CN117080528B - 电池堆叠方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池堆叠方法及系统，所述电池堆叠系统至少包括控制器、底座支架、设置于底座支架上的堆叠台和抓取装置。其中，所述电池堆叠方法包括：响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。在实现自动堆叠的基础上，可以实现不同电池产品的堆叠，提升了电池堆叠系统的兼容性。

Description

电池堆叠方法及系统

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，涉及但不限于一种电池堆叠方法及系统。

背景技术

新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛，例如，搭载电池的新能源汽车已经被广泛使用，另外，电池还被越来越多地应用于储能领域等。

在电池的生产制造过程中，特别是电池成组的过程中，通常需要对多个电池进行堆叠操作，但是相关技术中的电池堆叠方法是直接抓取产线上的电芯进行堆叠，导致产线只能堆叠一种类型的电池，堆叠效率低且在进行不同电池产品的堆叠时，需要多个堆叠工位来实现。

发明内容

为解决相关技术存在的问题，本申请实施例提供一种电池堆叠方法及系统，能够对堆叠台上托盘存储的电芯信息和输送线上电芯的电芯信息进行匹配判断，来实现不同电池产品的堆叠，在实现自动堆叠的基础上，提升了电池堆叠系统的兼容性。

第一方面，本申请提供一种电池堆叠方法，应用于电池堆叠系统的控制器，所述电池堆叠系统至少包括底座支架、设置于底座支架上的堆叠台和抓取装置；所述电池堆叠方法包括：

响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

上述实施例中，在通过抓取装置抓取电芯输送线上的电芯时，对输送线上目标电芯的电芯信息与托盘存储的电芯信息进行判断，将输送线上的电芯抓取到相匹配的托盘中，进行电池堆叠，使得本申请实施例提供的电池堆叠方法能够将不同电池产品的电芯放到对应的托盘中，实现不同电池产品的堆叠，在实现自动堆叠的基础上，不仅提升了电池堆叠系统的生产效率，还提升了电池堆叠系统的兼容性，降低了生产成本。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括设置于堆叠台的信息读取装置和设置于所述堆叠台上的检测装置；所述确定所述托盘上存储的电芯信息，包括：控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息；控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离；根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠的电芯；在托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

上述实施例中，通过对堆叠台上的托盘存储的电芯信息进行读取，抓取与该托盘相匹配的目标电芯实现堆叠，兼容了不同规格的电芯队列的堆叠，例如能够兼容由单排电芯排列而成的单排电芯队列和由双排电芯排列而成的双排电芯队列，从而提高了堆叠装置乃至整个电池生产线的兼容性（柔性），还能够提高电池成组的生产效率。

在一些实施例中，确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息，包括：控制所述信息读取装置对所述目标电芯的电芯标识进行信息读取，确定所述目标电芯的电芯属性和电芯种类，其中，所述电芯属性用于表征所述目标电芯的排列信息。

在一些实施例中，托盘上存储的电芯信息包括堆叠类别信息和电芯种类；所述目标电芯的电芯信息包括电芯属性和电芯种类；所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配，包括：在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配的情况下，所述托盘上不具有已堆叠电芯；或者，在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，所述已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类相同。

上述实施例中，在将电芯放入托盘进行堆叠之前，对目标电芯与托盘的匹配度进行判断，将匹配的目标电芯放入对应的托盘中，减少了将不同电芯种类的电芯堆叠在一起的概率，提升了堆叠后得到的电池包的良率。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置；所述电池堆叠方法还包括：在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，但所述托盘上的已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类不同的情况下，控制所述顶升装置运行，将所述堆叠台上具有已堆叠的电芯的托盘下降至所述托盘输送导轨；控制所述托盘输送导轨运行，将所述具有已堆叠的电芯的托盘带离所述底座支架。

上述实施例中，通过判断托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性是否匹配，减少了将不同电芯种类的电芯堆叠在一起的概率，避免了堆叠后的电池包无法使用的情况，提升了堆叠后得到的电池包的良率。

