一种方形二次电池电芯卷绕控制方法

摘要

一种方形二次电池电芯卷绕控制方法，适用的电芯卷绕控制系统包括依次闭环连接的间接张力检测部件、控制器、放卷电机和由其驱动的隔膜卷，以及驱动由两个公共下底的梯形合成的卷针转动的卷针电机，依次有以下步骤：1)建立卷针的变转速模型；2)所述电芯卷绕控制系统的控制器基于变转速模型运行。本发明方法在不改变原有控制系统组成部件的情况下，针对不同方形卷针尺寸采用卷针变转速模型作为闭环卷绕控制系统的前馈，在卷针各种转速下都可以实现极片行进的线速度近似恒定，进而保证恒张力卷绕，将电池极片和隔膜卷绕过程中造成的极片张力波动范围显著缩小近50％，既不易拉断极片，又不易使电芯变形，电芯生产效率明显提高近20％。

主权项

1.一种方形二次电池电芯卷绕控制方法，适用的电芯卷绕控制系统包括依次闭环连接的间接张力检测部件、控制器、放卷电机和由其驱动的隔膜卷，以及驱动由两个公共下底的梯形合成的卷针转动的卷针电机，所述控制器根据间接张力检测部件的检测信息控制所述放卷电动机带动隔膜卷的线速度，实现放卷过程的张力控制，其特征在于：依次有以下步骤：1)建立卷针的变转速模型；2)所述电芯卷绕控制系统的控制器基于变转速模型运行；所述步骤1)的卷针变转速模型，包括在不同尺寸的卷针旋转一圈的七个区间设定卷针旋转的角速度ω跟随极片行进的线速度v变化，角速度ω与线速度v分别满足以下关系式：上述关系式中：r₁表征卷针尺寸，为O₁B的长度；r₂表征卷针尺寸，为O₁F的长度；r₃表征卷针尺寸，为卷针的O₁D的长度；m为O₁～O₂的间距；O₁为卷针的卷绕中心点；O₂为极片卷绕的固定点；θ₀为卷针初始位置，θ₀＝π/2-arctg(O₂A/O₁A)，此时梯形CBED、GBEF的公共下底BE为一垂线；θ₁为卷针第一位置，此时梯形CBED的腰CB的延伸线与O₂连接；θ₂为卷针第二位置，此时梯形CBED的上底CD的延伸线与O₂连接；θ₃为卷针第三位置，此时梯形CBED的腰DE的延伸线与O₂连接；θ₄为卷针第四位置，θ₄＝π+θ₁，此时梯形GBEF的腰 FE的延伸线与O₂连接；θ₅为卷针第五位置，θ₅＝π+θ₂，此时梯形GBEF的上底GF的延伸线与O₂连接；θ₆为卷针第六位置，θ₆＝π+θ₃，此时梯形GBEF的腰GB的延伸线与O₂连接；θ₇为卷针第七位置，θ₇＝2π+θ₁，此时梯形CBED、GBEF的公共下底BE又为一垂线；ε＝∠BO₁C；φ＝∠BO₁D；A为通过O₁的水平线与通过O₂的垂直线的相交点；合成卷针的两个公共下底的梯形为CBED、GBEF，BE为公共下底。