[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

本發明公開了一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法，本發明結合工程實際需求，通過仿真平臺對某企業的鋰離子動力電池生產物流系統進行建模和仿真，針對生產物流系統存在的不足，在不改動當前生產車間布局與不更換、增加生產設備的優化約束下，制定優化方案并設計實驗驗證優化效果，為企業改善生產物流系統提供依據，最終實現提高設備利用率、降低資源浪費，從而提高企業的行業競爭力。

技術領域

本發明涉及鋰離子動力電池制造領域，尤其涉及一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法。

背景技術

近幾年國家對新能源汽車行業越來越重視，新能源汽車市場不斷擴大，鋰離子動力電池作為新能源汽車的心臟越來越受到國家和企業的重視。面對越來越激烈的新能源汽車動力電池市場競爭，如何降低電池成本、提高電池質量是困擾電池生產廠家的現實問題。

鋰離子動力電池的制造模式屬于離散型和流程型的混合模式，制造工藝環節長且流程復雜，如果不同制造工序的工藝、節拍、物流不匹配，即工藝流、設備流存在差異，將會導致鋰離子動力電池制造精度差、一致性差的問題。此外，新能源汽車對鋰離子動力電池成本極其敏感，在生產過程中若生產物流發生堵塞或在制品堆積則會耽誤生產的進程甚至發生生產停滯現象，進而影響電池產能，不利于降低生產成本。因此，有效改善生產物流系統平衡與提高生產效率是提升電池生產廠家市場競爭力的關鍵。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法。鋰離子動力電池生產物流系統由大量制造要素構成，利用傳統方法難以全面、精確地了解生產狀況，而計算機仿真技術在解決大規模復雜問題上具有獨特的優勢，目前已被廣泛地應用于生產物流系統的規劃、管理和優化。通過使用計算機仿真技術，能夠在不耗費任何生產資料的情況下模擬生產系統在某段時間內的運行狀況，預測生產物流系統的生產能力與不足，協助企業針對性地制定生產物流系統優化方案。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明一種鋰離子動力電池生產物流系統，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。

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。

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。

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。

本發明一種鋰離子動力電池生產物流系統優化方法，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：