在一些实施例中，所述控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中，包括：在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上不具有已堆叠电芯的情况下，根据所述目标电芯的电芯种类，确定所述目标电芯的生产配方；根据所述生产配方，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置；控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中的放置位置。

上述实施例中，在托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息匹配的情况下，根据目标电芯的生产配方，确定目标电芯在托盘中的放置位置，使得抓取装置在抓取后可以快速将目标电芯放置于托盘上，无需抓取之后判断托盘上是否具有空位可以放置电芯，减少了控制器的计算量，提高了产线的生产效率。

在一些实施例中，所述目标电芯的电芯信息还包括堆叠数量，所述堆叠数量用于表征所述目标电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量；所述控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中，包括：在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，根据检测装置确定的所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离，确定所述托盘上的电芯数量；在所述电芯数量小于所述堆叠数量的情况下，根据所述电芯数量，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置；控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中的放置位置。

上述实施例中，在托盘上具有已堆叠电芯时，根据目标电芯的生产配方，确定目标电芯在托盘中的放置位置，使得抓取装置在抓取后可以快速将目标电芯放置于托盘上，无需抓取之后判断托盘上是否具有空位可以放置电芯，减少了控制器的计算量，提高了产线的生产效率。

在一些实施例中，所述电池堆叠方法还包括：在所述电芯数量等于所述堆叠数量的情况下，控制所述顶升装置运行，将所述堆叠台上堆叠完成的托盘下降至所述托盘输送导轨；控制所述托盘输送导轨运行，将所述堆叠完成的托盘带离所述底座支架。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置，所述电池堆叠方法还包括：响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘；在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置；控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台；响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

在一些实施例中，所述电池堆叠方法还包括：响应于所述堆叠台上具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行。

上述实施例中，对堆叠台和托盘输送导轨上的托盘进行检测，在堆叠台上没有托盘时，通过托盘输送导轨运送托盘至堆叠台，实现了电芯的不停机堆叠；其次，在堆叠台上具有托盘的情况下，停止托盘输送导轨运行，避免堆叠电机一直运行，将导轨上的托盘运送至有托盘的堆叠台，造成堆叠过程失序，导致正在堆叠的电芯损坏的问题。

在一些实施例中，所述堆叠台包括第一堆叠台和第二堆叠台；所述电池堆叠方法还包括：响应于所述托盘对应的待堆叠电芯为单排电芯，将所述托盘放置于所述第一堆叠台；响应于所述托盘对应的待堆叠电芯为双排电芯，将所述托盘放置于所述第二堆叠台。

上述实施例中，设置两台或更多堆叠台共用输送待堆叠电芯的输送线通道，使得电池堆叠系统在动作时序上相互配合，减少生产节拍，提高了生产效率。

在一些实施例中，所述第一堆叠台和所述第二堆叠台分别设置有检测装置；所述电池堆叠方法还包括：通过所述检测装置分别检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量；响应于所述第一堆叠台或所述第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制所述顶升装置运行，将所述第一堆叠台或所述第二堆叠台上的托盘带离所述堆叠台；其中，所述堆叠数量用于表征所述已堆叠电芯电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

上述实施例中，可以自动判断每一堆叠台的堆叠状态，其中一个堆叠台上电芯放满后，往另一个堆叠上放置，实现了电芯的不停机堆叠。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括设置于底座支架的整形器和推板；所述电池堆叠方法还包括：通过成对地动作的整形器推动所述托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动所述托盘上的电芯进行推压操作；在所述托盘中每放置一个电芯后，重复控制所述整形器的对位操作和所述推板的推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。

上述实施例中，由于通过推板推动电芯的两端面能够实现电芯的对位，因此能够容易地形成端面对齐的整齐电芯队列。由于在使电芯两端面对位之后还进一步推动队列最末一个电芯的端面使之向靠近首电芯侧靠拢，因此还能够使电芯队列变得整齐、紧凑，进一步提高了电芯队列的整齐度，从而能够堆叠出整齐的电芯队列。

