一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法和系统与流程

1.本技术涉及锂离子电池制造技术领域，更具体地，涉及一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法和系统。


背景技术：

2.锂电池制造中，在通过传送辊对电芯卷材进行传输时，需要使电芯卷材的边缘一直处于预设位置，若该边缘偏离预设位置，会通过纠偏操作使边缘恢复至预设位置。电芯卷材的正负极极片会按照一定的规律出现极耳（如图2所示），极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，该极耳作为从边缘突出的部分，会造成纠偏过程中的抖动，最终影响纠偏的精度。
3.因此，如何更加可靠的对带有极耳的电芯卷材进行纠偏控制，是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法和系统，用以更加可靠的对带有极耳的电芯卷材进行纠偏控制。
5.第一方面，提供一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法，所述电芯卷材包括两个与传输方向平行的边缘，至少一个所述边缘上设置有多个按预设长度均匀分布的极耳，所述方法应用于包括纠偏传感器、极耳检测模块、驱动器和控制器的系统中，所述方法包括：所述控制器在所述电芯卷材的传输过程中基于所述纠偏传感器检测所述电芯卷材是否进入预设检测区域；若所述电芯卷材进入所述预设检测区域，所述控制器基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳；若所述预设检测区域中存在所述极耳，所述控制器将所述纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制；若所述预设检测区域中不存在所述极耳，所述控制器将所述纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为所述当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制。
6.第二方面，提供一种对电芯卷材进行纠偏控制的系统，所述电芯卷材包括两个与传输方向平行的边缘，至少一个所述边缘上设置有多个按预设长度均匀分布的极耳，所述系统包括纠偏传感器、极耳检测模块、驱动器和控制器，所述控制器被配置为：在所述电芯卷材的传输过程中基于所述纠偏传感器检测所述电芯卷材是否进入预设检测区域；若所述电芯卷材进入所述预设检测区域，基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳；
若所述预设检测区域中存在所述极耳，将所述纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制；若所述预设检测区域中不存在所述极耳，基于所述纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为所述当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制。
7.通过应用以上技术方案，控制器在电芯卷材的传输过程中基于纠偏传感器检测电芯卷材是否进入预设检测区域；若电芯卷材进入预设检测区域，控制器基于极耳检测模块判断预设检测区域中是否存在极耳；若预设检测区域中存在极耳，控制器将纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于当前偏移信号控制驱动器进行纠偏控制；若预设检测区域中不存在极耳，控制器将纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于当前偏移信号控制驱动器进行纠偏控制，从而可基于不受极耳干扰的偏移信号进行纠偏控制，提高了纠偏精度，实现更加可靠的对带有极耳的电芯卷材进行纠偏控制。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1示出了本发明实施例提出的一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法的流程示意图；图2示出了现有技术中带有极耳的电芯卷材的示意图；图3示出了本发明实施例中对电芯卷材进行纠偏控制的原理示意图；图4示出了本发明实施例中极耳进入预设检测区域的原理示意图；图5示出了本发明实施例提出的一种对电芯卷材进行纠偏控制的系统的结构示意图。
