，由所述边缘计算服务器根据初始化的生产工艺控制化成柜进行正常充放电过程，并将各电池的充放电数据记录在系统溯源的关联信息中；所述关联信息还包括各电池码与相对应托盘RFID信息、托盘内相对应单元格的编码信息及化成柜的点位信息；所述系统还包括：与所述中心服务器建立通信连接的分拣装置，用于通过扫描传送带传送的电池容器托盘的RFID芯片信息，然后根据读取的RFID芯片信息获取由所述边缘计算服务器根据充放电数据得出的化成分容结果，并根据该化成分容结果按照容量段分拣电池。优选地，所述打码装盘机包括：电池上料机械手、电池传送带、喷码装置、控制系统、RFID读写器、装盘机械手、码垛机器人以及其他辅助设备。优选地，所述化成柜的充放电数据包括化成柜点位信息、充放电电压、充放电电流、充放电电阻、充放电电容以及时间戳等全部时序数据。优选地，所述电池容器托盘RFID标签里存储的信息包括电池批次号、型号、主材、容量段。优选地，所述边缘计算服务器还用于采用基于数据驱动的设备故障诊断算法以及构建简化的电池机理模型，实现化成柜以及电池异常诊断。优选地，所述中心服务器还用于根据所述边缘计算服务器所控化成柜负载情况，动态排产化成柜生产任务，并根据生产任务、AGV的状态、化成柜负载情况规划AGV最优路径。为达上述目的，本专利技术还公开一种动力电池化成工艺智能调度追溯方法，包括：步骤S1、在电池容器托盘部署可重复读写的RFID芯片和矩阵式单元格，各所述单元格用于盛装电池并设有与化成柜进行充放电配合的卡槽结构；步骤S2、由中心服务器设置所述电池容器托盘内各单元格的编码规则(如：后续实施例中的固定式的电池容器托盘各单元格的编码规则，A1-J10)，以打码装盘机根据编码规则(该编码规则与前述单元格的编码规则是不同概念，作为一种可选方式，可由中心服务器是根据电池编码规则动态分配单支电池的编码规则，电池的编码规则可以携带前述的单元格的编码规则，可以直接携带，也可以通过特定算法进行数据转换等)自动将电池码打印在电池表面，并依托机械手自动装入电池容器托盘；同时，所述中心服务器将各电池码与相对应单元格的编码信息及托盘RFID信息关联并记录在系统中，然后指令抓取型AGV将所述电池容器托盘嵌入所述化成柜的对应位置中；步骤S3、以所述化成柜的各卡槽结构中设置用于读取所述电池容器托盘RFID芯片信息的读写器将读取的RFID芯片信息上传关联的边缘计算服务器和所述中心服务器；步骤S4、当所述电池容器托盘放置完成后，所述中心服务器发送启动指令给所述边缘计算服务器，由所述边缘计算服务器根据初始化的生产工艺控制化成柜进行正常充放电过程，并将各电池的充放电数据记录在系统溯源的关联信息中；所述关联信息还包括各电池码与相对应托盘RFID信息、托盘内相对应单元格的编码信息及化成柜的点位信息；步骤S5、以与所述中心服务器建立通信连接的分拣装置通过扫描传送带传送的电池容器托盘的RFID芯片信息，然后根据读取的RFID芯片信息获取由所述边缘计算服务器根据充放电数据得出的化成分容结果，并根据该化成分容结果按照容量段分拣电池。优选地，所述打码装盘机根据编码规则自动将电池码打印在电池表面包括：打码装盘机的操作人员利用扫描枪按照批次扫描将要打码装盘的电池，扫描获得电池批次信息通过所述打码装盘机的控制系统，控制系统通过传递电池批次信息到所述中心服务器，中心服务器接收到批次信息后，根据预先设定好的编码规则动态生成电池编码，并将生成的编码下发到控制系统中，同时触发所述打码装盘机开始工作，打码装盘机默认情况下按照所述容器托盘的最大容量控制机械手进行装盘，装盘完成后控制系统读取托盘RFID的ID信息并将其与装盘电池编码关联，控制系统将关联完成后的信息上传至所述中心服务器中。优选地，本专利技术方法还包括：所述中心服务器根据实时监控边缘计算服务器所控化成柜负载情况，动态排产化成柜生产任务，并根据生产任务、AGV的状态、化成柜负载情况规划AGV最优路径，并驱动相应AGV进行物料搬运，最后将电池容器托盘固定到相应化成柜卡槽中。进一步地，本专利技术方法还包括：所述边缘计算服务器采用基于数据驱动的设备故障诊断算法以及构建简化的电池机理模型，实现化成柜以及电池异常诊断。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于可重复读写的RFID芯片信息将电池码与化成工艺过程中的运转流程和充放电数据进行强关联，在实现生产过程智能性调度(包括码垛、抓取和分拣等)的同时也便于用于根据电池码便捷地进行产品追溯；并确保了生产过程的控制精度。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，包括：/n打码装盘机，用于根据编码规则自动将电池码打印在电池表面，并依托机械手自动装入电池容器托盘；/n所述电池容器托盘，设置有可重复读写的RFID芯片和矩阵式单元格，各所述单元格用于盛装电池并设有与化成柜进行充放电配合的卡槽结构；/n中心服务器，用于设置所述电池容器托盘内各单元格的编码规则，并将各电池码与相对应单元格的编码信息及托盘RFID信息关联并记录在系统中，然后指令抓取型AGV将所述电池容器托盘嵌入所述化成柜的对应位置中；/n所述化成柜的各卡槽结构中设有用于读取所述电池容器托盘RFID芯片信息的读写器，相应的读写器将读取的RFID芯片信息上传关联的边缘计算服务器和所述中心服务器；/n所述中心服务器还用于当所述电池容器托盘放置完成后，发送启动指令给所述边缘计算服务器，由所述边缘计算服务器根据初始化的生产工艺控制化成柜进行正常充放电过程，并将各电池的充放电数据记录在系统溯源的关联信息中；所述关联信息还包括各电池码与相对应托盘RFID信息、托盘内相对应单元格的编码信息及化成柜的点位信息；/n所述系统还包括：/n与所述中心服务器建立通信连接的分拣装置，用于通过扫描传送带传送的电池容器托盘的RFID芯片信息，然后根据读取的RFID芯片信息获取由所述边缘计算服务器根据充放电数据得出的化成分容结果，并根据该化成分容结果按照容量段分拣电池。/n...