第二方面，本申请实施例提供一种电池堆叠系统，所述电池堆叠系统包括：底座支架；堆叠台，所设置于所述底座支架，用于承载托盘；抓取装置，设置于所述底座支架，用于抓取电芯输送线上的目标电芯；控制器，所述控制器被配置为响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

上述实施例中，在通过抓取装置抓取电芯输送线上的电芯时，对输送线上目标电芯的电芯信息与托盘存储的电芯信息进行判断，将输送线上的电芯抓取到相匹配的托盘中，进行电池堆叠，使得本申请实施例提供的电池堆叠方法能够将不同电池产品的电芯放到对应的托盘中，实现不同电池产品的堆叠，在实现自动堆叠的基础上，不仅提升了电池堆叠系统的生产效率，还提升了电池堆叠系统的兼容性，降低了生产成本。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括：信息读取装置，设置于所述堆叠台，用于对所述托盘的托盘标识进行信息读取；检测装置，设置于所述堆叠台，用于对托盘进行距离检测；所述控制器，还被配置为控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息；控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离；根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠的电芯；在托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

上述实施例中，通过对堆叠台上的托盘存储的电芯信息进行读取，抓取与该托盘相匹配的目标电芯实现堆叠，兼容了不同规格的电芯队列的堆叠，例如能够兼容由单排电芯排列而成的单排电芯队列和由双排电芯排列而成的双排电芯队列，从而提高了堆叠装置乃至整个电池生产线的兼容性（柔性），还能够提高电池成组的生产效率。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括：托盘输送导轨，设置于所述堆叠台，用于运输所述托盘；顶升装置，设置于所述堆叠台，用于实现所述托盘的升降；所述控制器，还被配置为响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘；在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置；控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台；响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

上述实施例中，对堆叠台和托盘输送导轨上的托盘进行检测，在堆叠台上没有托盘时，通过托盘输送导轨运送托盘至堆叠台，实现了电芯的不停机堆叠；其次，在堆叠台上具有托盘的情况下，停止托盘输送导轨运行，避免堆叠电机一直运行，将导轨上的托盘运送至有托盘的堆叠台，造成堆叠过程失序，导致正在堆叠的电芯损坏的问题。

在一些实施例中，所述堆叠台包括第一堆叠台和第二堆叠台；所述第一堆叠台，用于放置堆叠单排电芯的托盘；所述第二堆叠台，用于放置堆叠双排电芯的托盘；检测装置，分别设置于第一堆叠台和第二堆叠台，用于检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量；所述控制器，还被配置为通过所述检测装置分别检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台上已堆叠电芯的堆叠数量；响应于所述第一堆叠台或所述第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制所述顶升装置运行，将所述第一堆叠台或所述第二堆叠台上的托盘带离所述堆叠台；其中，所述堆叠数量用于表征所述已堆叠电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

上述实施例中，可以自动判断每一堆叠台的堆叠状态，其中一个堆叠台上电芯放满后，往另一个堆叠上放置，实现了电芯的不停机堆叠。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括：整形器，设置于所述堆叠台，所述整形器成对地动作，用于推动所述托盘上的电芯进行对位操作；推板，设置于所述堆叠台，用于推动所述托盘上的电芯进行推压操作；所述控制器，还被配置为通过成对地动作的整形器推动所述托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动所述托盘上的电芯进行推压操作；在所述托盘中每放置一个电芯后，重复控制所述整形器的对位操作和所述推板的推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。

上述实施例中，由于通过推板推动电芯的两端面能够实现电芯的对位，因此能够容易地形成端面对齐的整齐电芯队列。由于在使电芯两端面对位之后还进一步推动队列最末一个电芯的端面使之向靠近首电芯侧靠拢，因此还能够使电芯队列变得整齐、紧凑，进一步提高了电芯队列的整齐度，从而能够堆叠出整齐的电芯队列。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1是本申请实施例提供的目标电芯的平面结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电池堆叠方法的一个可选的流程示意图一；