10.图2和图4中，10、预设检测区域；11、预设位置；20、预设检测区域进入侧的三组红外接收管；21、第一检测点；22、第二检测点；23、第三检测点；30、预设检测区域出去侧的三组红外接收管；40、电芯卷材；41、极耳；42、边缘。
具体实施方式
11.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
12.本技术实施例提供一种对电芯卷材进行纠偏控制的方法，所述电芯卷材包括两个与传输方向平行的边缘，至少一个所述边缘上设置有多个按预设长度均匀分布的极耳，所述方法应用于包括纠偏传感器、极耳检测模块、驱动器和控制器的系统中，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤s101，开始。
13.步骤s102，所述控制器在所述电芯卷材的传输过程中基于所述纠偏传感器检测所述电芯卷材是否进入预设检测区域，若是执行步骤s103，否则继续执行步骤s102。
14.本实施例中，电芯卷材包括两个与传输方向平行的边缘，可以理解的是，该传输方向为电芯卷材展开后的长度方向。
15.纠偏传感器用于检测是否有电芯卷材进入预设检测区域，并在电芯卷材传输过程中检测电芯卷材的边缘是否偏离预设位置，并输出偏移信号到控制器。驱动器用于根据从控制器收到的偏移信号调整电芯卷材的位置，从而使电芯卷材的边缘沿预设位置进行传输。极耳检测模块用于在电芯卷材传输过程中检测是否有极耳进入预设检测区域。
16.根据不同的工艺需求，可以仅在电芯卷材一侧的边缘上设置极耳，相应的，需要在一侧边缘的极耳经过的对应位置设置一组极耳检测模块；也可以在电芯卷材两侧的边缘上均设置极耳，相应的，需要在两侧边缘的极耳经过的对应位置分别设置一组极耳检测模块。而对于纠偏传感器，可根据实际需要在一侧边缘的对应位置设置，也可在两侧边缘的对应位置分别设置。
17.在本技术一些实施例中，纠偏传感器可包括图像传感器和处理器，图像传感器可采集在预设检测区域的图像，处理器对该图像进行分析后输出偏移信号到控制器。
18.步骤s103，所述控制器基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳，若是执行步骤s104，否则执行步骤s105。
19.本实施例中，极耳检测模块可对预设检测区域进行探测，探测方式可以是红外线探测、也可以是雷达探测，也可以采集预设检测区域的图像进行探测，以判断是否有极耳进入预设检测区域，极耳检测模块可将判断结果发送至控制器。
20.由于可能存在不是极耳的干扰物进入预设检测区域，为了进一步提高纠偏精度，在本技术一些实施例中，在所述控制器基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳之后，所述方法还包括：若所述预设检测区域中存在所述极耳，所述控制器基于所述极耳检测模块确定当前极耳与上一个极耳之间的时间间隔；若所述时间间隔小于预设时间间隔，所述控制器确定所述当前极耳为干扰物。
21.本实施例中，若存在极耳进入预设检测区域，由于极耳是按预设长度在边缘上均匀设置的，因此各极耳进入预设检测区域的时间间隔应当是一个固定时间间隔，控制器通过极耳检测模块确定当前极耳与上一个极耳之间的时间间隔，若时间间隔小于预设时间间隔，则说明当前极耳为干扰物。
22.可选的，在确定当前极耳为干扰物后可发出报警，提醒工作人员及时处理。同时，控制器按预设检测区域中不存在极耳的情况进行处理，也即控制器将所述纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为所述当前偏移信号。
23.可选的，预设时间间隔为各极耳进入预设检测区域的时间间隔的一半。
24.为了更加准确的确定当前极耳与上一个极耳之间的时间间隔，在本技术一些实施例中，所述极耳检测模块包括设置在所述预设检测区域进入侧的多组红外发射管和红外接收管，以及设置在所述预设检测区域出去侧的多组红外发射管和红外接收管，所述基于所述极耳检测模块确定当前极耳与上一个极耳之间的时间间隔，具体包括：
所述控制器记录目标红外发射管和目标红外接收管开始被所述当前极耳遮挡的当前遮挡时刻；所述控制器根据所述当前遮挡时刻和上一个遮挡时刻确定所述时间间隔；其中，所述目标红外发射管和目标红外接收管为预先从所述预设检测区域的进入侧或出去侧选定的一组对射的红外发射管和红外接收管，所述上一个遮挡时刻为所述目标红外发射管和所述目标红外接收管开始被所述上一个极耳遮挡的时刻。
