[發明專利]一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法

在審

• 申請號: 202010779908.2
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111900336A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 宋寶;唐小琦;周向東;梁子財;潘嘉明;唐鈺
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/0587;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種鋰離子動力電池生產物流系統，其特征在于：包括極片制作工段、電芯制作工段和化成分容工段，所述極片制作工段包括自動配料上料、混合攪拌、極片涂布、碾壓分切工序，所述電芯制作工段包括制片、卷繞、組裝和注電解液工序，所述化成分容工段包括封口、老化、分選和出貨工序。

2.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池生產物流系統，其特征在于：所述極片制作工段具體包括自動配料、攪拌、涂布、冷壓、模切、分條工序，負責完成正負極片的制作；所述攪拌工序完成正負極漿料的制備，正負極漿料的制備包括液態與固態物料間的相互混合、溶解、分散；所述涂布工序將正負極漿料均勻地分別涂覆在正、負極極片上；所述冷壓工序對極片進一步壓實；所述模切和分條工序完成將整卷極片分切成指定的尺寸形狀。

3.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池生產物流系統，其特征在于：所述電芯制作工段完成電池的成型，具體包括卷繞、熱壓、X-Ray檢測、超聲波焊接、軟連接焊接、裝支架、包Mylar、入殼、預焊、滿焊、前氦檢、烘烤和一次注液工序，其中，卷繞工序完成將正負極極片、隔膜卷繞組合成裸電芯；之后進行封裝焊接過程，再進行烘烤工序進行除水；注液工序完成將電解液加入到電芯中。

4.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池生產物流系統，其特征在于：所述化成分容工段完成對電池的激活檢測，具體包括入化成釘、高溫靜置、拔化成釘、負壓化成、插化成釘、高溫靜置、二次注液、后氦檢、滿充、OCV1測試、高溫靜置、OCV2測試、常溫靜置、OCV3測試、分容、分選和入庫工序。

5.一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法，其特征在于：連續完成相同的兩個產品所需的間隔時間為生產線的節拍，所述生產線的節拍的計算公式如下：

式中：CT表示生產線的節拍；TW表示有效實際總工作時間；Q表示有效實際總工作時間內的成品數量；

選取生產線平衡率、設備利用率、單位產出能源消耗作為評價指標對生產物流系統生產性能進行定量評價和優化；

生產線平衡率：用于評價生產系統中各個加工設備的節拍匹配程度的指標，其計算公式為：

式中：∑T_i為各工序節拍總和；n為總工位數；T_max為瓶頸工序的節拍；

當P≥90％時表示生產線平衡達到優，80％＜P＜90％時表示生產線平衡為良，P≤80％則生產線平衡較差；

設備利用率：在整個加工周期內有效工作時間與總時間的比值，其計算公式：

式中：working為設備利用率；T_working為設備有效工作時間；T_total為總時間；

單位產出能源消耗：生產線每生產一個單位的產品需要消耗的能源，其計算公式：

式中：η為單位產出能源消耗；Q_total生產線總產能；E_total為生產線能源總消耗量；

綜上所述：最終的生產效能優化目標數學模型如式(4)所示：

式中：n表示生產線上工作站數目；working_i表示生產線上第i個工作站的利用率；max(working_i)表示生產線上最大的設備利用率；F表示生產線總產能。