图3是本申请实施例提供的电池堆叠方法的一个可选的流程示意图二；

图4是本申请实施例提供的电池堆叠系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图一；

图6是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图二；

图7是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图三；

图8是本申请实施例提供的托盘传输的逻辑控制图；

图9是本申请实施例提供的托盘到位后，进行电芯堆叠的逻辑流程图；

图10是本申请实施例提供的电芯堆叠后，电芯堆叠系统归位的逻辑流程图。

附图标记说明：

401-底座支架；402-堆叠台；403-抓取装置；404-托盘；501-信息读取装置；502-检测装置；503-位置检测装置；601-托盘输送导轨；602-顶升装置；603-止挡器；604-堆叠电机；605-顶升支架；606-堆叠台支架；607-同步升降器；4021-第一堆叠台；4022-第二堆叠台；701-整形器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

目前，新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛。新能源电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

在电池的生产制造过程中，需要对电池或者电池单元进行堆叠整形，使得电池或者电池单元能够整齐的排列，相互对齐，从而满足电池队列或电池模组在外形尺寸、排列整齐度等方面的要求。另外，在堆叠工位上整齐排列的电池或者电池单元利于后续对电池队列或者电池单元队列进行加压、粘贴换热板等操作的简化以及相应处理设备的简化。而且，在成组之前使电池队列或电池单元队列排列整齐有利于提高电池模组的紧凑度，最终有助于提高电池的体积利用率。

为了适应不同的产品需求，电池制造商通常需要制造多种规格的电池产品，因此存在多种电池成组的形态，例如存在目标电芯单排成组的形态（有时也称“单排模组”）；两个或更多个目标电芯粘接而形成电池单元，多个电池单元再排列成组的形态（有时也称“双排模组”“多排模组”）等，为了提高生产效率，有时按照所设计的电池成组形态进行电池队列的堆叠。然而，目前对电池或者电池单元进行堆叠的装置通常仅能够针对上述的单排模组、双排模组、多排模组中的一种排列形态进行堆叠。如果需要对不同排列形态的电池模组进行堆叠，则需要使堆叠装置乃至生产线停机来更换配件、重新设置加工参数等，操作麻烦，耗时耗人力，不利于提高生产自动化程度，不利于提高生产效率。而且，还需要准备适用于不同排列形态的电池模组的加工工具配件等，生产线上需要大量的工具配件缓存空间，不利于抑制生产成本。

为了缓解相关技术中不能实现多产品兼容性生产的问题，申请人研究发现，可以在堆叠工位的堆叠台上通过堆叠不同类型电池的托盘，来实现一个工位上进行多种电池产品的堆叠。在堆叠台上的托盘到位的情况下，分别确定托盘上存储的电芯信息（即托盘要装载的电芯的电芯信息），和电芯输送线上目标电芯的电芯信息，在托盘上存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于所述托盘中，以实现一种目标电芯的堆叠，在具有多种托盘和多种目标电芯的情况下，实现多种电池产品的堆叠。

这样，在通过抓取装置抓取电芯输送线上的电芯时，对输送线上目标电芯的电芯信息与托盘存储的电芯信息进行判断，将输送线上的电芯抓取到相匹配的托盘中，进行电池堆叠，使得本申请实施例提供的电池堆叠方法能够将不同电池产品的目标电芯放到对应的托盘中，实现不同电池产品的堆叠，在实现自动堆叠的基础上，不仅提升了电池堆叠系统的生产效率，还提升了电池堆叠系统的兼容性，降低了生产成本。

本申请实施例提供的电池堆叠方法可以用于电池生产过程中，例如用于对电池或者电池单元进行堆叠等。当然，本领域技术人员应当理解，本申请实施例提供的电池堆叠方法不仅仅用于对电池生产制造过程的各种电芯进行堆叠，也可以用于对其他领域需要进行堆叠的物体进行堆叠。

