超級電容模組裝配生產(chǎn)線如何建設(shè)

　　超級電容器作為一種介于電容器與電池之間的新型綠色儲能元件，具有長循環(huán)使用壽命、快速充放電性能和較高的能量密度等特點。同時兼?zhèn)淞似胀娙萜鞯母吖β侍匦院托铍姵氐母吣芰刻匦缘膬?yōu)點。

　　儲能式有軌電車作為一種高效、綠色、智能的新型軌道交通車輛，優(yōu)勢在于基于超級電容為主動力源實現(xiàn)了 30 s 快速充放電，長距離持續(xù)巡航以及較大載客量。伴隨著儲能式有軌電車市場的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)臺位制生產(chǎn)模式已經(jīng)遠遠不能滿足市場需求?；谙冗M工藝理念的引進，打造一條能夠?qū)崿F(xiàn)容量與內(nèi)阻精準檢測、單體溫升實時監(jiān)控、接觸內(nèi)阻在線判定以及耐壓絕緣一體化測試的裝配生產(chǎn)線等已經(jīng)顯得十分必要。

　　超級電容模組裝配生產(chǎn)線的工藝方案

　　1 總體方案

　　超級電容模組裝配生產(chǎn)線將模組的組裝、測試、存儲等功能整合一體。通過將每道工序細分與調(diào)整，繼而實現(xiàn)節(jié)拍化生產(chǎn)。線體自動化、工裝設(shè)備集成化、生產(chǎn)節(jié)拍化控制已經(jīng)成為該裝配生產(chǎn)線的顯著特征。為超級電容模組裝配生產(chǎn)線的模擬圖。

　　其中，線體自動化要求裝配生產(chǎn)線可實現(xiàn)產(chǎn)品自動傳送、性能自動檢測、存儲自動取放等功能;工裝集成化側(cè)重工裝載板的可靠性應用以及試驗設(shè)備工裝的集成性檢測;生產(chǎn)節(jié)拍化控制則強調(diào)各工序組裝過程與線體節(jié)拍需保持一致，實現(xiàn)超級電容模組組裝的流暢性運作。具體運行機制如下。

　　工裝載板由第一工位開始上線，通過三倍速鏈條輸送其行走至線體尾部并由平移小車實現(xiàn)水平轉(zhuǎn)線;回線行走線體前端由另外一部平移小車形成回路，實現(xiàn)水平循環(huán)。

　　為了保證模組間隙精度要求，在裝配生產(chǎn)線的第三工位上集成了 180o 自動翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，滿足了超級電容模組特殊翻轉(zhuǎn)裝配的工藝組裝要求。

　　同樣，第四工位將耐壓儀測試端、模組特性試驗臺測試端的功能高度整合集成于一套“測試站單元”中，實現(xiàn)了對超級電容模組內(nèi)阻、容量以及快速充放電的同步檢測;基于自動存放單元的搭建，第五工位加快了超級電容模組由平面到立體存放方式的轉(zhuǎn)變，并實現(xiàn)了依照人為指令，輸入自動取存模組的存儲功能。

　　2 超級電容模組的綜合測試系統(tǒng)

　　超級電容模組綜合測試系統(tǒng)作為整條轉(zhuǎn)配生產(chǎn)線的核心，承擔了對模組內(nèi)阻、容量、接觸內(nèi)阻、溫升等關(guān)鍵性能參數(shù)的自動化檢測。其中，針對模組毫歐級超低內(nèi)阻與超大容量的精準檢測依托嚴格的國家技術(shù)標準與專業(yè)的試驗設(shè)備予以實現(xiàn)。

　　2.1 超級電容模組內(nèi)阻測試原理

　　儲能式有軌電車所運用的超級電容具有超低內(nèi)阻的顯著特點，基于超級電容的充放電特性，內(nèi)阻測試方法如下。

　　(1)以恒定電流充電至額定電壓，保持額定電壓恒壓持續(xù)充電。后開關(guān) S 切換到恒定電流放電器上，并以恒定電流放電，達到 0 V。

　　(2)使用記錄式電壓計來記錄電容器終端之間的隨時間變化而發(fā)生變化的電壓數(shù)值，并對從電壓計上獲取的電容器終端之間隨時間變化而發(fā)生變化的電壓的直線部分進行延伸，畫一條輔助延伸線。

　　(3)從這條輔助線與放電開始發(fā)生時的時間坐標的交界處得到電壓降的數(shù)值ΔU3。使用式(1)計算出內(nèi)電阻 Rd。

　　Rd=ΔU3/I(1)

　　式中，Rd 表示直流內(nèi)電阻，單位Ω;ΔU3表示電壓降，單位 V，I 表示放電電流，單位 A。

　　2.2 超級電容模組容量測試原理

　　以恒定電流充電至額定電壓，保持額定電壓恒壓持續(xù)充電，然后開關(guān) S 切換到恒定電流放電器上，并以恒定電流放電到額定電壓的 80%(U3)對應的時刻 t1，額定電壓的 50%(U4)對應的時刻 t2。依此循環(huán) 3 次，計算每次循環(huán)的靜電容量，取平均值

　　放電容量的計算見式(2)。

　　C放=[ I2×(t4-t3)]/( U3-U4 ) (2)

　　式中，U3 表示放電容量計算起始電壓，U4 表示放電容量計算截止電壓，I1 表示充電電流，I2 表示放電電流。

　　2.3 測試系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　基于超級電容模組容量與內(nèi)阻的測試原理，超級電容模組綜合測試系統(tǒng)主要由檢測工裝、氣動傳動系統(tǒng)及檢測設(shè)備(包含超級電容測試儀、耐壓測試儀、溫度巡檢儀、壓升壓降采集單元)等組成，其功能包括對模組內(nèi)阻、靜電容量、耐壓、溫度、接觸電阻的測試。