叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机制造方法及图纸

本申请公开了一种叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机。其中，叠片机张力控制方法包括：接收隔膜线速度模型，并根据隔膜线速度模型得到隔膜放卷线速度；获取隔膜末速度，得到隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系；根据隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动。本申请采用动态控制，通过隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度，并将得到的隔膜末速度与隔膜放卷线速度进行对比，根据隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，调节缓存辊的位置，以使隔膜处于张紧状态，从而实现实时控制，张力波动小，稳定性好，实现隔膜的张力恒定。

【技术实现步骤摘要】
叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机
本申请涉及锂电池
，具体涉及一种叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机。
技术介绍
目前锂电池加工工艺主要采用卷绕工艺，其生产效率高，但电芯各方面性能一般；相较于卷绕工艺，叠片工艺加工工艺复杂，生产效率低，但电芯各方面性能良好，而随着自动化技术发展，叠片锂电池也渐渐成为锂电行业的主流选择之一。张力控制作为锂电池叠片工艺中至关重要的技术，直接影响电芯成品的好坏，张力过大时隔膜容易产生变形甚至扯断，张力过小时隔膜容易出现褶皱、回缩，导致叠片偏移，导致无法满足电芯安全及性能要求。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机，能够控制隔膜张力恒定。第一方面，本申请实施例提供了一种叠片机张力控制方法，包括：接收隔膜线速度模型，并根据所述隔膜线速度模型得到隔膜放卷线速度；获取隔膜末速度，得到所述隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系；根据所述隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动。根据本申请第一方面实施例的叠片机张力控制方法，至少具有如下有益效果：采用动态控制，通过隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度，并将得到的隔膜末速度与隔膜放卷线速度进行对比，根据隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，调节缓存辊的位置，以使隔膜处于张紧状态，从而实现实时控制，张力波动小，稳定性好，实现隔膜的张力恒定。根据本申请的一些实施例，所述根据所述隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动，包括：若所述隔膜放卷线速度大于所述隔膜末速度，则控制摆臂绕第一方向转动，然后接收所述摆臂绕第一方向转动的第一转动角度，并根据所述第一转动角度，控制所述缓存辊向上移动；若所述隔膜放卷线速度小于所述隔膜末速度，则控制所述摆臂绕第二方向转动，然后接收所述摆臂绕第二方向转动的第二转动角度，并根据所述第二转动角度，控制所述缓存辊向下移动。根据本申请的一些实施例，接收摆臂的转动角度以控制缓存辊向上或向下移动，始终控制隔膜放卷线速度、缓存辊移动速度以及隔膜末速度处于动态平衡状态，其中，关系为：VB＝VA+VC+kβ其中，VA为隔膜放卷线速度，VB为隔膜末速度；VC为缓存辊移动速度；β为摆臂的转动角度；k为设定值，根据隔膜的属性、现场实测安装环境决定。根据本申请的一些实施例，隔膜线速度模型的构建包括：首先获取夹辊的移动速度V；然后根据夹辊的移动速度V以及夹辊的位置，得到隔膜放卷线速度VA：(1)当夹辊位于初始位置点A到第一点B之间时，其中，初始位置点A为夹辊能够横向移动到达的左侧极限点，第一点B为夹辊移动到第一压膜机构正上方时的位置；其中，VA为隔膜放卷线速度，V为夹辊移动速度，h1为夹辊与压膜装置的垂直高度，h2为夹辊与过辊的垂直高度，S1为夹辊初始位置点与第一压膜机构的水平距离以及末位置点F与第二压膜机构的水平距离，S为第一压膜机构与第二压膜机构之间的水平距离，t为当前时刻，(2)当夹辊位于第一点B到叠片装置中点O之间时，(3)当夹辊位于叠片装置中点O到末位置点F之间时，其中，末位置点F为夹辊能够横向移动到达的右侧极限点，叠片装置中点O为初始位置点A与末位置点F的中点位置；(4)当夹辊位于末位置点F到第二点E之间时，其中，第二点E为夹辊移动到第二压膜机构正上方时的位置；(5)当夹辊位于第二点E到中点O之间时，(6)当夹辊位于叠片装置中点O到初始位置点A之间时，根据本申请的一些实施例，根据隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度的步骤包括：根据隔膜线速度模型以及隔膜料卷卷径、隔膜厚度，构建放卷轴转速模型；根据放卷轴转速模型，控制放卷轴转速以得到隔膜放卷线速度。根据本申请的一些实施例，所述放卷轴转速模型为：其中，n为放卷装置的放卷轴转速；VA为隔膜放卷线速度；L0为整卷隔膜的初始长度，m为隔膜厚度，L0·m＝π[(d1/2)2-(d0/2)2]，d0为料卷内径，d1为初始料卷外径。第二方面，本申请实施例提供了一种叠片机张力控制装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如本申请第一方面所述的叠片机张力控制方法。第三方面，本申请实施例提供了一种叠片机，包括放卷装置、过辊、张力调节装置、叠片装置和上述叠片机张力控制装置，其中，放卷装置用于放卷隔膜；过辊用于支撑隔膜；张力调节装置包括摆臂组件以及缓存辊组件，所述摆臂组件包括摆臂以及安装座，所述摆臂转动安装于所述安装座上；所述缓存辊组件包括能够上下运动的缓存辊；所述摆臂以及所述缓存辊组件用于调节隔膜张力；叠片装置包括夹辊模组以及压膜装置，所述夹辊模组用于夹持隔膜移动，所述压膜装置用于与所述夹辊模组相互配合折叠隔膜；所述过辊以及所述张力调节装置设置在所述放卷装置与所述叠片装置之间；叠片机张力控制装置与所述放卷装置、所述张力调节装置通信连接，用于控制隔膜的张力恒定。根据本申请第三方面实施例的叠片机，至少具有如下有益效果：通过合理设置叠片机的结构，在叠片机中设置张力调节装置和叠片机张力控制装置，采用动态控制，通过隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度，并将得到的隔膜末速度与隔膜放卷线速度进行对比，根据隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，调节缓存辊的位置，以使隔膜处于张紧状态，从而实现实时控制，张力波动小，稳定性好，实现隔膜的张力恒定，使得隔膜不受夹辊模组左右移动以及隔膜收放卷速度差的影响，在叠片过程中始终保持张紧并且张力恒定状态，进而能够确保叠片机的叠片质量。根据本申请的一些实施例，所述放卷装置包括电机以及放卷轴，所述电机用于在所述张力控制装置的控制下驱动所述放卷轴放卷隔膜；所述摆臂组件还包括气缸，所述气缸的输出端与所述摆臂连接，所述气缸用于在所述张力控制装置的控制下驱动所述摆臂转动；所述张力调节装置还包括角度编码器，用于感应摆臂的转动角度；所述缓存辊组件还包括与所述缓存辊连接的驱动装置，所述驱动装置用于在所述张力控制装置的控制下驱动所述缓存辊向上或向下移动。根据本申请的一些实施例，所述浮动辊的相邻两侧分别设置有过辊，浮动辊两侧的过辊均位于浮动辊的下方；所述摆臂的中部设置有镂空的窗口区，用于供隔膜穿过；沿隔膜的走带方向，所述摆臂的相对两端分别设置有第一端辊和第二端辊，所述第一端辊、第二端辊的相邻两侧均设置有过辊，并且当所述摆臂处于平衡位置时，第一端辊相邻两侧的过辊均位于第一端辊的上方，第二端辊相邻两侧的过辊均位于第二端辊的下方。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。...