在诸如对电池等产品的生产制造过程中，需要将电池或者电池单元堆叠成整齐的队列，以便于诸如电池加压成组、入箱等后续处理的迅速推进。本申请实施例中所谓的“堆叠”包括使彼此靠近地摆放的电芯形成至少在队列延展方向中的一个方向上排列整齐的队列的动作。所谓排列整齐，包括各电芯的同侧端面对齐、中线对齐等对齐情况中的至少一种。

本申请实施例提供的电池堆叠方法应用在电池成组之前，堆叠成组后的电池包可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请提供的堆叠后的电池包组成该用电装置的电源系统。

本申请实施例提供的电池堆叠方法，所述电池堆叠系统至少包括控制器、底座支架、设置于底座支架上的堆叠台和抓取装置。这里，控制器可以是指可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、单片机、中位机以及上位机中的任意一种；控制器可以包括处理器、存储有处理器可执行指令的存储器，当指令被处理器执行时，实现本申请实施例提供的电池堆叠方法。底座支架用于承托堆叠台和抓取装置，其中，堆叠台用于放置托盘，为托盘和目标电芯堆叠提供稳定的载置平台。抓取装置用于抓取电芯输送线上的来料目标电芯，将电芯放置于托盘中，在托盘中实现多个电芯的堆叠。本申请实施例提供的电池堆叠方法以控制器为执行主体。

在一些实施例中，图1是本申请实施例提供的目标电芯的平面结构示意图，如图1所示，目标电芯101可以包括电池、或两个以上电池组合而成的电池单元等。目标电芯101可以是图1中的（a）所示的一个方形电池，即单排电芯；目标电芯101也可以是图1中的（b）所示的由两个电池大面接合而成的电池单元；也可以是图1中的（d）所示那样的两个电池侧面接合而成的电池单元，即双排电芯；还可以是图1中的（c）所示那样的4个电池两两接合而成的电池单元。当然，本申请实施例中目标电芯的结构不限于图1中示出的形态。两个以上电池组合的方式也不限于接合，也可以是机械连接等其他方式。

在一些实施例中，目标电芯可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等，本申请实施例对此并不限定。虽然未图示，但是目标电芯一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在目标电芯充放电过程中，活性离子（例如锂离子）在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。

在一些实施方式中，目标电芯还包括电解质，电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。

在一些实施方式中，目标电芯可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳（如聚丙烯）、复合金属壳（如铜铝复合外壳）或铝塑膜等。

作为示例，目标电芯可以为圆柱形目标电芯、棱柱目标电芯、软包目标电芯或其它形状的目标电芯，棱柱目标电芯包括方壳目标电芯、刀片形目标电芯、多棱柱电池，多棱柱电池例如为六棱柱电池等，本申请没有特别的限制。

图2是本申请实施例提供的电池堆叠方法的一个可选的流程示意图一，如图2所示，本申请实施例提供的电池堆叠方法可以通过步骤S201至步骤S203实现：

步骤S201、响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息。

在本申请实施例中，堆叠台设置于底座支架上，用于承载托盘和托盘上堆叠的电芯，例如，用于承载待堆叠的电芯或者已堆叠的电芯队列及尚未完成堆叠的电芯或者全部完成堆叠的电芯队列。

在一些实施例中，电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置，托盘输送导轨位于底座支架下方，托盘输送导轨用于将空的托盘运送至底座支架，顶升装置将空的托盘顶升至堆叠台，堆叠台上的托盘到位可以是指托盘到达堆叠台上托盘的指定位置。

在本申请实施例中，电池堆叠系统还包括设置于堆叠台的信息读取装置，信息读取装置可以是射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）装置，每个托盘都设置有电子标签。堆叠台上的托盘到位之后，可以基于信息读取装置对托盘的电子标签进行读取，得到托盘上存储的电芯信息，例如，电芯信息可以包括该托盘可以堆叠的电芯是单排电芯、双排电芯或是其他电芯；电芯信息还可以包括堆叠台上的托盘中是否有已堆叠的电芯，例如，在电池堆叠系统断电又重新上电之后，控制器需要判断堆叠台上的托盘中是否有已堆叠的电芯。

