電池模組電極裝配檢測系統(tǒng)
玖瑞科技為某單位研制的電池模組電極裝配檢測系統(tǒng),通過檢測電極片上端與連接導(dǎo)體上端的高度差以判斷電極是否插到位。該電池模組由多個電池單元并聯(lián),各電池單元的同極性電極片通過連接導(dǎo)體連接在一起。
電池模組 連接導(dǎo)體與電極的裝配關(guān)系
檢測需求
(1) 檢測電極片上端與連接導(dǎo)體上端的高度差以判斷電極是否插到位;
(2)高度差檢測誤差:±0.03mm~±0.05mm;
(3)電極數(shù):最多 80 排*2,排間距:約 7mm;
(4)最長 120 秒內(nèi)完成一個電池模組的檢測,包括上料、下料,檢測時間最多 90秒;
(5)輸出結(jié)果:所有未插到位的電極的位置編號(故障點),一個模組有故障點時要輸出報警信號;
(6)檢測系統(tǒng)應(yīng)適合工業(yè)化生產(chǎn)線使用。
解決方案
使用三軸運動機構(gòu)帶動點激光位移傳感器掃描測量電極和連接導(dǎo)體的高度。掃描方向與電極排基本垂直,電池模組底面到連接導(dǎo)體圓柱面處的距離固定的情況下,可以使用 2 軸運動機構(gòu)。點激光位移傳感器在運動中高速測量得到電極和連接導(dǎo)體的上包絡(luò)線。電極片上的檢測點設(shè)置在連接導(dǎo)體上缺口的中間位置,連接導(dǎo)體上的檢測點與電極片上的檢測點的距離設(shè)置為 4~5mm。通過數(shù)據(jù)處理檢測出每個電極片的位置及其與連接導(dǎo)體上端的高度差。
測量結(jié)果
選用某型點激光位移傳感器和運動平臺做了初步試驗,測量時的運動速度為 10mm/s,點激光位移傳感器的測量頻率為 2kHz。
連接導(dǎo)體上的測量結(jié)果 電極片處的測量結(jié)果
連接導(dǎo)體凸起部分局部測量值 電極片上端局部測量值
通過對原始測量數(shù)據(jù)進行平滑處理(平滑處理的窗口大小是一個關(guān)鍵指標(biāo)),消除錯誤測量值和去除小的毛刺,然后檢測平滑后曲線的山谷點,這些山谷點能夠大致定位連接件的凸起部位或者電極片的位置。通過計算山谷點附近測量數(shù)據(jù)的差值(變化梯度)可以進一步分析出各個連接件凸起部位和電極的邊界。
連接導(dǎo)體測量值平滑曲線,山谷點及局部放大
電極部分測量值平滑曲線,山谷點及局部放大
連接導(dǎo)體測量值和差值 電極部分測量值和差值