切卷缓存稳定控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电芯加工工艺技术领域，尤其涉及一种切卷缓存稳定控制方法和装置。

背景技术

电芯极片切卷一体机在激光切割工位先膜切好极片，经过路径贴胶，在卷绕工位进行极芯卷绕成型。在切卷一体机运行过程中，卷绕部分切换工位需要启停，贴胶部分也需要贴胶启停。若卷绕部分主驱和贴胶部分主驱的速度启停时机不一致，则会造成用于存放完成贴胶的电芯的第二缓存区波动，如图3所示，若卷绕部分加速启动完成之后，贴胶主驱才启动，则会出现第二缓存区的缓存浮动辊被拉到最小极限的情况，若贴胶主驱加速启动完成之后，卷绕主驱才开始启动，则会出现缓存浮动辊被拉到最大极限的情况，如图4所示。第二缓存区的极限波动会影响到切卷一体机的运行速度稳定性，因此，需要采取措施对第二缓存区的波动范围进行控制。

发明内容

本发明提供了一种切卷缓存稳定控制方法和装置，用于解决切卷一体机易因第二缓存区出现极限波动，影响切卷一体机的运行速度稳定性的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种切卷缓存稳定控制方法，应用于电芯极片切卷一体机，所述电芯极片切卷一体机的第二主驱与第三主驱之间设置有第三缓存区，第二主驱用于控制贴胶速度，第三主驱用于控制卷绕速度，所述切卷缓存稳定控制方法包括：

S1、判断是否需要对第三缓存区进行调节，若是，则跳转至步骤S2，否则，跳转至步骤S4；

S2、根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量；

S3、根据调节量调节缓存区的缓存量；

S4、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止。

可选地，步骤S1包括：

判断电芯参数是否更换，若是，则需要对第三缓存区进行调节，跳转至步骤S2，否则，不需要对第三缓存区进行调节，跳转至步骤S4。

可选地，第三缓存区的调节量的计算公式为：

其中，L

可选地，预置时间差不超过0.8s。

可选地，步骤S4包括：

S41、根据单个电芯的卷绕时间和卷绕辅助时间，计算单个电芯的总卷绕时间；

S42、根据单个电芯的总卷绕时间确定第二主驱速度；

S43、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动；

S44、控制第三主驱按第三主驱速度运行，第二主驱按第二主驱速度运行；

S45、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内停止。

可选地，步骤S44还包括：

根据单个电芯的总卷绕时间确定用于控制激光切割速度的第一主驱速度；

控制第一主驱按第一主驱速度运行。

可选地，步骤S42包括：

根据单个电芯的总卷绕时间计算贴胶运行时间；

根据贴胶运行时间计算第二主驱速度。

可选地，根据单个电芯的总卷绕时间计算贴胶运行时间，包括：

判断单个电芯的目标贴胶数量，若单个电芯的目标贴胶数量为一道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

若单个电芯的目标贴胶数量为两道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

可选地，根据贴胶运行时间计算第二主驱速度，包括：

根据贴胶运行时间计算第二主驱理论速度；

根据第二主驱理论速度计算第二主驱速度。

可选地，第二主驱速度的计算公式为：

V

K

其中，V

本发明第二方面提供了一种切卷缓存稳定控制装置，应用于电芯极片切卷一体机，所述电芯极片切卷一体机的第二主驱与第三主驱之间设置有第三缓存区，第二主驱用于控制贴胶速度，第三主驱用于控制卷绕速度，所述电芯极片切卷一体机的贴胶主驱与卷绕主驱之间设置有缓存区，所述切卷缓存稳定控制装置包括：

判断模块，用于判断是否需要对第三缓存区进行调节；

调节量计算模块，用于若需要对第三缓存区进行调节，则根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量；

调节模块，用于根据调节量调节缓存区的缓存量；

主驱启停控制模块，用于控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止。

从以上技术方案可以看出，本发明提供的切卷缓存稳定控制方法和装置具有以下优点：

本发明提供的切卷缓存稳定控制方法，在电芯极片切卷一体机的第二主驱与第三主驱之间设置有第四缓存区，并在需要对第三缓存区进行调节时根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量，将第三缓存区的缓存量调整至对应的调节量，再控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止，可将用于存放完成贴胶的电芯的第二缓存区的浮动辊维持在一定的波动范围内，不会出现第二缓存区浮动辊被拉到最大极限或最小极限的情况，解决了切卷一体机易因第二缓存区出现极限波动，影响切卷一体机的运行速度稳定性的技术问题。

本发明提供的切卷缓存稳定控制装置，用于执行本发明提供的切卷缓存稳定控制方法，其原理和所取得的技术效果与本发明提供的切卷缓存稳定控制方法相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中提供的一种切卷缓存稳定控制方法的流程示意图；

