1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯入壳的控制方法及装置。
背景技术：2.随着科学技术的进步与发展，智能制造和自动化产线，越来越受到企业的青睐。在电动汽车领域，其核心部件——动力电池的制造的自动化程度也越来越高。而动力电池在生产过程中，工序繁多，且由于其体积较小，对设备的集成度和精密度的要求也越来越高。
3.授权号为cn213459842u的专利文件公开了一种圆柱电池入壳机构，包括：电芯座，顶面开有配合电芯的两端开放的半圆形凹槽；绝缘片上料机构，设置于电芯座正上方，包括绝缘片储存槽和出料装置；壳体座，顶面开有配合壳体的凹槽，正对电芯座，远离电芯座的一侧设置有限位块；极耳折弯机构，包括定位片和上推装置，定位片底部边缘水平，定位片的一面紧贴电芯座朝向壳体座的端面上下运动，上推装置贴合定位片朝向壳体座的一侧上下运动；推入机构，包括推杆和推杆驱动装置，用于将电芯推入壳体。
4.授权号为cn212967792u的专利文件公开了一种圆柱锂电池电芯入壳装置，包括台面，台面的顶部外壁通过螺栓连接有导向套，导向套的顶部外壁开有电芯入口，导向套内部滑动连接有挤压柱，挤压柱的一侧外壁粘接有防护层，挤压柱的另一侧外壁焊接有导套，导套的外壁套接有弹簧，台面的顶部外壁通过螺栓连接有伺服电缸，伺服电缸的伸缩杆一端焊接有连接杆，连接杆远离伺服电缸的一端活动插接于导套内部。
5.现有技术中，如实用新型cn213459842u利用推杆推动电芯进入壳体，虽然利用机械结构取代了人工操作，提高了生产效率，但随着电池结构越做越紧凑，电芯与外壳之间的间隙越来越小，若单一使用推杆推动电芯进入壳体，存在电芯卡壳和驱动设备损伤的风险，降低了成品率，且设备维护成本增高；而实用新型cn212967792u采用导向套进行电芯的导向，虽然提高了电芯入壳的成功率，但并未对电池入壳的过程中进行控制，仍然存在卡壳和设备撞机的风险。
技术实现要素：6.本发明针对电芯入壳过程中，电芯存在卡壳和设备撞机的技术问题，提供了一种电芯入壳的控制方法，实现了对电芯入壳全过程的检测与控制，提高了电芯的入壳效率，同时降低了电芯卡壳和设备撞机的风险，提高了电芯入壳的良品率，降低了设备维护成本。
7.本发明的构思之一是在于，本方法根据电芯在推动过程中，所处的运行段，分别设置了不同的推动速度，并通过电芯在入壳过程中所受压力，对推动速度进行调节，从而降低电芯在入壳过程中撞击的风险，同时提高入壳的效率。
8.具体的，电芯在入壳过程中，壳体端部设置有一个导引套，电芯在驱动机构的推动下，先进入导引套，再经由导引套的导引进入壳体中。在此过程中，若采用同一速度将会降低电芯入壳的效率。因而，本方法先预设高速和中速，两个推行速度，以高速进入导引套，以中速进入电池壳体。
9.同时，本构思中电芯在推动时所受阻力，由推力机构所受压力表征，并通过获取的压力值，对电芯的推动速度进行调节，从而降低电芯在入壳时撞击的风险。同时，两段速，结合压力对速度的调控，可提高电芯入壳的效率。
10.进一步的，本发明还通过压力与时间的变化曲线，表征电芯入壳过程中的状态，并显示在操作面板上，使操作人员通过该变化曲线，实时获取电芯入壳过程中，电芯的状态，从而更好操纵电芯入壳设备，提高良品率。
11.进一步的，本发明还对压力阈值和速度变化区间进行设置，进一步加强对电芯入壳过程的控制。
12.具体的，当电芯超过该压力阈值时，提前控制推动设备停机，避免电芯卡壳和撞击的事故发生。
13.当电芯在压力阈值内时，在速度变化区间内，对推动机构的推动速度进行调节，以此降低设备撞击风险，提高入壳效率。
14.同时，推动速度的调节逻辑是，根据压力值的大小，对推动速度的大小进行调节。优选的，推动速度大小与压力大小成反比，根据实际情况，选用比例曲线、指数曲线或其他相关的曲线。
