一种可任意组合的多功能全自动电池配组系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电池检测、分选、配组优化技术领域，具体涉及一种可任意组合的 多功能全自动电池配组系统。
【背景技术】
[0002] 动力电池通常需要成组使用，由于生产工艺水平的限制，即使是同批次的产品，单 节电池之间也会存在一些性能上的差异，在成组使用过程中经常会发现其中有一节电池性 能落后，而使整组电池性能（如容量）明显下降，而且这种现象会随着使用次数（时间）的 增多而越来越明显，不能满足续行里程要求，从而使整组电池报废或更换。这种现象称为性 能不一致造成的性能（容量）衰减现象。这种现象会加大用户的使用成本；造成电池制造 厂家的高退货率，也会使整个生产厂家的产品形象受到影响；因此其对整个电动车产业的 健康稳定发展有着重大影响。相反，一组电池中每节电池间的一致性较好，则会使这个电池 组的使用寿命明显提高。因此越来越多的整车生产厂家和电池制造厂家均认识到电池检测 配组的重要性和必要性。先后都将电池检测配组作为至关重要的质量控制步骤。动力电池 要求检测配组供应已成为电动自行车用电池或其他动力电池的特点。目前通常的电池检测 配组方法是在电池制造好后，先检测电池的电压、电阻、容量等性能参数或性能曲线，然后 根据其中的某些或某个性能参数或性能曲线，进行计算、比较和分析、通过分组和筛选把性 能接近（在某一个误差范围内）的若干节电池配为一组，使电池组具有良好的一致性。
[0003] 如当前电动自行车用电池的检测配组方法是：先把所要进行检测配组的电池先充 电至饱和，然后在同一路电池中进行串联（如18节或16节）恒流放电，当放电接近末期 (一般为单节电池平均电压等于10. 8伏特）时，用设备同时自动测量记录或人工依次测量 记录每节电池的电压，最后把电压值偏差在一定范围内的进行配组，这种方式一直在被电 池生产企业和电池使用单位沿用，存在过程复杂耗时、无法实现流水线检测配组、配组效率 及配组质量不高等缺点。
[0004] 为此设计出一种可任意组合的多功能全自动电池配组系统，实现对不同批量、不 同要求的电池以流水线自动化的形式进行连续在线检测配组优化，有效改善现有配组方法 效率低、人工误差大、过程复杂难控制，配组优化程度低等问题，提高电池的配组效率、配组 成功率、配组质量和整体使用寿命，因此其应用前景非常广泛。 【实用新型内容】
[0005] 为解决现有配组方法配组效率低、质量不高等问题，本实用新型提供了一种可任 意组合的多功能全自动电池配组系统，采用的技术方案如下：
[0006] 一种面向分选式流水线的电池在线动态配组优化系统，包括机架、主控机、最小机 构单元一、最小机构单元二、传送带；
[0007] 所述机架剖面呈钝角三角形，三角形底部固接于地面，另两条三角边所在平面分 别为上坡面及下坡面；
[0008] 所述传送带架设在所述机架的上坡面上，构成上料区；所述最小机构单元一、所述 最小机构单元二以及连接两个最小机构单元的连接滑道架设在所述机架的下坡面上，构成 配组区；
[0009] 所述最小机构单元一呈人字形，有一个入口通道和两个出口通道，通道内部的两 侧及通道内部的底部都安装有滚子，在三个通道的结合处设有分叉分选门，所述分叉分选 门呈扇形，圆心处设有轴承，轴承位于两个出口通道外壁交叉点，所述分叉分选门在主控机 的控制下左右转动，所述分叉分选门半径与通道宽度相同且呈弧状，所述分叉分选门圆心 角小于90度；
[0010] 所述最小机构单元二呈倒人字形，有两个入口通道和一个出口通道，通道内部的 两侧及通道内部的底部都安装有滚子，在三个通道的结合处设有汇合分选门，所述汇合分 选门呈扇形，圆心处设有轴承，轴承位于两个入口通道外壁交叉点，所述汇合分选门在主控 机的控制下左右转动，所述汇合分选门半径与通道宽度相同且呈弧状，所述汇合分选门圆 心角大于90度；
[0011] 所述两种分选门转动到左边最大位置和右边最大位置时，扇形的一个弧状半径与 连通的入口通道以及连通的出口通道的一边相切，所述两种分选门的两个弧状半径上安装 有滚子；
[0012] 在所述最小机构单元一和最小机构单元二中的三通道结合处底部安装有滚珠；
[0013] 所述连接最小机构单元的连接滑道内部两侧及内部底部都设有滚子；