25.本实施例中，预设检测区域的进入侧和出去侧是与电芯卷材的传输方向对应的，通过在预设检测区域的进入侧和出去侧分别设置多组红外发射管和红外接收管组成极耳检测模块，各红外发射管和红外接收管分别按对射关系设置，所述极耳进入预设检测区域后处于各红外发射管和红外接收管之间的对射区域，因此极耳可形成对该对射区域的遮挡，极耳检测模块根据检测到的遮挡信号可确定是否有极耳进入。
26.具体设置时，红外发射管可以位于红外接收管的上部，也可以位于红外接收管的下部，两者形成对射关系即可。各组红外发射管和红外接收管的组数可以根据极耳的大小进行增减，可以按一列或几列设置，也可根据极耳的形状进行分布设置，也可在极耳覆盖的范围内按随机位置进行设置。
27.在本技术具体的应用场景中，在预设检测区域的进入侧和出去侧分别设置了三组对射的红外发射管和红外接收管组成极耳检测模块，如图3所示，箭头为电芯卷材的传输方向，图中的六个长方形黑块分别为预设检测区域进入侧的三组红外接收管20，以及预设检测区域出去侧的三组红外接收管30，图中的黑色圆形区域为预设检测区域10，预设检测区域10上的竖线为预设位置11，电芯卷材在正常传输的情况下其一侧的边缘沿预设位置11传输。
28.可选的，所述红外接收管也可替换为光敏电阻。
29.预先从预设检测区域的进入侧或出去侧选定的一组对射的红外发射管和红外接收管作为一组目标红外发射管和目标红外接收管，目标红外发射管和目标红外接收管开始被当前极耳遮挡时，控制器记录对应的当前遮挡时刻，然后根据当前遮挡时刻和上一个遮挡时刻的差值可确定时间间隔。上一个遮挡时刻为目标红外发射管和目标红外接收管开始被上一个极耳遮挡的时刻。
30.为了进一步提高纠偏精度，在本技术一些实施例中，在所述控制器基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳之后，所述方法还包括：若所述预设检测区域中存在所述极耳，所述控制器基于所述预设检测区域进入侧的多组红外发射管和红外接收管被遮挡的面积确定所述当前极耳的斜率；根据所述斜率、所述预设检测区域的位置和所述电芯卷材的传输速率确定所述极耳离开所述预设检测区域的离开时刻，以在所述离开时刻从所述纠偏传感器获取新的偏移信号；其中，所述斜率表征了所述极耳在所述传输方向上与所述边缘的夹角。
31.本实施例中，在检测到极耳进入预设检测区域后，控制器根据预设检测区域进入侧的多组红外发射管和红外接收管被遮挡的面积确定当前极耳的斜率，该斜率表征了极耳在传输方向上与边缘的夹角，然后根据斜率、预设检测区域的位置和电芯卷材的传输速率可确定极耳离开预设检测区域的离开时刻，从而可在离开时刻从纠偏传感器获取新的偏移
信号。具体的，可先根据斜率确定极耳的后一个边缘在当前时刻的当前位置，然后根据该当前位置和预设检测区域的位置确定极耳的后一个边缘离开预设检测区域的长度，然后根据长度与传输速率确定经过时长，根据当前时刻和经过时长可确定离开时刻。其中，后一个边缘为极耳在传输时最后进入预设检测区域的一个边缘。
32.举例来说，如图4 所示，电芯卷材40进入预设检测区域10，且存在极耳41进入该预设检测区域10，极耳41的斜率表征了极耳41在传输方向上与边缘42的夹角r，在极耳41对三组红外接收管20形成遮挡后，根据第一检测点21、第二检测点22和第三检测点23可确定被遮挡的面积，根据该被遮挡的面积可确定极耳41的斜率，由于预设检测区域10的位置是固定的，根据该斜率、预设检测区域10的位置和电芯卷材40的传输速率确定离开时刻。
33.步骤s104，所述控制器将所述纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，执行步骤s106。
34.本实施例中，在有极耳进入检测区域后，控制器将纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，该上一个时刻发送的偏移信号也就是边缘上没有设置极耳的部分进入检测区域时纠偏传感器发送的偏移信号。
35.步骤s105，所述控制器将所述纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为所述当前偏移信号，执行步骤s106。
36.本实施例中，在没有极耳进入预设检测区域时，控制器将纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，该当前时刻发送的偏移信号也是边缘上没有设置极耳的部分进入检测区域时纠偏传感器发送的偏移信号。
37.步骤s106，所述控制器基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制。
