锂电池电芯电极自动装配系统的设计与实现

针对块状锂电池电芯电极装配时,电芯电极装配定位不准确、效率低、安全性不高等问题,研究锂电池电芯电极的装配要点和生产特征,设计一种电芯电极装配工艺流程和与之相匹配的执行机械结构,并结合现场总线网络通信技术,设计出电芯电极装配控制系统。从机械结构方面入手着重探讨电芯电极装配的电芯翻面供给结构、方位矫正与传输机构、多工位移送结构、电芯电极装配结构、绝缘纸粘贴结构和下料结构的六级联动装置,再基于西门子PLC搭建通信网络拓扑结构,设计出控制程序算法步骤实现零件自动上料、电芯电极的自动装配及自动移送和下料过程,并建立电芯电极装配全过程、可视化的在线管理系统。该电芯电极自动装配控制系统已经在锂电池生产企业中得到应用,经济效益明显。

磷酸铁锂锂离子电池电芯注液量相关试验验证与探讨

通过详细的理论计算,推导出LFP/230 Ah锂离子电池电芯孔隙率和极限饱和吸液量,并且通过试验设计进行验证。通过调整LFP/230 Ah锂离子电池电芯的一次注液量与不同高温下的静置时间来验证随后高温负压化成后电芯各项电性能参数受到的影响。测试及验证结果表明:随着一次注液后高温静置时间的延长,LFP/230 Ah锂离子电池电芯中游离态电解液量逐渐减少,而且在24 h后基本达到稳定状态;一次注液后随着高温静置时间的延长,电芯在化成过程中的温度逐渐降低,而且化成结束后的开路电压越来越高,分容容量有升高趋势,DCR有降低趋势,电芯满充后黑斑析锂位置点的数量减少,而且黑斑面积也逐渐缩小,但在SoC为0.6%下的K值筛选没有受到显著影响。

电芯连接片贴胶粘贴位置的精度检测

电芯是储能装置的核心组件,其质量与性能对电池的整体质量和性能有着至关重要的影响。电芯连接片貼胶粘贴位置精度的检测是电芯制造过程中关键的一环,其准确性和精度直接决定了电芯的结构稳定性与可靠性。作为传统检测方法,人工检测法简单易行,但其中仍存在测量精度难以保证、检测速度慢等问题。文章采用机器视觉技术,基于MATLAB软件对电芯连接片贴胶图像在HSV色彩空间基础上进行了颜色分割,通过图像滤波、边缘检测、轮廓提取等手段实现了电芯连接片贴胶粘贴位置的精度自动检测,不仅有利于提高检测效率和质量,还有利于降低工人的劳动强度。

锂离子电池单层电芯内短路建模与热失控触发特性

锂离子电池内短路诱因复杂,为深入研究内短路引起的电池失效问题须构建合适的精细化仿真模型。本工作以NCM/石墨电池为研究对象,围绕电池内短路失效机理,基于电化学-热耦合物理场,建立了考虑热失控放热副反应的三维单层电芯内短路模型,探究了热失控触发边界,并从内外部特征讨论了单层电芯内短路-热失控的演变过程。首先利用Arrhenius公式得到内短路触发的四种放热副反应产热量与反应速率,探究对电池温升影响最大的副反应类别,结果表明内短路过程放热副反应中负极与电解液反应总热量最大。进一步分析单层电芯内四种典型内短路形式的热失控触发特性,综合考虑组分材料导电性和导热性,得到铝-阳极内短路危险程度最高,其短路电阻值与热失控触发时间呈现正相关趋势,且临界短路电阻的高温热点区域面积值约为30 mm^(2)。模拟结果获得了四种形式内短路临界短路电阻值,并揭示了单层电芯内短路-热失控触发时内部锂离子浓度和温度分布的空间演变规律,相关结果可为研究内短路失效机制和设计安全锂离子电池提供理论指导。

软包电芯外观变形的机理及改善措施研究

针对软包电芯生产过程中出现外观变形的问题,首先结合电芯的生产制程全过程分析了可能的变形机理,然后针对化成分容工序,提出了减小分容电流、加压分容和满电化成等一系列解决方案,最后展开实验验证。实验结果表明,加热加压满电化成能有效地优化外观不良、减小电芯的堆叠厚度,同时改善界面提高电芯的循环性能。但是满电化成后的老化阶段会消耗活性物质,导致电芯容量下降。因此,在电芯满电化成改进外观后进一步调整降低电芯荷电态,可以减少电芯容量的损耗,从而取得最佳的改善效果。

