方型鋰電池卷繞機(jī)的張力控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、鋰離子電池以其重量輕、容量高、工作電壓高、壽命長且無污染等特點(diǎn)在全球范圍內(nèi)得到了普遍的應(yīng)用。但是鋰離子電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備——鋰離子芯體卷繞設(shè)備，在我國仍以手工卷繞和半自動卷繞型為主。其制成品致密性、使用壽命等指標(biāo)比較低，難以滿足生產(chǎn)和生活需求。
　　本文從方型鋰離子電池全自動卷繞機(jī)目前遇到的難題——電芯變形問題著手，引出張力控制系統(tǒng)中恒定張力恒定線速度的控制策略，并分析研究國內(nèi)外各領(lǐng)域的張力控制的現(xiàn)狀和發(fā)展及各智能算法在張力控制

2、中的應(yīng)用。
　　首先分析研究方型鋰離子電池卷繞機(jī)上傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)，其本質(zhì)就是兩電機(jī)的線速度同步問題，通過對張力輥上電位計的位置反饋與放卷電機(jī)構(gòu)成PID閉環(huán)控制。但由于收卷電機(jī)控制的方形卷針的特殊形狀影響，造成了在收卷過程中過大的線速度波動范圍，從而導(dǎo)致電芯嚴(yán)重變形。本文針對其對收卷線速度不可控的瓶頸，在其基礎(chǔ)上設(shè)計了新的張力控制系統(tǒng)方案。即在原有張力控制系統(tǒng)的放卷與張力輥組成的PID閉環(huán)基礎(chǔ)上，增加對收卷系統(tǒng)的開環(huán)控制。通過對

3、收卷系統(tǒng)采用機(jī)理辨識和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識相結(jié)合的方法，研究收卷系統(tǒng)恒定線速度的模型。
　　其次分析研究收卷過程中方型卷針在收卷過程中的動態(tài)模型，得到了方型卷針角速度與收卷線速度的理論模型，并且反推得到了方型卷針收卷線速度恒定時的角速度與位置的曲線關(guān)系，并將其應(yīng)用到實際卷繞中。接著，在理論模型的基礎(chǔ)上，對采集的輸入輸出數(shù)據(jù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型。通過該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的仿真，得到了理想恒定線速度輸出的角速度模型。
　　最后，通過在方