38.本实施例中，无论是经步骤s104得到的当前偏移信号，还是经步骤s105得到的当前偏移信号，由于该当前偏移信号均是边缘上没有设置极耳的部分进入检测区域时纠偏传感器发送的偏移信号，因此，该当前偏移信号没有受到极耳的干扰，并不会产生较大波动，避免了驱动器纠偏过程中的抖动，提高了纠偏的精度。
39.为了保证驱动器准确的进行纠偏，在本技术一些实施例中，所述系统还包括纠偏导向机构，所述基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制，具体包括：所述控制器判断所述当前偏移信号是否为零；若是，所述控制器保持所述驱动器不动；若否，所述控制器根据所述当前偏移信号控制所述驱动器驱动所述纠偏导向机构执行修正动作，以使所述电芯卷材恢复至预设位置。
40.本实施例中，设置纠偏导向机构，在当前偏移信号为零时，也即不需要进行纠偏，控制器保持驱动器不动，不执行纠偏操作；在当前偏移信号不为零时，说明电芯卷材已经产生偏移，控制器根据当前偏移信号控制驱动器驱动纠偏导向机构执行修正动作，以使电芯卷材恢复至预设位置。
41.在本技术一些实施例中，还可在系统中设置报警器，若当前偏移信号不为零的持续时长达到预设时长，说明纠偏导向机构并未完全进行修正，电芯卷材一直处于偏离预设位置的状态，此时可通过报警器进行报警，提醒工作人员及时处理。
42.通过应用以上技术方案，控制器在电芯卷材的传输过程中基于纠偏传感器检测电芯卷材是否进入预设检测区域；若电芯卷材进入预设检测区域，控制器基于极耳检测模块
判断预设检测区域中是否存在极耳；若预设检测区域中存在极耳，控制器将纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于当前偏移信号控制驱动器进行纠偏控制；若预设检测区域中不存在极耳，控制器将纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于当前偏移信号控制驱动器进行纠偏控制，从而可基于不受极耳干扰的偏移信号进行纠偏控制，提高了纠偏精度，实现更加可靠的对带有极耳的电芯卷材进行纠偏控制。
43.本技术实施例还提出了一种对电芯卷材进行纠偏控制的系统，所述电芯卷材包括两个与传输方向平行的边缘，至少一个所述边缘上设置有多个按预设长度均匀分布的极耳，如图5所示，所述系统包括纠偏传感器501、极耳检测模块502、驱动器503和控制器504，控制器504被配置为：在所述电芯卷材的传输过程中基于所述纠偏传感器检测所述电芯卷材是否进入预设检测区域；若所述电芯卷材进入所述预设检测区域，基于所述极耳检测模块判断所述预设检测区域中是否存在所述极耳；若所述预设检测区域中存在所述极耳，将所述纠偏传感器在上一个时刻发送的偏移信号作为当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制；若所述预设检测区域中不存在所述极耳，基于所述纠偏传感器在当前时刻发送的偏移信号作为所述当前偏移信号，并基于所述当前偏移信号控制所述驱动器进行纠偏控制。
44.在具体的应用场景中，控制器504还被配置为：若所述预设检测区域中存在所述极耳，基于所述极耳检测模块确定当前极耳与上一个极耳之间的时间间隔；若所述时间间隔小于预设时间间隔，确定所述当前极耳为干扰物。
45.在具体的应用场景中，所述极耳检测模块包括设置在所述预设检测区域进入侧的多组红外发射管和红外接收管，以及设置在所述预设检测区域出去侧的多组红外发射管和红外接收管，控制器504具体被配置为：记录目标红外发射管和目标红外接收管开始被所述当前极耳遮挡的当前遮挡时刻；根据所述当前遮挡时刻和上一个遮挡时刻确定所述时间间隔；其中，所述目标红外发射管和目标红外接收管为预先从所述预设检测区域进入侧或出去侧选定的一组对射的红外发射管和红外接收管，所述上一个遮挡时刻为所述目标红外发射管和所述目标红外接收管开始被所述上一个极耳遮挡的时刻。
46.在具体的应用场景中，控制器504还被配置为：若所述预设检测区域中存在所述极耳，基于所述预设检测区域进入侧的多组红外发射管和红外接收管被遮挡的面积确定所述当前极耳的斜率；根据所述斜率、所述预设检测区域的位置和所述电芯卷材的传输速率确定所述极耳离开所述预设检测区域的离开时刻，以在所述离开时刻从所述纠偏传感器获取新的偏移信号；其中，所述斜率表征了所述极耳在所述传输方向上与所述边缘的夹角。
47.在具体的应用场景中，所述系统还包括纠偏导向机构，控制器504还具体被配置为：判断所述当前偏移信号是否为零；若是，保持所述驱动器不动；若否，根据所述当前偏移信号控制所述驱动器驱动所述纠偏导向机构执行修正动作，以使所述电芯卷材恢复至预设位置。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。