面对即将来临的TWh时代，虽然众多锂电企业已规划了宏大的产能扩张计划，但更高品质的锂电池产品才是市场所需。作为锂电池制作前段工序的核心环节，涂布是影响锂电池质量的关键之一， 传统涂布工序在宽幅、速度、无人化、自动化、智能化等方面仍存在短板，面密度横向、纵向一致性需要提升。

涂布机市场最大的过辊宽度已经做到 1600mm ，生产速度120m/min,涂布宽度和速度的提升，增大了横向面密度的调试难度，对人员调试技能要求更加高。当前人员调试提升COV，调试效率方面已经到达瓶颈，全自动闭环控制系统出现解决部分对人力的依赖，提高涂布COV。

目前横向自动闭环调节主要的难点在于模头和面密度仪的数据处理及模头精准调节，目前已经投入使用案例模头厂商，国外松下，国产曼恩斯特。

打造了 全自动闭环涂布系统解决方案，提升了面密度一致性，提升了面密度一致性，产品性能更好，更安全；降低操作人员依赖，人机高效协同，达到降本效果；涂布过程自动化、智能化、信息化水平高。

全自动闭环涂布系统解决方案

全自动闭环涂布系统解决方案为解决涂布工艺新诉求，基于对浆料制作成极片的因子进行分析，从理论、实验两方面入手分析变量的范围及变量与变量之间的关系，建立并完善数据库。其系统方案的原理是 以变量因子相互作用的数据库为基础，打造整线涂布控制中心，实现多变量因子实时控制，从而实现对整体涂布工艺精准自动控制。

全自动闭环涂布系统解决方案由高精密供料装置、电动化调节模头、测重装置、尺寸检测、控制系统等软硬件构成。

当前，最宽涂布宽幅1600mm；最大涂布速度120m/min；调节面密度稳定所需时间3min以下；涂布涂层厚度均一性COV控制目标0.2%以下。

全自动闭环涂布系统解决方案的优势

全自动闭环涂布系统解决方案在提升面密度一致性、人机高效协同降本增效、智能制造助力企业高效发展三大方向表现出色：

全自动闭环涂布系统—提升面密度一致性

自带TD、MD方向面密度控制软件，通过检测系统对现有调试工艺进行预判，减少调试校准时间，降低涂布起涂浪费。

通过全自动模头闭环控制系统，实现实时监控、实时调节，加强对涂布产品质量的过程监控，降低涂布过程中出现异常的概率，提高涂布产品均一性，提高涂布产品良率；

能较大提升电池稳定性和容量一致性，从而有效提升电池的良率。

全自动闭环涂布系统—人机高效协同降本增效

• 显著提升整个涂布过程自动化、智能化和信息化水平；
• 降低设备对高技能调试人员的经验依赖，大幅度提升涂布调试效率；
• 涂布机调节方面，相对手动调节，缩短首件涂布调试时间，减少涂布浆料浪费和降低首什件涂布极片长度，有效降低调试成本；
• 降低现场调试人员工作强度，相对手动调节，自动调节每台机平均配备的人员可以少1.5个人，每台机每年节省人力成本约14.4w；
• 涂布系统中的执行单元使用总线供电和总线通讯的连接方式，能够极大地减少现场配线，降低现场安装维护的人工和时间成本。

全自动闭环涂布系统——智能制造助力企业高效发展

• 应用总线通讯能够实时有效监控执行单元状态，控制执行机构动作，提升了执行单元的数字化水平，为客户数字化工厂助力；
• 应用现代卓越的数据分析与处理技术，预测涂布数据中的趋势性因素，提前判断并控制面密度的调节量，达到高效的过程控制的目的，提升涂布过程控制的智能化水平；
• 搭建控制算法模型，设计涂层质量自动闭环技术，在涂布全过程控制TD、MD方向面密度，提升涂布过程控制的自动化水平。

全自动闭环控制系统

闭环控制系统由浆料供给系统，涂布模头，执行器，湿膜面密度仪，干膜面密度仪，闭环控制系统等构成

1）信号采集

闭环控制系统通过标准工业协议，接入并实时采集面密度测量数据、涂布机运行数据、电动模头执行系统的信号数据，存入数据库中。

1.1 面密度数据

① 制定统一标准的数据接口文档，可同时获取多架的面密度分区数据、毫米数据、趟号等测量信息以及生产规格等生艺参数

② 提供丰富的主流面密度仪厂商数据接口，实现快速对接

③ 干膜闭环：接入干膜面密度数据；

④ 湿膜闭环：接入干湿膜拟合数据；或者，接入干膜面密度数据及湿膜信号数据，自行进行干湿拟合；

1.2 干湿拟合

干湿膜拟合算法简介：

① 记录n组湿膜测量的信号值；

② 精确对位后，截取对应的n组干膜测量的面密度值；

③ 采用均值等方式建立湿膜信号值x与对应的干膜面密度值y的函数模型公式y=f（x）；

④ 根据实时获得的新的湿膜信号值x，计算出当前湿膜的面密度值y；

⑤ 函数模型持续动态计算更新；

2）数据处理

Part1：分区对齐算法

通过采集毫米数据，对毫米数据的数值及分布情况，结合基材位置和模头位置的关系，

确认T块机械位置与分区区域边缘对齐，以确认T块实际控制的横向范围，便于换型时智能识别有效的调节T块ID

Part2：趋势数据计算

为了避免实时数据的波动对闭环系统的影响，闭环依据的干湿膜面密度数据是趋势数据而不是实时数据：

①获取n次连续采样的实时数据。

②采用平均等方式，计算趋势数据。

③分区趋势数据用于横向闭环调整；整体趋势数据用于纵向闭环调整。

Part3:湿膜与干膜数据验证

实时对比分析湿膜和干膜各个分区的偏差值，满足拟合最佳系数值，启动湿膜调节算法，不满足时，可选择干膜调节算法，支持2种方式切换

3）策略生产

分析横纵向分区数据与目标值得偏离情况，迅速控制调节策略

数据分析

计算各个分区与目标值的差值，确定偏离区间

输出执行

控制线：黄线是目标值±预警公差；蓝线是目标值±A%*预警

公差；红色是目标值±公差；绿线是目标值。

调节策略：采取5趟(可设定)进行计算分区趋势值。参与调节的为主调节，相邻的为次调节，各有三级调节.

纵向调节：如果整体大部分偏高会降低泵速，反之增加泵速

4）调节输出

及时生产的调节任务下发给电机执行系统，驱动T型块精确上下移动。执行机构 核心部件—步进电机，集成了驱动器、编码器、传感器于一体，进行数据时跟踪，保证传感器位置多少，电机位置精度±1um。

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