汽车动力电池模组自动化装备的系统设计

发布时间：2020-03-23 12:03

【摘要】：在汽车动力电池模组生产过程中,需要严格控制模组的外形尺寸、性能指标以及模组的稳定性、安全性,以满足动力电池系统能够在汽车工况环境中稳定运行。目前在工厂中,动力电池模组的上述指标以及组装生产无法通过依靠工人利用测量工具或治具手工完成。开发一款动力电池模组自动化装备,成为汽车动力电池系统企业急待解决的重要工程问题。本论文在充分了解和论述动力电池模组的组成结构及特点后,针对软包动力电池、圆柱动力电池、方形铝壳动力电池进行了结构分析,选取方形铝壳动力电池模组组装工艺进行了自动化装备的系统设计。首先,对方形铝壳动力电池模组的组成及工艺流程进行了概述,其主要工艺包括电芯处理以及模组组装,电芯处理包括OCV测试,贴绝缘片以及电芯的堆叠。模组的组装包括端板侧板的组装、焊接以及采集板的安装与焊接。然后,在充分了解产品结构及特性后,对其组装过程进行梳理并对硬件进行设计,在电芯处理段,采用AGV智能小车将产品物料与自动化产线实现对接,实现了物流自动化与工艺自动化的有效融合。利用高精密HIOKI测试技术进行了电芯性能测试,并通过分度盘进行电芯的堆叠形成模组。在模组组装段,首先利用机器人安装端板以及侧板,然后采用4000W激光器进行端板与侧板的焊接,采用机器人配合高精度图像传感器进行线束隔离板的安装并采用激光器进行连接片的焊接。完成模组的组装焊接后,对模组进行了电压、内阻、总正总负绝缘耐压测试,完成了整个模组的组装及测试。再而,对系统进行了软件设计,有效的利用了高精度智能扫码仪对产品二维码进行绑定,贯穿整个系统,将系统中测试数据、传感数据以及机器数据关联绑定,确保产品的有效追溯。最后,本论文对系统进行了软硬件的调试和数据验证,通过面向大批量定制的信息、物理高度融合,高度柔性化的生产制造系统,为动力电池模组的大规模、高柔性、批量化生产进行全面探索与验证。成功完成整个动力电池模组的自动化装备,实现了系统的全部规划设计。
【图文】：

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汽车动力电池模组自动化装备的系统设计所以目前国内市场的电池性能千差万别，大小不一，，这都增加了电池成组使用的难度。这些都为电池模组的制造及其工艺带来了技术挑战。近年来，由于超薄智能手机和笔记本电脑的发展，使用方形铝壳电芯来替代钢壳电芯已是一种趋势，图 2.1即基于铝壳的方壳电池模组工艺流程图。

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图 2.1 方壳电池模组工艺流程图本论文需要实现兼容两种不同型号的模组的自动化装备，如图 2.2 及图 2.3 所示，为该系统的产品结构图，其中图 2.2 为 37AH 方壳电池模组产品结构图，图 2.3为 120AH 方壳电池模组产品结构图。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】