15.进一步的，当电芯超过压力阈值时，除控制设备停机外，还同步发出警报，用以警示操作人员及时进行处理，恢复设备的正常运行。
16.进一步的，压力阈值和速度变化区间，根据导引套及电池壳体内壁的粗糙度信息，和推动速度的大小确定。
17.具体的，压力值受导引套和电池壳体内壁的粗糙度影响，同时推动速度的大小也对电芯入壳时，撞击风险有影响。因此，根据上述信息，确定压力阈值和速度变化区间，可更好的对电芯入壳的推进速度进行调节，提高入壳效率，同时还能降低电芯卡壳和撞击的风险。
18.优选的，警报的方式可选用声音警报、光警报或者短信提醒，也可以同时发出多种警报，通知相关操作人员尽快完成处理。
19.在一些实施例中，本发明的另一构思是在于，本发明采用扭矩值，对电芯入壳的全过程中进行监控。
20.具体的，电芯入壳过程中，运行速度和压力的变化情况，还可通过推动机构的扭矩值进行表征。因此，本发明使用输出扭矩时间变化曲线，用于对电芯入壳全过程中的监控，并同步到显示设备上，使操作人员实时获取电芯入壳的状态，更好对设备进行操作。
21.进一步的，本发明设置了扭矩阈值，当输出扭矩超过扭矩阈值时，控制推动设备停止运行，避免电芯卡壳或者撞击。
22.进一步的，当输出扭矩超过扭矩阈值，并控制推动设备停机后，还同步发出警报，通知相关操作人员尽快完成处理
23.结合上述构思，本发明提供了一种电芯入壳的控制方法，包括：
24.根据电芯在推动过程中，所处的运行段，预设第一速度和第二速度，所述运行段包括导引段和入壳段；
25.所述电芯处于所述导引段时，以所述第一速度推动所述电芯，所述电芯处于所述入壳段时，以所述第二速度推动所述电芯，所述第一速度大于所述第二速度；
26.获取所述电芯在所述入壳段推动过程中所受压力，根据所述压力调节所述第二速度。
27.基于上述技术方案，所述电芯在进入导引套，一直到进入电池壳体之前，以较高的第一速度运行，所述电芯在进入电池壳体一直到入壳完毕，以中速的第二速度运行，从而提高所述电芯的入壳效率。其中，所述第一速度和第二速度根据大量实验数据确定，优选为300-500mm/s。
28.在上述基础上，本发明对电芯入壳过程中，获取推力机构所受的压力，所述压力与所述电芯所受的推动阻力相当，并通过所述压力值，对推动所述电芯的第二速度进行调节，达到提高所述电芯入壳效率目的同时，还能降低所述电芯卡壳或撞击的风险，从而提高电芯入壳的良品率。
29.值得说明的是，本发明还可获取所述电芯在所述导引段内所受压力，并根据该压力值大小调节所述第一速度。
30.进一步的，本发明提供的电芯入壳的控制方法，在所述入壳段推动过程中，根据所述压力，输出压力时间变化曲线；
31.根据所述压力时间变化曲线，分析所述电芯在所述入壳段推动过程中的状态。
32.基于上述技术方案，本发明根据压力时间变化曲线，表征所述电芯在入壳过程中状态是否良好，操作人员可根据所述压力时间变化曲线，对电芯入壳过程中的状态进行分析，并根据所述电芯的状态，更好的实现对推动设备的控制。
33.相应的，本发明中还可获取所述电芯，在导引段内的压力时间变化曲线，并分析所述电芯在所述导引段推动过程中的状态。
34.在一些实施例中，本发明提供的电芯入壳的控制方法，所述根据所述压力调节所述第二速度，具体包括：设置压力阈值和第二速度调节区间；
35.当所述压力大于所述压力阈值时，停止推动所述电芯；
36.当所述压力小于或等于所述力阈值时，根据所述压力的大小，在所述第二速度调节区间内，对所述第二速度进行调节。
37.基于上述技术方案，本发明通过所述压力，控制所述电芯在入壳段的所述第二速度。同时，还根据压力异常控制设备停止运行。通过所述压力，对所述电芯在所述入壳段的运行过程中进行控制，从而达成保护所述电芯和设备的目的。