基于多目视觉识别技术的电芯上料设备研究

液冷储能柜及风冷储能柜作为储能设备及储能控制系统的核心部件,其关键设备液冷电池模块(PACK)及风冷电池模块的生产过程涉及多种厂家各规格及各种存储、运输形式的电芯物料,电芯上料设备自动、通用问题成为了亟须解决的问题。针对液冷电池模块(PACK)及风冷电池模块生产线中电芯来料形式不统一的问题,基于视觉识别技术,将其与工业机器人集成,设计对应的电芯上料设备技术方案来解决生产线中电芯上料的准确性和快速性问题。通过多目视觉检测系统在电芯搬运的工业机器人上的应用,实现视觉识别分析夹爪状态并自调整,适应各规格及各种摆放方式的电芯,解决了工业机器人在抓取过程中存在的定位不准确的问题,极大地适应了电池电芯出厂包装中电芯分布零散,分布层次较多的实际状况,解决了现有行业生产过程中存在的设备抓取的效率低、定位准确度差、实际生产过程稳定性差等问题,大大提高了生产效率。

基于DMAIC的X公司电芯压伤报废改善

电芯作为新能源汽车的动力来源,由于外包呈方形,材质为铝壳,具有硬度低,易变形的属性,在制造的过程中存在大量的搬运和堆叠动作,导致电芯受挤压、磕碰造成报废。文章利用DMAIC模型,针对X公司电芯生产后工序压伤电芯的情况分析原因,通过托盘底部贴铁氟龙胶带、胶框加装珍珠棉等方法进行快赢改善,再通过对转运托盘设计支撑块来进行专项改善,最终压伤电芯报废率从0.09%降低至0.01%,年度改善直接成本收益为158万元。

一种低成本高效率的电芯单体热管理测试方法

为满足日益增多的新能源动力电池内电芯单体相关的测试需求,采用一种低成本高效率的方案,为电芯单体性能测试提供一种新型的热管理测试办法。该方案不再受限于电芯充放电设备的品牌型号,仅需极低的成本即可实现电芯端的热管理,可为新能源电池的电芯单体性能评估提供一种更加准确的测试手段。

电芯模组的碰撞挤压模拟仿真研究

文章提了一套切实可行的仿真流程,运用多种软件的联合工作,简单高效地完成了机械仿真任务。相关官网搜寻到的一些案例以及流程对于现实中的仿真项目往往是不适用的,文章吸取了工作中的经验,避免了单一软件带来的弊端,更贴近实际工作。

HEV电池模组堆垛过程中电芯极柱高度差影响因素研究

电池包内模组通常由数个电芯成组而成,而模组集成装配的重要工艺之一就是电芯的堆垛,由于电芯本身的尺寸公差及工艺过程中引入公差,电芯堆垛成组后各个电芯的极柱、底面不可避免产生高度差,其形成的面的平面度偏差会影响到模组其他零件的装配,其中最重要的就是连接片与电芯极柱的激光焊接质量。文章主要探讨如何保证模组最终的焊接质量,从电芯尺寸公差、电芯堆垛工艺参数、焊接工艺参数、实际焊接需求等方面对提升焊接质量的因素进行分析。结果表明,电芯自身的尺寸公差与电芯堆垛的工艺设计对最终的堆垛结果均有一定程度的影响。研究结果对后续HEV及更多类型模组的堆垛设计提供了指导。

电动飞机锂电池电芯火灾危险性研究

使用FTT锥形量热仪对锂离子动力电池电芯材料进行燃烧性能测试。使用DTG-60AH型差热-热重同步分析仪研究电芯材料的热分解性。基于所获实验数据的分析能够确定不含电解液的锂离子动力电池电芯材料不发生燃烧,在25、35、50kW/m^2辐射通量下释放的CO、CO_2气体量不会对人体造成明显伤害,其火灾危险性很小。电芯材料的失重和热解分为22.0~162.1℃和325.0~600.0℃两个阶段。研究结果可以为锂离子动力电池在电动飞机和电动汽车中的安全使用提供帮助。

18650圆柱形电芯的产热行为研究

随着新能源汽车的不断发展,提高动力电池运行时的热安全性倍受关注.通过实验方法测试出18650单体电芯在恒流1 C放电倍率下的电压、电流、温度及时间数据,通过能量守恒估算电芯的理论产热值为3 901.51 J,并且计算出电芯的平均比热容与平均发热功率分别为5.37 J/(g·K)与1.08 W.同时采用计算机仿真的方式,模拟出18650电池在1 C恒流放电时的表面/截面温度云图,与实验得出的数据对比并进行验证,实现其最高温度的误差值小于等于1℃,为后续的电动汽车热灾害评估打下理论基础.