【技术特征摘要】
1.一种动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，包括：
打码装盘机，用于根据编码规则自动将电池码打印在电池表面，并依托机械手自动装入电池容器托盘；
所述电池容器托盘，设置有可重复读写的RFID芯片和矩阵式单元格，各所述单元格用于盛装电池并设有与化成柜进行充放电配合的卡槽结构；
中心服务器，用于设置所述电池容器托盘内各单元格的编码规则，并将各电池码与相对应单元格的编码信息及托盘RFID信息关联并记录在系统中，然后指令抓取型AGV将所述电池容器托盘嵌入所述化成柜的对应位置中；
所述化成柜的各卡槽结构中设有用于读取所述电池容器托盘RFID芯片信息的读写器，相应的读写器将读取的RFID芯片信息上传关联的边缘计算服务器和所述中心服务器；
所述中心服务器还用于当所述电池容器托盘放置完成后，发送启动指令给所述边缘计算服务器，由所述边缘计算服务器根据初始化的生产工艺控制化成柜进行正常充放电过程，并将各电池的充放电数据记录在系统溯源的关联信息中；所述关联信息还包括各电池码与相对应托盘RFID信息、托盘内相对应单元格的编码信息及化成柜的点位信息；
所述系统还包括：
与所述中心服务器建立通信连接的分拣装置，用于通过扫描传送带传送的电池容器托盘的RFID芯片信息，然后根据读取的RFID芯片信息获取由所述边缘计算服务器根据充放电数据得出的化成分容结果，并根据该化成分容结果按照容量段分拣电池。


2.根据权利要求1所述的动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，所述打码装盘机包括：电池上料机械手、电池传送带、喷码装置、控制系统、RFID读写器、装盘机械手、码垛机器人以及其他辅助设备。


3.根据权利要求1所述的动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，所述化成柜的充放电数据包括化成柜点位信息、充放电电压、充放电电流、充放电电阻、充放电电容以及时间戳等全部时序数据。


4.根据权利要求1所述的动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，所述电池容器托盘RFID标签里存储的信息包括电池批次号、型号、主材、容量段。


5.根据权利要求1至4任一所述的动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，所述边缘计算服务器还用于采用基于数据驱动的设备故障诊断算法以及构建简化的电池机理模型，实现化成柜以及电池异常诊断。


6.根据权利要求1至4任一所述的动力电池化成工艺智能调度追溯系统，其特征在于，所述中心服务器还用于根据所述边缘计算服务器所控化成柜负载情况，动态排产化成柜生产任务，并根据生产任务、AGV的状态、化成柜负载情况规划AGV最优路径。


7.一种动力电池化成工艺智能调度追溯方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振杰，贺建军，谭杰，
申请(专利权)人：中南大学，中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43