38.相应的，本发明还可通过获取导引段内所述电芯所受的压力，控制所述第一速度，以及根据异常控制设备的启停。
39.在一些实施例中，本发明提供的电芯入壳的控制方法，当所述压力大于所述压力阈值时，同步发出警报，所述警报包括，声音警报、光警报和短信提醒中的至少一项。
40.基于上述技术方案，当设备因异常停止后，及时发出警报，通知操作人员尽快处理异常，恢复设备的正常运行，从而保证电池产线的持续运行。
41.在一些实施例中，本发明提供的电芯入壳的控制方法，所述根据所述压力的大小，在所述第二速度调节区间内，对所述第二速度进行调节，具体包括：
42.在所述第二速度调节区间内，预设所述第二速度和所述压力的函数关系；
43.所述函数关系包括，线性反比或指数反比。
44.基于上述技术方案，所述第二速度的大小根据所述压力的大小，以及两者之间的
函数关系进行调节，所述函数关系优选为线性反比或指数反比，使所述第二速度的调节，能够更好的降低所述电芯入壳的风险，以及入壳的效率。
45.相应的，在所述导引段也可预设所述第一速度和压力的函数关系。
46.在一些实施例中，本发明提供的电芯入壳的控制方法，包括：获取驱动设备的输出扭矩，根据所述输出扭矩，生成扭矩时间变化曲线；
47.根据所述扭矩时间变化曲线，分析所述电芯在所述入壳段推动过程中的状态。
48.基于上述技术方案，本发明还根据驱动设备的输出扭矩，对所述电芯入壳的过程进行监控，使操作人员能更好对电芯的入壳过程进行控制。
49.相应的，本发明还可获取所述电芯导引段内的扭矩时间变化曲线。
50.进一步的，本发明提供的电芯入壳的控制方法，包括：设置扭矩阈值；
51.当所述输出扭矩大于所述扭矩阈值时，停止推动所述电芯。
52.基于上述技术方案，本发明根据扭矩阈值控制驱动单元的启停，避免所述电芯在入壳过程中发生撞击或者卡壳。
53.在一些实施例中，本发明还提供了一种电芯入壳的控制装置，用于实现前述所提供的电芯入壳的控制方法，装置包括：
54.驱动单元，用于所述电芯的推动；
55.控制单元，用于控制所述驱动单元运动；
56.压力传感器，用于获取所述电芯在推动过程所受阻力，并反馈至所述控制单元；所述驱动单元包括扭矩监测器，所述扭矩监测器用于监测所述驱动单元的输出扭矩，并反馈至所述控制单元。
57.本发明提供了一种电芯入壳的控制方法，在采用导引套导引电芯入壳过程中，根据所述电芯的运行段，预设第一速度和第二速度，采用所述第一速度推动所述电芯在导引段内运行，所述第二速度推动所述电芯在入壳段内运行，并获取所述电芯在入壳段所受阻力，根据压力传感器获取的压力值，对所述第二速度进行调节，从而在降低电芯入壳风险的同时，还能保证电芯入壳的效率，具体的，采用上述方法，电芯的入壳速度可提升至300-500mm/s。
58.因此，本发明提供的电芯入壳的控制方法能有效避免电芯撞击或卡壳事故的发生。
附图说明
59.以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
60.图1为本发明提供的电芯入壳的控制方法的一个实施例的流程示意图；
61.图2为本发明提供的电芯入壳的控制方法的另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
62.下面结合附图1至2，对本发明作详细的说明。
63.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
64.本发明提供了一种电芯入壳的控制方法及其装置，具有电芯入壳撞击或卡壳风险更低、入壳速度更快的优点，同时还能有效避免电芯撞击或卡壳事故的发生，降低设备维护和保养的成本。