这里，本申请实施例提供的电池堆叠装置中的堆叠台可以为至少一个，例如，可以是两个，每个堆叠台上放置一个托盘，每个托盘中可以堆叠的电芯的类别可以不同，如此，可以实现在一个堆叠工位上进行不同电池产品的堆叠，提高了生产自动化程度，也提高了产线的生产效率。

在一些实施例中，托盘上还可以设置有用于检测托盘是否放置平稳的检平传感器，例如，可以采用接近开关传感器来实现检平传感器，一对接近开关传感器分别设置在托盘的底部的对侧，例如同一侧的两个角上，或者设置在两个对角上。在托盘到位后，控制器接收检平传感器发送的检平信号，在检平信号表征托盘平稳的情况下，控制器利用信息读取装置对模组托盘上电子标签（例如RFID存储的电芯信息）进行读取，基于读取的托盘存储的电芯信息确定托盘待堆叠的电芯是单排电芯还是双排电芯。

步骤S202、确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息。

在一些实施例中，电池堆叠系统中堆叠的目标电芯是通过电芯输送线将完成上一个工艺（例如可以是电芯检测）的目标电芯，输送至实现本申请提供的电池堆叠方法的堆叠工位，在堆叠工位实现目标电芯的堆叠。

目标电芯的电芯信息也可以通过电池堆叠系统的信息读取装置来进行读取，每一个目标电芯上也会有一个电子标签，读取电子标签可以得到目标电芯的电芯信息，电芯信息至少可以包括目标电芯的电芯属性，例如，电芯属性用来表征目标电芯的排列信息，排列信息是指目标电芯是单排电芯、双排电芯或是以其他形式排列的电芯，如图1所示，单排电芯可以是单个电池或由两个电池大面接合而成的电池单元，双排电芯为两个电池侧面接合而成的电池单元，多排电芯为多个电池侧面接合而成的电池单元，其中，双排电芯和多排电芯在垂直于电池大面的方向上可以由至少一个电池组成。电芯属性还可以包括目标电芯的电芯种类，例如，不同的电池产品是通过不同种类的电芯堆叠而成的，相同电芯种类的目标电芯才能堆叠成一个合格的电池包。这里，电芯输送线上输送的电芯可能是不同电芯种类的电芯，因此，需要确定每个目标电芯的种类，避免将不同电池产品的电芯堆叠在一起，导致最终得到的电池包无法使用的问题。

在一些实施例中，目标电芯的电芯信息还可以包括目标电芯的生产配方，生产配方至少包括目标电芯在堆叠时，在托盘中放置的位置，以使得控制器在获取到目标电芯的电芯信息后，根据生产配方将目标电芯放置于托盘的指定位置；生产配方还可以包括目标电芯对应的电池产品的堆叠数量，例如A电池产品通过3个电芯堆叠而成，以使得控制器在获取到目标电芯的电芯信息后，在对A电池产品进行堆叠时，抓取3次A电池产品对应的目标电芯来组成A电池产品。

步骤S203、在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

这里，托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配可以是指托盘将要放置的电芯和目标电芯的属性相匹配，例如，目标电芯和托盘待堆叠的电芯均为单排电芯或双排电芯，此时，托盘和目标电芯相匹配，此时可以通过抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于托盘中，重复该步骤以实现目标电芯的堆叠。

在一些实施例中，相匹配除了托盘与目标电芯的属性匹配之外，当托盘上具有已堆叠的电芯时，还需要判断托盘上已堆叠的电芯与目标电芯的属性和种类是否一致，如果种类或属性不一致，也无法将目标电芯抓取至托盘。例如，托盘上已经有3个A电池产品对应的单排电芯，但此时电芯输送线上的目标电芯是B电池产品对应的单排电芯，此时，无法将目标电芯抓取到托盘上与已堆叠的电芯进行再次堆叠，需要在其他托盘上实现B电池产品的堆叠。

