电池隔膜生产线张力控制系统电气设计及稳定性优化
黄彦淇

440881198510151811

摘要：电池隔膜属于锂电池的关键材料，它所具有的厚度是否均匀，表面是否平整以及力学性能好坏都会直接影响到电池的安全性、使用寿命和充放电情况。隔膜涂布、拉伸、收放卷全过程对生产线张力控制精度要求很高，张力波动大容易造成隔膜出现褶皱、拉伸变形、厚度偏差、断带、卷料松紧不均等生产缺陷，从而影响产品的合格率和生产效率。就传统的电池隔膜生产线张力控制系统而言，存在着响应迟缓、抗干扰性不足、稳态误差较大、多段张力协调不佳等状况，因此本文致力于对隔膜生产线全部电气控制系统展开优化设计工作，包含硬件选型、控制回路设计、程序逻辑编写以及闭环控制算法改进等内容。通过对隔膜生产放卷、纠偏、拉伸、收卷各工序张力扰动特性的分析，提出用PLC加伺服驱动的分段闭环张力控制电气方案，采用模糊PID代替传统的PID控制来抑制负载扰动、速度波动引起的张力偏差。根据生产线的实际运行情况做系统的调试和稳定性试验，结果表明优化之后的电气控制系统动态响应速度快，张力稳定波动在±3%之内，没有出现隔膜断带、褶皱、厚度不均等问题，生产线运行稳定可靠，产品良品率明显提高。本文的研究成果可以给锂电池隔膜自动化生产线张力控制系统的设计、改造以及稳定性改进提供有力的技术支持。

关键词：电池隔膜；生产线；张力控制；电气设计；模糊PID；稳定性优化

参考文献

[1]刘健,陈勇.薄膜卷材生产线张力系统扰动特性及控制方法研究[J].制造业自动化,2021,43(07):112-115.

[2]赵鑫.基于模糊PID的卷材张力控制系统设计与优化[J].电气传动,2022,52(11):67-71.

[3]孙明远.锂电隔膜生产线电气控制系统优化设计与稳定性分析[J].机械设计与制造,2023,08:268-271.