[0014] 所述最小机构单元一通过连接滑道可多级组合组成配组区的分选层，所述最小机 构单元二通过连接滑道可多级组合组成配组区的汇合层；所述分选层和汇合层对称分布， 分选层末端与汇合层的始端连接，分选层始端为配组区进口，汇合层末端为配组区出口。
[0015] 所述通道以及所述连接滑道的内部的两侧、内部的底部以及所述分选门两个弧状 半径上设有的滚子可改为滚珠。
[0016] 进一步的，基于该系统的电池配组优化方法包括以下步骤：
[0017] (1)电池分配：主控机控制分选层中的分选门，使电池滑落到缓存电池数量最少 的分选层末端节点处。
[0018] (2)电池选择：即从分选层末端节点中选择一节电池，结合图11电池选择操作算 法描述如下：
[0019] Stepl :判断出口处是否有等待配组的电池，如果没有转到Step2,如果有转到 Step4 ;
[0020] Step2 :判断分选层中末端节点中是否有不合格电池，如果没有转到Step3,如果 有转到Step5 ;
[0021] Step3:判断分选层中末端节点中是否有长时间未被选择的电池，如果没有转到 Step4,如果有转到Step6 ;
[0022] Step4 :根据配组优化数学模型计算并选择其中的一个电池，算法结束；
[0023] Step5 :选择其中的一个不合格电池，算法结束；
[0024] Step6 :选择其中的一个长时间未被选择的电池，算法结束。
[0025] (3)电池汇合：主控机控制汇合层中的分选门，把选择的电池滑落到出口处，从而 完成电池的分选配组优化。
[0026] 所述配组优化数学模型如下：
[0027] i:处于分选层末端节点上的电池编号（从左到右依次编号），1，…，n;
[0028] m:-组电池所需的电池数量，通常m〈n;
[0029] q :已进入出口处的等待配组的电池数量，q〈m ;
[0030] k:电池性能参数编号，1，…，1 ;
[0031] :第k个电池参数的合格区间，期中亡为有效值下限，r/为有效值上限；
[0032] vik:第i个电池的第k个参数值；
[0033]t:已在出口处等待的第r个电池的第k个参数值，r= 1，…，q;
[0034]Xi:决策变量，0或1，1表示第i个电池被选中配组；
[0035]a:滞留时间惩罚系数；
[0036]ti:第i个电池在分选层末端节点处的滞留时间；
[0037]A:第k个参数值的权重系
[0038]S:电池组性能一致性差异限值；
[0044] 其中，（1)为目标函数，最小化组内电池加权平均性能差异和超过特定时间仍未被 选择配组的电池数量；（2)表示必须配满一组电池，一组电池所需的电池数量为m;(3)表示 不合格电池不能被选中配组；（4)表示配组电池的第k个参数值的均值；（5) -组电池间的 平均性能差异不能超过其限值S。
[0045] 由于上述技术方案的采用，与现有技术和方法相比，本实用新型具有以下优点：
[0046] 1.采用流水线式在线动态电池配组方法，大大降低了人工劳动，提高了配组效率； 能根据最新的状态实时找出最优的配组方案。
[0047] 2.配组区由最小机构单元一、最小机构单元二和连接滑道组合搭建而成，结构简 单，可根据实际情况使用不同的组合方式，搭建出适应不同生产要求的配组区，具有多功 能、模块化、可扩展等特点。
[0048] 3.配组区设置为斜坡，电池通过自身重力向下滑动完成配组，在配组的过程中，无 需外界能源提供动力，节省了配组成本。
[0049] 4.当分选门转动到左边最大位置和右边最大位置时，扇形的一个弧状半径与连通 的入口通道以及连通的出口通道的一边相切，保证了通道曲线的平滑度，同时在电池向下 滑落的过程中所有与电池接触的面上都加装了滚子或滚珠，这样减少了对电池的摩擦力可 以使电池在配组区中顺利向下滑动，同时也减少了对电池的磨损。
【附图说明】
[0050] 图1是本实用新型整体机构的侧方示意图；
[0051] 图2是本实用新型配组区正面的俯视图；
[0052] 图3是本实用新型最小机构单元一分选门居中示意图；
[0053] 图4是本实用新型最小机构单元一分选门偏左示意图；
[0054] 图5是本实用新型最小机构单元一分选门偏右示意图；
[0055] 图6是本实用新型最小机构单元二分选门居中示意图；
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