一种基于压力检测的电芯压制控制系统的制作方法

本发明涉及由活性材料组成的电极领域，尤其涉及一种基于压力检测的电芯压制控制系统。

背景技术：

1、目前，卷芯上的正极极耳和负极极耳在与盖帽组件和钢壳焊接后，并进行封装后形成圆柱形电池，但是无法自动的将多个独立的电芯组合在一起，以形成压制的电池包的形式。

2、如cn105470577a现有技术公开了一种软包装锂离子电池三电极组装方法，该方法无需额外的装置及额外电解液，参比电极在电池装配过程中直接从电池包装中引出，由铝塑膜热封固定，可以适合任何型号的软包装锂离子电池。采用塑膜热封固定，密封性不好，同侧极耳之间间隙容易出现渗液，易造成测试结果异常。

3、另外如zl200820210512.0公开了一种模拟纽扣锂离子电池三电极体系，可以用于测试纽扣电池式双电极性能，制备简单，测试便捷。该三电极装置密电池容量低，稳定性差，可借鉴性较弱。发明专利cn103500859a公布了一种锂离子电池用三电极装置，该三电极包括壳体和上盖，通过极耳将极柱与电芯的极耳和参比电极直接相连，电芯通过螺栓进行固定，不需要通过抽真空即刻保证电芯的紧凑，具有良好的密封性和接触性。其装置制造和组装方法过程复杂，成本较高，且与实际电池结构差异大，可借鉴性差。

4、为了解决本领域普遍存在电芯之间的间距无法控制、存在相互堆叠挤压、极易引起故障、电芯之间的压力无法检测和造成电芯的破损等等问题，作出了本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于压力检测的电芯压制控制系统。

2、为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于压力检测的电芯压制控制系统，所述电芯压制控制系统包括运输模块，所述电芯压制控制系统还包括电芯夹持模块、压力检测模块、电芯位置限位模块、位置调整模块，

4、所述电芯夹持模块用于对所述电芯进行夹持，以配合所述电芯位置限位模块和所述位置调整模块对电芯的堆叠位置进行调整；

5、所述压力检测模块用于对所述电芯夹持模块对所述电芯的夹持力进行检测；

6、所述电芯位置限位模块用于对进入所述电芯夹持模块的夹持工位中的电芯进行限位；

7、所述位置调整模块对所述电芯的堆叠纵深进行调整；

8、所述压力检测模块包括压力检测单元、数据存储器、以及评估单元，所述压力检测单元用于对所述电芯夹持模块对所述电芯的夹持力进行检测；所述数据存储器用于存储所述压力检测单元的检测数据；所述评估单元根据所述检测数据对夹持力进行评估；

9、所述压力检测单元包括若干个压力传感器和缓冲垫，各个所述压力传感器用于对所述缓冲垫与所述电芯之间的作用力、反作用力进行检测；所述缓冲垫用于对各个所述压力传感器进行支撑；

10、其中，所述缓冲垫设置在所述电芯夹持模块与电芯的接触面上；

11、所述评估单元获取各个所述压力传感器获得的第i个电芯的初始接触压力测量值pressure0(t)以及第i个电芯压制时的测量值pressurei(t)，t为采样的时间，则第i个电芯的压力差值：δpi＝pressurei(t)-pressure0(t)，根据第i个电芯的压力差值δpi计算夹持指数extrusioni根据下式进行计算：

12、

13、式中，m为夹持的电芯总数量，si为夹持模块与第i个电芯的接触面积，a0为夹持调整基数，满足：

14、

15、式中，l为压制多个电芯形成的电池组的长度；w为压制多个电芯形成的电池组的宽度；r0为所述电芯的标准直径；τ为电芯允许的防护系数，满足：

16、

17、式中，v为电芯材料的横向变形系数，其值与电芯的性质有关，r为所述电芯保护壳的直径，rj为所述电芯的电化学内芯的直径，r0为电芯的直径，e为所述电芯所能承载的最小弹性模量，其值根据电芯的材质直接获得；

18、所述评估单元计算出所述夹持指数extrusioni后，将所述夹持指数传输至所述电芯夹持模块中，并通过所述电芯夹持模块动态调整对电芯的压制量。

19、进一步的，所述电芯夹持模块包括夹持单元和横向偏移单元，所述横向偏移单元用于对所述夹持单元和位置调整模块的位置进行调整，所述夹持单元用于对所述电芯进行夹持；

20、其中，所述夹持单元包括活动板、固定座、夹持座、夹持杆、夹持驱动机构和夹持腔，所述活动板的板体上开设有所述夹持腔，且所述夹持腔用于对所述固定座、所述夹持座、夹持杆和夹持驱动机构进行放置；所述固定座设置在所述夹持腔的内壁上，