图2为本发明中提供的电芯极片切卷一体机的结构示意图；

图3为本发明中提供的电芯极片切卷一体机第三主驱先启动，第二主驱后启动对应的速度与缓存对比图；

图4为本发明中提供的电芯极片切卷一体机第二主驱先启动，第三主驱后启动对应的速度与缓存对比图；

图5为本发明中提供的电芯极片切卷一体机第三主驱和第二主驱同时启动对应的速度与缓存对比图；

图6为本发明中提供的卷绕机处理单个电芯的周期示意图；

图7为本发明中提供的一种切卷缓存稳定控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本发明中提供了一种切卷缓存稳定控制方法的实施例，本发明实施例中的切卷缓存稳定控制方法应用于电芯极片切卷一体机，电芯极片切卷一体机的第二主驱与第三主驱之间设置有第三缓存区，第二主驱用于控制贴胶速度，第三主驱用于控制卷绕速度，切卷缓存稳定控制方法包括：

步骤101、判断是否需要对第三缓存区进行调节，若是，则跳转至步骤102，否则，跳转至步骤104。

需要说明的是，第二主驱与第三主驱之间设置的第三缓存区的缓存量是需要根据实际切卷场景进行调节的，是否需要对第三缓存区的缓存量进行调节的依据是作为切卷对象的电芯是否发生参数的改变，如型号、尺寸、形状等参数改变，若切卷加工的电芯参数发生更换，则需要对第三缓存区的缓存量进行调节，若电芯参数未发生改变，则不需要对第三缓存区的缓存量进行调节。

步骤102、根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量。

需要说明的是，电芯极片切卷一体机的结构如图2所示，由放卷电机放卷，经过放卷缓存、第一主驱控制激光切割、第一缓存区、极片贴胶、第二缓存区、第三缓存区、第三主驱、张力摆杆、测长编码器、送片、然后到达卷针进行卷绕。放卷电芯极片料带在放卷电机的作用下在激光切割的过程中恒线速度放卷，经过放卷缓存到达激光切割位置进行极片切割成型，激光切割速度由第一主驱控制，为保证激光切割效果，激光切割的第一主驱线速度必须稳定。激光切割完成后经过第一缓存区进行储片，第一缓存区的目的是在前面极片贴胶停顿的时候，仍然可以激光切割。第二主驱为控制贴胶速度的主驱，第二主驱按照规划速度进行定位，贴胶定位时间和贴胶时间的总和为单个电芯的节拍时间，为解决在贴胶过程中不影响卷针卷绕，设计了第二缓存区。在卷绕的过程中，为保证缓存稳定性，尽量保持节拍一致，需要卷针(即卷绕头)完成换工位的时候同步贴胶，还设计了第三缓存区用来调节片长。卷绕部分的第三主驱、张力摆杆可更好的控制卷绕线速度和卷绕张力。测长编码器用来检测卷绕材料的长度和速度。送片机构负责将材料送到卷针进行卷绕。过程纠偏1、2和3用来保证材料在移动的过程中能够保持在一定的位置不偏移。

本发明实施例中，根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量，具体计算第三缓存区的调节量的计算公式为：

其中，L

步骤103、根据调节量调节缓存区的缓存量。

需要说明的是，在计算出第三缓存区的调节量之后，按调节量调节缓存区的缓存量。

步骤104、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止。

需要说明的是，若不需要调节缓存区的缓存量，则直接控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止，若需要调节缓存区的缓存量，则按调节量调整第三缓存区之后，控制第三主驱和第二主驱在同时启动和同时停止，第三主驱和第二主驱的启动时间和停止时间均不能超过预置时间差，第二缓存区浮动辊可维持在一定的范围波动，如图5所示。具体地，预置时间差不超过0.8s。

本发明提供的切卷缓存稳定控制方法，在电芯极片切卷一体机的贴胶主驱与卷绕主驱之间设置有缓存区，并在需要对第四缓存区进行调节时根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第四缓存区浮动辊数量，计算第四缓存区的调节量，将缓存区的缓存量调整至对应的调节量，再控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止，可将第三缓存区浮动辊维持在一定的波动范围内，不会出现第三缓存区浮动辊被拉到最大极限或最小极限的情况，解决了切卷一体机易因第三缓存区出现极限波动，影响切卷一体机的运行速度稳定性的技术问题。

