鋰離子電池卷繞機張力控制系統的結構與原理

為了控制張力，需要構成張力控制系統。因為張力只能在兩個（或兩個以上）具有驅動（或制動）力矩的工藝設備間形成，所以張力控制系統是在兩個傳動控制系統基礎上構成的。其中一個傳動控制系統作為張力控制系統的速度基準，稱為速度基準系統，而另一個傳動控制系統按張力要求建立負載，形成張力，實質是對速度基準系統按要求張力進行速度跟隨，稱為張力可控的速度跟隨系統。張力控制的任務一般多放在后一系統上，所以人們習慣地只將后者稱為張力控制系統。本文為大家解析鋰離子電池卷繞機張力張力控制系統。

鋰離子電池卷繞機張力控制系統的結構

張力控制系統由放卷機構，收卷機構，張力測試機構，線速度測試機構組成。鋰離子電池原材料通過放卷機構引出，收卷機構將鋰離子電池原材料收卷為電池，但是在收卷過程中，由于收卷速度和放卷速度不一致，造成鋰離子電池材料的張力發生變化，因此需要張力測試機構測試出料帶張力的大小，控制放卷機構的放卷速度，形成一個張力控制系統的閉環。線速度測試機構的作用是測試傳送帶的線速度。系統結構如下圖所示。

鋰離子電池材料通過直流電機控制的放卷機構引出，由伺服電機控制的收卷機構卷成一個電池。放卷速度和收卷速度不一致時，張力輥將偏離平衡位置，當收卷速度大于放卷速度時，張力輥向右方向偏轉，當收卷速度小于放卷速度時，張力輥向左方向偏轉。

控制器周期性的測試張力輥的位置，計算出張力大小，通過特定的算法（如PID算法），計算出放卷機構的放卷速度，最后輸出到直流電機。所以放卷機構是閉環控制的系統，而收卷機構則是開環系統，是放卷跟隨收卷的系統。

鋰離子電池卷繞機張力控制系統原理

簡單地說就是通過控制放卷電機的線速度來控制張力輥位置，使之處于平衡狀態，實現系統的恒張力控制。由于收卷線速度和放卷線速度的不同步，通過張力傳感器測試到張力值的變化，將此變化作為系統的前饋控制，通過調節放卷電機的轉速，使其線速度達到與實際收卷的線速度一致，保證張力的恒定。但是放料電機線速度不能跟隨上卷針的線速度，引起材料帶的一張一弛運動。內部張力的時大時小，表現為料帶的一張一弛，不僅引起了鋰離子電池電芯變形，而且大大降低了卷繞出來的電芯成品的整潔度，這也是方型鋰電池卷繞機成品率低下的主要原由。

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