用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法及系统与流程

本发明涉及新能源电池结构件制造，特别涉及一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法及系统。

背景技术：

1、新能源电池托盘是动力电池包的核心承载与密封部件，其折弯成型精度直接影响电池包的密封性能、装配精度与使用寿命。电池托盘底板上通常分布有冷却流道凹槽、加强筋、安装孔、局部减薄区等结构特征，这些结构出现在折弯线附近时，会导致折弯过程中沿折弯线方向的应力应变分布极不均匀。以铝合金电池托盘为例，冷却流道区域截面被削弱，局部刚度下降，回弹量较大；加强筋区域局部刚度增大，回弹量相对较小。这种沿折弯线方向的回弹不均匀性，会使折弯后托盘侧壁角度出现波浪形偏差，进而影响底板平面度及侧壁与底板过渡区的焊接接口质量。

2、电池托盘折弯后通常还需进行焊接装配，焊接热输入会引发新的角变形与收缩变形，且焊接变形沿折弯线方向同样不均匀：焊缝集中区域热输入大，变形倾向更大；夹具约束较强区域变形受到限制；冷却流道等截面削弱区域在焊接热作用下易发生局部失稳；加强筋区域则因局部刚度大而变形较小。若折弯阶段仅考虑回弹补偿，未将后续焊接变形纳入考量，折弯后合格的零件在焊接完成后仍可能出现密封面平面度超差。

3、现有折弯回弹补偿技术中，多点模具曲面成形方案通过预测回弹前后曲率变化构造补偿曲面，但其补偿曲率基于整体曲面曲率变化计算，未考虑局部结构造成的回弹不均匀性；基于历史折弯数据或预折弯检测的方案，补偿值通常是针对整条折弯线给出的单一数值或整体修正量，无法区分冷却流道区域与加强筋区域的不同回弹需求，更未将后续焊接变形纳入折弯补偿考量。此外，现有焊接变形控制技术通常独立于折弯工序，通过调整焊接夹具、焊接顺序或焊接参数减小焊接变形，忽略了折弯阶段施加的补偿量会改变焊接前残余应力状态，进而影响焊接变形；也忽略了在折弯阶段沿折弯线非均匀预置焊接变形预补偿量可更有效抵消焊接后形状偏差。

技术实现思路

1、鉴于上述状况，本发明的主要目的是为了提出一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法及系统，以解决上述技术问题。

2、本发明提出一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，所述方法包括如下步骤：

3、步骤1、读取电池托盘三维模型数据，沿待折弯的折弯线方向进行结构特征扫描，以生成沿折弯线连续分布的回弹敏感度场；

4、步骤2、获取电池托盘后续焊接工艺信息，并基于沿折弯线连续分布的回弹敏感度场所在的折弯线坐标系，沿折弯线方向评估各位置焊接变形倾向，生成沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场；

5、步骤3、将沿折弯线连续分布的回弹敏感度场和沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场，在折弯线同一坐标系下逐点耦合，生成沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场；

6、步骤4、通过沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场，确定多点模具沿折弯线排列的各基本体单元的下压补偿量，利用各基本体单元高度独立可调的特性生成非均匀补偿型面；

7、步骤5、在折弯过程中，基于各基本体单元的下压补偿量和非均匀补偿型面，采集各基本体单元的局部反力和下压位移；利用局部反力和下压位移识别材料变形阶段，并根据材料变形阶段修正回弹敏感度场和焊接预补偿量，以得到更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量；

8、步骤6、利用更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量，对各基本体单元实施差异化的保压压力和保压时间，并结合焊接预补偿协同调控残余应力，使折弯后的托盘在焊接后达到目标形状精度。

9、本发明还提出一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿系统，所述系统包括：

10、回弹敏感度场生成模块，用于：

11、读取电池托盘三维模型数据，沿待折弯的折弯线方向进行结构特征扫描，以生成沿折弯线连续分布的回弹敏感度场；

12、焊接变形倾向场生成模块，用于：

13、获取电池托盘后续焊接工艺信息，并基于沿折弯线连续分布的回弹敏感度场所在的折弯线坐标系，沿折弯线方向评估各位置焊接变形倾向，生成沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场；