【技术保护点】
1.一种叠片机张力控制方法，其特征在于，包括：/n接收隔膜线速度模型，并根据所述隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度；/n获取隔膜末速度，得到所述隔膜放卷线速度与隔膜末速度的对比关系；/n根据所述隔膜放卷线速度与隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种叠片机张力控制方法，其特征在于，包括：
接收隔膜线速度模型，并根据所述隔膜线速度模型控制隔膜放卷线速度；
获取隔膜末速度，得到所述隔膜放卷线速度与隔膜末速度的对比关系；
根据所述隔膜放卷线速度与隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动。


2.根据权利要求1所述的叠片机张力控制方法，其特征在于，所述根据所述隔膜放卷线速度以及隔膜末速度的对比关系，控制缓存辊向上或向下移动，包括：
若所述隔膜放卷线速度大于所述隔膜末速度，则控制摆臂绕第一方向转动；然后接收所述摆臂绕第一方向转动的第一转动角度；并根据所述第一转动角度，控制所述缓存辊向上移动；
若所述隔膜放卷线速度小于所述隔膜末速度，则控制所述摆臂绕第二方向转动；然后接收所述摆臂绕第二方向转动的第二转动角度；并根据所述第二转动角度，控制所述缓存辊向下移动。


3.根据权利要求2所述的叠片机张力控制方法，其特征在于，接收摆臂的转动角度以控制缓存辊向上或向下移动，始终控制隔膜放卷线速度、缓存辊移动速度以及隔膜末速度处于动态平衡状态，其中，关系为：
VB＝VA+VC+kβ
其中，VA为隔膜放卷线速度，VB为隔膜末速度；VC为缓存辊移动速度；β为摆臂的转动角度；k为设定值，根据隔膜的属性、现场实测安装环境决定。


4.根据权利要求1-3任一所述的叠片机张力控制方法，其特征在于，隔膜线速度模型的构建包括：首先获取夹辊的移动速度V；然后根据夹辊的移动速度V以及夹辊的位置，得到隔膜放卷线速度VA：
(1)当夹辊位于初始位置点A到第一点B之间时，其中，初始位置点A为夹辊能够横向移动到达的左侧极限点，第一点B为夹辊移动到第一压膜机构正上方时的位置；



其中，VA为隔膜放卷线速度，V为夹辊移动速度，h1为夹辊与压膜装置的垂直高度，h2为夹辊与过辊的垂直高度，S1为夹辊初始位置点与第一压膜机构的水平距离以及末位置点F与第二压膜机构的水平距离，S为第一压膜机构与第二压膜机构之间的水平距离，t为当前时刻，



(2)当夹辊位于第一点B到叠片装置中点O之间时，






(3)当夹辊位于叠片装置中点O到末位置点F之间时，其中，末位置点F为夹辊能够横向移动到达的右侧极限点，叠片装置中点O为初始位置点A与末位置点F的中点位置；






(4)当夹辊位于末位置点F到第二点E之间时，其中，第二点E为夹辊移动到第二压膜机构正上方时的位置；






(5)当夹辊位于第二点E到中点O之间时，






(6)当夹辊位于叠片装置中点O到初始位置点A之间时，

【专利技术属性】
技术研发人员：占义包，刘万华，彭煜辉，陈木贵，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44