软包装锂离子电芯腐蚀分析

本文讨论了软包装锂离子电芯的腐蚀机理,表明电芯的腐蚀实际上是铝塑复合膜的Al箔形成Li-Al合金的过程,需要满足两个必要条件,其一是电子短路,即铝塑复合膜的Al箔接触具有低电位的负极;其二是离子短路,即铝塑复合膜的Al箔接触电解液中的Li^+离子。高荷电状态(SOC)或者降低电子短路电阻将加速电芯的腐蚀。一旦Al的电位低于0.284V(VS.Li/Li^+),将发生锂离子"嵌入"反应,生成Li-Al合金。

基于IEEE1725浅谈锂离子电芯制程检查要求

IEEE1725是美国国家标准协会批准开发的一部有关移动电话用可充电锂离子电池的标准,其中建立了可充电锂离子电池的合格性、质量和可靠性的设计分析准则,同时还包括对电池的电气和机械结构,组装技术,电池和电芯充放电控制以及整体系统的考虑。而电芯是整个系统的最基本单元,电芯的质量和性能直接影响电池及系统的质量和性能。本文基于行业的良好经验和IEEE1725的推荐要求总结了相关的电芯制程检查要求,覆盖从原材料接收直至成品电芯出货的整个制造环节,供电芯工厂参考改善的可能性,同时为电芯采购商提供一个判断方向。

圆柱形锂离子电池的电芯轮廓特性研究——基于Matlab驱动的工艺间隙求解程序

卷绕式锂离子电池的制作原理导致电芯与外壳的间隙只能用矢量进行描述。以往对这个概念模糊化处理带来了一系列问题。例如,设计中指标最优化、工艺中过程控制参数、制作中装配效果量化、软件编写中多变量制约与取舍……以某电芯轮廓为研究对象,借助Matlab开发了代码,通过提出假设和原则将问题简单化后,模拟了间隙分布,并得到某些参数与其的作用关系,为解决以上问题提供了理论支撑,具有初步指导意义。

电动车船用动力电芯测试设备现状分析

电池的循环寿命和实际续航里程目前是制约电动汽车发展的瓶颈,为进一步解决这一问题,对电动车船用动力电芯测试设备技术的现状进行了分析。本文分别从电芯领域行业、市场竞品、实验室方向等方面做出分析,介绍了一些国内外供应商所采用的电芯测试系统,并对他们的现状进行了分析。结果说明,国内电芯测试模拟设备正在逐步赶上国外公司的技术水平,动力电芯测试系统相关技术的研发必定是电动车船用发展的重要环节。

基于改进多尺度知识蒸馏的电芯蓝膜缺陷异常检测

针对新能源电芯工业生产过程中,蓝膜缺陷样本数量少导致模型拟合难度大、缺陷目标小导致检测精度差、缺陷目标定位难的问题,本文提出一种改进多尺度知识蒸馏的方法。在多尺度知识蒸馏骨干网络上结合残差注意力模块,使网络聚焦图像中的局部信息,提高对于小目标的检测准确性。

深海环境锂离子电池电芯温度分析

针对应用于某4500 m深度等级载人潜水器上的充油锂离子电池,对其深海环境下的典型工况即下潜、作业和上浮过程,在不同深度下分析了110 V主电池和24 V副电池的电芯温度与工作深度及工作电流的关系,并比较了并联电池模块之间电芯温度的变化特点,发现深海低温环境对锂离子电池的电芯温度以及终值与初值的差值有较明显的降低作用,可以对锂离子电池在深海环境的使用提供相关技术参考。

基于热平衡法的方壳电池电芯温度预测模型

据不完全统计,电动汽车大多在充电过程中发生自燃,如何在热失控前通过温度进行预警显得尤为重要。针对方形锂离子电池,构建了适用于嵌入式应用的电芯温度预测模型。通过试验精准测量电池各项热物性参数,对电池表面和电池卷芯分别进行热平衡分析,建立不同的能量守恒方程,对电池进行网格划分,进一步构建电池三维温度预测模型。仿真结果表明,热平衡模型不仅能够预测出电池每一部分的温度,而且预测的电芯温度误差不超过0.35℃,对快充条件下的电池温度预测有重要意义。

基于聚类分析算法的锂离子电芯一致性分选

针对锂离子电芯一致性分选问题,采用系统聚类法、模糊C均值聚类法、KOHONEN网络聚类法和广义神经网络回归聚类算法,对锂离子电芯进行筛选和快速分选配组。相较于传统的系统聚类法和模糊C均值聚类法,KOHONEN网络聚类法和广义神经网络回归聚类算法对锂离子电芯分选配组的效果更佳。