65.见图1所示，图1为本发明提供的电芯入壳的控制方法的一个实施例的流程示意图，通过步骤s10，预设驱动单元推动电芯的第一速度和第二速度，在进入导引套和即将进入电池外壳这一段，使用所述第一速度推动所述电芯；在进入电池外壳到入壳完成这一段，使用第二速度在电池外壳内推动所述电芯，以此提高所述电芯的入壳速度。
66.值得说明的，所述第一速度和所述第二速度的大小，分别根据导引套和电池外壳内壁的粗糙度决定，导引套内较光滑，选用较高的推动速度，电池外壳内相对较粗糙，选用中等的推动速度，优选的，根据多次实验结果，推动速度在300-500mm/s内选取。
67.再根据步骤s20，获取所述电芯在所述入壳段内推动时所受阻力，即在电池外壳内推动电芯时所受的阻力，该阻力通过推动机构所受的反推力确定，使用压力传感器获取该反推力大小。然后，经过步骤s30，通过获取的所述压力的大小，调整所述第二速度。
68.值得说明的时，还可对电芯在导引段所受压力进行获取，并根据该压力值大小，对所述第一速度进行调节。
69.首先本发明根据导引套和外壳的粗糙度情况，选取合适大小的推进速度，以提高所述电芯在入壳过程中的效率。在此基础上，本发明还获取电芯在推动过程中所受的压力，根据压力对电芯推动的速度进行调节，一方面，当压力过大时适当降低推动速度，而降低所述电芯卡壳或撞击的风险；另一方面，当压力较小时适当提高推动速度，而提高所述电芯的入壳效率。
70.因此，本实施例能够使电芯在入壳过程中卡壳或者撞击的风险更低，同时还使电芯入壳更快，提高了入壳效率。
71.在一些实施例中，本发明通过压力传感器获取的压力大小，在操作界面上显示压力时间变化曲线，根据所述压力时间变化曲线，操作人员能够更直接的获取电芯在入壳过程中状态是否良好，当发生异常时，可手动停机，避免电芯卡壳或者设备损伤。
72.在一些实施例中，本发明还设置了压力阈值和第二速度调节区间，如图2所示，见步骤s21，以及步骤s31和步骤s32，当获取的压力≤所述压力阈值时，根据压力的大小，在第二速度调节区间内对第二速度进行调节。
73.当获取的压力超过所述压力阈值时，控制设备停机。
74.在一些实施例中，所述压力阈值和所述第二速度调节区间，根据入壳段电池外壳内壁的粗糙度情况确定，从而更好的对风险进行把控。
75.值得说明的是，在入壳段设置的方法同样适用于导引段，根据所述导引段内导引套内壁的粗糙度情况，设置压力阈值和第一速度调节区间，根据电芯所受压力和压力阈值，对所述电芯在所述导引段的推动过程进行控制。
76.在一些实施例中，见图2中步骤s41所示，当发生异常情况，除控制设备停机外，还同步发出声音警报、光警报或者短信提示，警示操作人员及时出来设备异常，尽快恢复生
产，避免影响设备的正常作业。
77.在一些实施例中，在所述第二速度调节区间内，所述压力的大小与所述第二速度的大小，预设有函数关系，所述函数关系优选为线性反比或指数反比。从而，本发明能更好的通过压力值的大小，对所述电芯的推动速度进行调节。
78.在一些实施例中，本发明还对驱动单元的输出扭矩，实时进行监控，并显示在操作界面上，便于操作人员更好的获取所述电芯在入壳过程中的状态。
79.具体的，当推力机构所受压力产生变化时，直观表现在驱动单元输出扭矩的改变，当扭矩变动到一定程度时，将对驱动单元造成损伤。因此，操作人员可通过输出扭矩随时间的变化信息，更好的对设备进行操作，并且根据异常信息及时停止设备的运行，避免造成较大的损失。
80.进一步的，当获取的输出扭矩大于预设的扭矩阈值时，控制设备停机。
81.具体的，当设备停机时，还可同时进行报警，这里与根据压力阈值报警的有益效果一致，不再赘述。
82.在一些实施例中，本发明还提供了一种电芯入壳的控制装置，用于实现上述控制方法。