14、耦合补偿场生成模块，用于：

15、将沿折弯线连续分布的回弹敏感度场和沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场，在折弯线同一坐标系下逐点耦合，生成沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场；

16、多点模具控制模块，用于：

17、通过沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场，确定多点模具沿折弯线排列的各基本体单元的下压补偿量，利用各基本体单元高度独立可调的特性生成非均匀补偿型面；

18、在线感知模块，用于：

19、在折弯过程中，基于各基本体单元的下压补偿量和非均匀补偿型面，采集各基本体单元的局部反力和下压位移；利用局部反力和下压位移识别材料变形阶段，并根据材料变形阶段修正回弹敏感度场和焊接预补偿量，以得到更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量；

20、保压调控模块，用于：

21、利用更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量，对各基本体单元实施差异化的保压压力和保压时间，并结合焊接预补偿协同调控残余应力，使折弯后的托盘在焊接后达到目标形状精度。

22、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

23、1、本发明针对电池托盘冷却流道、加强筋、焊缝附近区域及均质区域等局部结构特征引发的回弹不均匀性和焊接变形不均匀性，构建回弹敏感度场与焊接变形倾向场并进行逐点耦合补偿，使折弯角度沿折弯线方向保持一致，显著改善托盘底板的平面度和侧壁的垂直度。

24、2、本发明将焊接变形协同预补偿量与回弹敏感度场进行耦合计算，使焊接预补偿量沿折弯线呈非均匀分布，而非采用全局统一值；该耦合计算同时考虑了折弯补偿对焊接前残余应力的影响，以及焊接热输入对折弯后形状的影响，实现了折弯与焊接两道工序的形状演化协同优化。

25、3、本发明利用多点模具各基本体单元高度独立可调的差异化控制能力，执行沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场，使回弹补偿分量和焊接预补偿分量能够在折弯线上逐点协调执行，而传统整体模具无法实现此类非均匀耦合补偿。

1.一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤1中，沿待折弯的折弯线方向进行结构特征扫描，以生成沿折弯线连续分布的回弹敏感度场，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤2中，获取电池托盘后续焊接工艺信息，并基于沿折弯线连续分布的回弹敏感度场所在的折弯线坐标系，沿折弯线方向评估各位置焊接变形倾向，生成沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤3中，将沿折弯线连续分布的回弹敏感度场和沿折弯线连续分布的焊接变形倾向场，在折弯线同一坐标系下逐点耦合，生成沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场，具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，基于各位置的耦合计算输入参数，对折弯线上的每一个位置进行双向耦合协调计算，以得到各位置的总补偿量，其中双向耦合协调计算包括：

6.根据权利要求5所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤4中，通过沿折弯线非均匀分布的折弯-焊接协同补偿场，确定多点模具沿折弯线排列的各基本体单元的下压补偿量，利用各基本体单元高度独立可调的特性生成非均匀补偿型面，具体步骤如下：

7.根据权利要求6所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤5中，在折弯过程中，基于各基本体单元的下压补偿量和非均匀补偿型面，采集各基本体单元的局部反力和下压位移；利用局部反力和下压位移识别材料变形阶段，并根据材料变形阶段修正回弹敏感度场和焊接预补偿量，以得到更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量，具体步骤如下：

8.根据权利要求7所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，基于各位置的材料变形阶段识别结果，修正各位置的补偿量和焊接预补偿量，以得到各位置修正后的补偿量和各位置修正后的焊接预补偿量，具体包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，其特征在于，在所述步骤6中，利用更新后的折弯-焊接协同补偿场以及修正后的焊接预补偿量，对各基本体单元实施差异化的保压压力和保压时间，并结合焊接预补偿协同调控残余应力，使折弯后的托盘在焊接后达到目标形状精度，具体步骤如下：

10.一种用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿系统，其特征在于，所述系统应用权利要求1至9任意一项所述的用于新能源电池托盘的多点自适应折弯补偿方法，所述系统包括：