在一些实施例中，抓取装置可以是指安装在底座支架上的机械手，机械手用于将至少一个目标电芯以规定的朝向放置于堆叠台的规定位置，规定位置包括用于收纳目标芯片的托盘所在的位置。

在一些实施例中，电池堆叠系统还包括整形器和推板，用于实现电池堆叠过程的整形。控制器根据目标电芯的生产配方，抓取目标电芯对应的电池产品的堆叠数量后，每抓取一个目标电芯，在平行于目标电芯大面的方向上，通过成对地动作的整形器推动托盘上的目标电芯进行对位操作，并在垂直于目标电芯大面的方向上，通过推板来对相邻的目标电芯实现推压操作，从而使后续放置在托盘上的目标电芯与之前的目标电芯靠近，重复对位步骤和推压步骤，直至托盘上的目标电芯堆叠成具有电池产品的堆叠数量的电芯队列。

在一些实施例中，在堆叠完成后，控制器还会根据堆叠后的电芯队列中的电芯是单排电芯还是双排电芯，将单排电芯或双排电芯对应的信息和工作号等相关的信息绑定后进行存储，以及将存储的信息写入到托盘的电子标签中。控制器在判断该托盘已经堆叠完成后会将所有的电气结构件（伺服电机、气缸等）归位，并在托盘的电子标签写入信息后，控制堆叠电机继续工作，使得堆叠完成的托盘流出，以及空的托盘流入堆叠台的指定位置。

在当前的托盘堆叠完成后，控制器判断是否已经完成工单，在完成工单的情况下，确定已经全部堆叠完成，控制器记录已经完成的电芯队列数量，并在托盘内写入当前的工位号进行记录，后续即可以切换新的工单。在未完成工单的情况下，控制器会记录已经完成的电芯队列数量和未完成的电芯队列数量，在有电芯队列完成堆叠的情况下，将未完成的电芯队列数量减去1个，重复执行继续堆叠的流程，直至完成工单。在堆叠完成工单的情况下，控制器控制空的托盘和剩余的余料流出堆叠台。

本申请实施例在通过抓取装置抓取电芯输送线上的电芯时，对输送线上目标电芯的电芯信息与托盘存储的电芯信息进行判断，将输送线上的目标电芯抓取到相匹配的托盘中，进行电池堆叠，使得本申请实施例提供的电池堆叠方法能够将不同电池产品的电芯放到对应的托盘中，实现不同电池产品的堆叠，在实现自动堆叠的基础上，不仅提升了电池堆叠系统的生产效率，还提升了电池堆叠系统的兼容性，降低了生产成本。

在一些实施例中，电池堆叠系统还包括设置于堆叠台的信息读取装置和设置于所述堆叠台上的检测装置。这里，信息读取装置用于读取托盘存储的电芯信息。例如在托盘上配置有电子标签，信息读取装置可以读取该电子标签。通过信息读取装置读取该电子标签，可以获得与托盘存储的信息，包括托盘所承托的待堆叠或已堆叠的电芯的信息，包括电芯的规格、电芯在托盘的排列方式（例如是单排模组或双排模组等）、电芯队列堆叠完成时队列中电芯的个数等。检测装置可以是测距仪，通过检测自身与托盘之间的距离来判断托盘上是否有已堆叠的电芯，或者在有已堆叠电芯的情况下，通过检测自身与电芯队列的队尾电芯之间的距离来判断队列已经堆叠了多少电芯。需要说明的是，电芯队列的队尾电芯是指，已被堆叠成整形的电芯队列中离测距仪最近的电芯。基于该信息读取装置和检测装置，步骤S201可以通过步骤S2011至步骤S2014实现：