在一个实施例中，步骤104具体包括以下步骤：

步骤1041、根据单个电芯的卷绕时间和卷绕辅助时间，计算单个电芯的总卷绕时间。

需要说明的是，卷绕机处理单个电芯的时间包括卷绕时间和卷绕辅助时间，卷绕辅助时间包括收尾时间、并膜时间、穿针时间和切隔膜时间等，如卷绕机的卷绕头不止一个工位，则卷绕辅助时间还应包括换工位时间。卷绕时间依据具体的应用场景确定，通常包括卷绕加速时间和卷绕减速时间，还可能会包括卷绕匀速时间，优选地，如图6所示，单个电芯的卷绕时间包括预卷加速时间、预卷匀速时间、正常卷绕加速时间、正常卷绕匀速时间、正常卷绕减速时间、追切匀速时间和追切减速时间，因此，单个电芯的卷绕时间的计算公式为：

T

其中，T

卷绕辅助时间可用T

因此，单个电芯的总卷绕时间T即为：T＝T

步骤1042、根据单个电芯的总卷绕时间确定第二主驱速度。

需要说明的是，贴胶可能有两种情况：一种是只需要贴一道胶，另一种是需要贴两到胶。因此，针对两种贴胶情况，分别依据单个电芯的总卷绕时间计算贴胶运行时间。

具体地，若单个电芯的目标贴胶数量为一道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

若单个电芯的目标贴胶数量为两道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

对于第二主驱速度，可依据贴胶运行时间计算得到。具体地，先根据贴胶运行时间计算第二主驱理论速度V

K

其中，PrePos2为第三缓存区浮动辊当前位置，Modpos2为第三缓存区浮动辊中间位置，0.0003为比例常数。

因此，第二主驱速度V

V

步骤1043、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动。

步骤1044、控制第三主驱按第三主驱速度运行，第二主驱按第二主驱速度运行。

需要说明的是，在卷绕主驱和贴胶主驱启动之后，按照各自的实际运行速度运行。

步骤1045、控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内停止。

在一个实施例中，在执行步骤1044时，还可以根据单个电芯的总卷绕时间确定用于控制激光切割速度的第一主驱速度，控制第一主驱按第一主驱速度运行。具体地，设定单个电芯的片长为L，则可计算激光切割的理论速度V

为消除激光缓存在运行中的累积偏差，往往会叠加一个速度自适应系数，记为第一速度自适应系数K

K

第一主驱速度记为V

V

由于实际应用场景中的极片料带中会有接带部分，当接带经过激光切割位置时，需要激光加大功率并降速运行切断接带变，因此，在检测到接带时，往往还需要切换切直线速度，切直线速度设定为V

因此，对于极片料带的非接带在激光位置时，按激光切割的第一主驱速度V

为了便于理解，请参阅图7，本发明中提供了一种切卷缓存稳定控制装置的实施例，电芯极片切卷一体机的第二主驱与第三主驱之间设置有第三缓存区，第二主驱用于控制贴胶速度，第三主驱用于控制卷绕速度，切卷缓存稳定控制装置包括：

判断模块，用于判断是否需要对第三缓存区进行调节；

调节量计算模块，用于若需要对第三缓存区进行调节，则根据单个电芯的片长、极片切断位到贴胶位的路径实际长度和第三缓存区浮动辊数量，计算第三缓存区的调节量；

调节模块，用于根据调节量调节缓存区的缓存量；

主驱启停控制模块，用于控制第三主驱和第二主驱在预置时间差内启动或停止。

判断模块具体用于判断电芯参数是否更换，若是，则需要对第三缓存区进行调节，否则，不需要对第三缓存区进行调节。

第三缓存区的调节量的计算公式为：

其中，L

预置时间误差为±0.8s。

主驱启停控制模块具体用于：

根据单个电芯的卷绕时间和卷绕辅助时间，计算单个电芯的总卷绕时间；

根据单个电芯的总卷绕时间确定第二主驱速度；

控制第三主驱和第二主驱在预置时间误差内同时启动；

控制第三主驱按第三主驱速度运行，第二主驱按第二主驱速度运行；

控制第三主驱和第二主驱在预置时间误差内同时停止。

控制第三主驱按第三主驱速度运行，第二主驱按第二主驱速度运行，还包括：

根据单个电芯的总卷绕时间确定用于控制激光切割速度的第一主驱速度；

控制第一主驱按第一主驱速度运行。

根据单个电芯的总卷绕时间计算贴胶运行时间，包括：

判断单个电芯的目标贴胶数量，若单个电芯的目标贴胶数量为一道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

若单个电芯的目标贴胶数量为两道胶，则贴胶运行时间的计算公式为：

T

其中，T

根据贴胶运行时间计算第二主驱速度，包括：

根据贴胶运行时间计算第二主驱理论速度；

根据第二主驱理论速度计算第二主驱速度。

第二主驱速度的计算公式为：

V

K

其中，V

本发明提供的切卷缓存稳定控制装置，用于执行本发明提供的切卷缓存稳定控制方法，其原理和所取得的技术效果与本发明提供的切卷缓存稳定控制方法相同，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。