83.以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
技术特征：1.一种电芯入壳的控制方法，其特征在于，包括：根据电芯在推动过程中所处的运行段，预设第一速度和第二速度，所述运行段包括导引段和入壳段；所述电芯处于所述导引段时，以所述第一速度推动所述电芯，所述电芯处于所述入壳段时，以所述第二速度推动所述电芯，所述第一速度大于所述第二速度；获取所述电芯在所述入壳段推动过程中所受压力，根据所述压力调节所述第二速度。2.如权利要求1所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，在所述入壳段推动过程中，根据所述压力，输出压力时间变化曲线；根据所述压力时间变化曲线，分析所述电芯在所述入壳段推动过程中的状态。3.如权利要求1所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，所述根据所述压力调节所述第二速度，具体包括：设置压力阈值和第二速度调节区间；当所述压力大于所述压力阈值时，停止推动所述电芯；当所述压力小于或等于所述压力阈值时，根据所述压力的大小，在所述第二速度调节区间内，对所述第二速度进行调节。4.如权利要求3所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，当所述压力大于所述压力阈值时，同步发出警报；所述警报包括：声音警报、光警报和短信提醒中的至少一项。5.如权利要求3所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，所述根据所述压力的大小，在所述第二速度调节区间内，对所述第二速度进行调节，具体包括：在所述第二速度调节区间内，预设所述第二速度和所述压力的函数关系；所述函数关系包括，线性反比或指数反比。6.如权利要求1所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，包括：获取驱动设备的输出扭矩，根据所述输出扭矩，生成扭矩时间变化曲线；根据所述扭矩时间变化曲线，分析所述电芯在所述入壳段推动过程中的状态。7.如权利要求6所述的电芯入壳的控制方法，其特征在于，包括：设置扭矩阈值；当所述输出扭矩大于所述扭矩阈值时，停止推动所述电芯。8.一种电芯入壳的控制装置，其特征在于，所述控制装置用于实现权利要求1-7任一项所述的电芯入壳的控制方法，装置包括：驱动单元，用于所述电芯的推动；控制单元，用于控制所述驱动单元运动；压力传感器，用于获取所述电芯在推动过程所受阻力，并反馈至所述控制单元；所述驱动单元包括扭矩监测器，所述扭矩监测器用于监测所述驱动单元的输出扭矩，并反馈至所述控制单元。
技术总结本发明提供了一种电芯入壳的控制方法及装置，电芯入壳的控制方法包括：根据电芯在推动过程中所处的运行段，预设第一速度和第二速度，所述运行段包括导引段和入壳段；所述电芯处于所述导引段时，以所述第一速度推动所述电芯，所述电芯处于所述入壳段时，以所述第二速度推动所述电芯，所述第一速度大于所述第二速度；获取所述电芯在所述入壳段推动过程中所受压力，根据所述压力调节所述第二速度。通过电芯在入壳段内所述压力大小，对其推动速度进行调节，达到降低电芯卡壳和撞击风险的同时，还提高了电芯入壳的效率。相应的本发明还提供了一种电芯入壳的控制装置，用于实现上述方法。用于实现上述方法。用于实现上述方法。
技术研发人员：冉昌林 程汉星 蔡汉钢
受保护的技术使用者：武汉逸飞激光股份有限公司
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
