动力电池模组自动化制造系统的设计.pdf

动力电池模组自动化制造系统的设计 摘 要 在汽车动力电池模组的组装制造过程中，需要严格控制模组的外型尺寸、性能 指标、稳定性以及安全性，以确保动力电池系统能够在汽车运行的工况环境中稳定 运行。目前在各大工厂内，动力电池模组的上述指标以及组装生产无法通过人工测 量或治具生产完成。开发一款动力电池模组自动化装备，成为汽车动力电池系统企 业急待解决的重要工程问题。 本论文在充分了解和论述动力电池模组的组成结构及特点后，针对软包动力 电池、圆柱动力电池、方形铝壳动力电池进行了结构分析，选取21700 圆柱动力电 池模组组装工艺进行了自动化装备的系统设计。首先，对21700 圆柱动力电池模组 的组成及工艺流程进行了概述，其主要工艺包括电芯处理、模块组装及模组总装。 电芯处理段包括OCV 测试以及电芯分选。模组的组装包括插电芯、侧板及PC 片安 装、上下支架安装、上下支架UV 固化、点AB 胶、装汇流排及线路板、AB 胶保压固 化、激光清洗、铝丝焊。模块总装，包括模组堆叠、模组EOL 测试、模组入箱及组 件安装、通讯耐压及气密性测试。然后，在充分了解产品结构及其特性后，对其生 产组装过程进行梳理并对模组组装硬件进行设计，在电芯处理段，采用人工上料， 并利用高精密HIOKI 测试仪对电芯进行性能测试，并根据测试结果分选电芯。在模 组组装段，利用收集机构及四轴机器人将电芯插入支架中，然后通过六轴机器人与 一系列设备进行配合，完成侧板、冷水管、点UV 胶、UV 固化、点AB 胶装汇流排和 集线路板、AB 胶保压固化、激光清洗、铝丝焊接等工序。在模块总装段，对组装完 成模组进行堆叠，并对其进行EOL 测试，而后进行模组入箱及组件安装，最后对箱 体进行通讯耐压及气密性测试，安装上盖，完成了整个模块的总装及测试。 再而，对系统进行了软件设计，有效的利用了高精度扫码仪对产品条码进行 绑定，将系统中测试数据、传感数据以及机器数据关联。最后，本论文对系统进行 了软硬件的调试和数据验证，成功实现整个动力电池模组的自动化装备，完成了系 统的全部规划设计及制造输出。 关键词： 新能源汽车；自动化装备；动力电池模组 I Design of power battery module automation equipment and system Abstract In the assembly and manufacturing process of automotive power battery module, it is necessary to strictly control the size, performance index, stability and safety of the module to ensure that the power battery system can run stably in the operating environment of the automobile. At present, in major factories, the above indicators of power battery modules and assembly production can not be completed by manual measurement or fixture production. The development of a power battery module automation equipment has become an important engineering problem to be solved urgently in automotive power battery system enterprises. In this paper , after fully understanding and discussing the