21、所述夹持杆的一端与夹持座的侧壁连接，所述夹持杆的另一端与所述夹持驱动机构连接形成夹持部，所述夹持部设置在所述位置调整模块上。

22、进一步的，所述电芯位置限位模块包括计数单元和限位单元，所述限位单元用于对所述电芯的位置进行限位；所述计数单元对运输的所述电芯进行计数；其中，所述限位单元包括限位工位、限位座、尺寸调整构件、以及限位构件，所述限位座用于对所述尺寸调整构件和电芯进行支撑，所述尺寸调整构件用于调整生产电池包的尺寸，且所述尺寸调整构件设置在所述限位座上；所述限位构件用于对运输模块上运输的所述电芯进行限位；其中，所述限位座和所述尺寸调整构件设置在所述限位工位中。

23、进一步的，所述位置调整模块包括支撑板、调整单元和支撑座，所述支撑座用于对所述电芯夹持模块进行支撑，所述支撑板用于对所述调整单元和所述支撑座进行支撑；

24、所述调整单元用于对所述支撑座和所述夹持单元的高度进行调整；

25、其中，所述调整单元包括调整杆、伸长检测件和伸缩驱动机构，所述调整杆的一端与所述支撑座下端面垂直固定连接，所述调整杆的另一端朝向远离所述支撑座的另一侧垂直伸出，并与所述支撑板的上端面垂直固定连接；

26、所述伸长检测件用于对调整杆伸长量进行检测，所述伸缩驱动机构与所述调整杆驱动连接，以驱动所述调整杆进行伸缩操作。

27、进一步的，所述尺寸调整构件包括一组限位杆、一组调整座、调整轨道、一组调整驱动机构、以及距离检测件，一组所述调整座与所述调整轨道滑动连接，并在一组所述调整驱动机构的驱动下沿着所述调整轨道进行滑动；

28、所述距离检测件用于对一组所述限位杆之间的距离进行检测，且所述距离检测件分别设置在一组所述限位杆上；一组所述限位杆用于对预设数量的所述电芯进行限位，且一组所述限位杆分别对应设置在一组所述调整座上，其中，所述限位杆的一端与所述调整座连接，所述限位杆的另一端朝向远离所述调整座的另一侧悬空伸出；

29、其中，所述调整轨道设置在所述限位座上，且所述调整轨道的轨道方向与所述电池包的长度方向平行。

30、进一步的，所述横向偏移单元包括偏移座、偏移杆、偏移检测件、偏移驱动机构，所述偏移杆的一端与所述偏移座连接，所述偏移杆的另一端与所述活动板下端面的凸起连接；所述偏移检测件用于对所述偏移杆的伸缩长度进行检测；所述偏移驱动机构与所述偏移杆驱动连接，以驱动所述偏移杆进行伸缩操作。

31、本发明所取得的有益效果是：

32、1.通过压力检测模块与电芯夹持模块相互配合，使得对电芯在进行组合压制的过程中，对电芯的压制的力度进行检测，防止过大压力造成电芯破损，提升电芯生产的智能程度和夹持的可靠性；

33、2.通过电芯位置限位模块与运输模块相配合，使得对不同加工要求的电芯进行限位，促使电芯能够移动到夹持工位中进行压制，促使电芯组装过程的高效性；

34、3.通过电芯夹持模块、电芯位置限位模块相互配合，使得电芯夹持模块对不同型号的电芯进行压制，保证各个独立的电芯能压制形成电池包，提升整个电芯的生产效率；

35、4.通过电芯夹持模块与压力检测模块形成一个闭环，使得电芯夹持模块在对多个电芯进行夹持的过程中，能根据压力检测模块的夹持指数动态调整电芯夹持模块的夹持力度，以实现对电芯进行保护，使得电芯的外壳不被破坏；

36、5.通过偏移控制单元与采集单元的配合，使得电芯堆放的位置图像数据能够被采集，并根据采集后的图像数据调整夹持腔的位置，以配合对电芯的堆放，以实现对整个电芯推放的效率。