步骤S2011、控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息。

在一些实施例中，信息读取装置还可以是扫码枪等设备，控制器利用扫码枪对模组托盘上电子标签（例如RFID存储的模组信息）进行读取，基于读取的模组信息确定托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息，即托盘待堆叠的电芯的排列信息，排列信息可以是指电芯以单排、双排或多排的形式进行排列，如图1所示，单排电芯可以是单个电池或由两个电池大面接合而成的电池单元，双排电芯为两个电池侧面接合而成的电池单元，多排电芯为多个电池侧面接合而成的电池单元，其中，双排电芯和多排电芯在垂直于电池大面的方向上可以由至少一个电池组成。

步骤S2012、控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离。

在一些实施例中，检测装置可以是测距传感器，测距传感器对托盘进行距离检测，得到检测装置与托盘之间的托盘距离，并将检测到的托盘距离发给控制器。

在一些实施例中，控制器可以基于得到检测装置与托盘之间的托盘距离判断堆叠台上是否有托盘，例如，堆叠台上有托盘的情况下的托盘距离会比没有托盘的情况下的托盘距离小，或者，控制器基于检测的托盘距离是否在预设的范围内来确定是否有托盘。

在本申请实施例中，托盘距离可以是两种，第一种是当托盘上不存在已堆叠电芯时，托盘距离只有一个数值，该数值为托盘本体上最靠近检测装置的区域与检测装置之间的距离；第二种是当托盘上存在已堆叠电芯时，托盘距离有两个数值，包括托盘本体与检测装置之间的距离和托盘上最靠近检测装置的已堆叠电芯的表面与检测装置之间的距离。

步骤S2013、根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠电芯。

在一些实施例中，可以根据托盘距离有一个数值或两个数值，来确定托盘上是否存在已堆叠电芯。

步骤S2014、在托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

在一些实施例中，在托盘中有电芯的情况下，检测装置还可以通过检测自身与托盘中电芯队列的队尾电芯之间的距离来判断已经堆叠了多少电芯。需要说明的是，电芯队列的队尾电芯是指，已被堆叠成整形的电芯队列中离测距仪最近的电芯。

本申请实施例通过对堆叠台上的托盘存储的电芯信息进行读取，抓取与该托盘相匹配的目标电芯实现堆叠，兼容了不同规格的电芯队列的堆叠，例如能够兼容由单排电芯排列而成的单排电芯队列和由双排电芯排列而成的双排电芯队列，从而提高了堆叠装置乃至整个电池生产线的兼容性（柔性），还能够提高电池成组的生产效率。

对应地，步骤S203中托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配可以包含步骤S1和步骤S2其中之一：

步骤S1、在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配的情况下，所述托盘上不具有已堆叠电芯。

在一些实施例中，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配的情况下，如果托盘上不具有已堆叠电芯，即电芯输送线上的目标电芯是该托盘的首电芯，此时，托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配，可以将该目标电芯直接抓取放置于托盘上进行目标电芯的堆叠，即电芯输送线上的目标电芯是该托盘的首电芯，此时，托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配，可以将该目标电芯直接抓取放置于托盘上进行目标电芯的堆叠。

步骤S2、在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，所述已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类相同。

在一些实施例中，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配的情况下，如果托盘上已经具有已堆叠电芯，此时需要判断已堆叠电芯的电芯种类与目标电芯的电芯种类是否相同，如果相同，则可以将该目标电芯直接抓取放置于托盘上进行目标电芯的堆叠；如果不同，则需要将该目标电芯放置于堆叠台上的其他空置托盘，或者将当前有电芯的托盘流出，放置新的空托盘后将该目标电芯直接抓取放置于新的空托盘上进行目标电芯的堆叠。例如，托盘上已经有3个A电池产品对应的单排电芯，但此时电芯输送线上的目标电芯是B电池产品对应的单排电芯，此时，无法将目标电芯抓取到托盘上与已堆叠的电芯进行堆叠，需要在其他托盘上实现B电池产品的堆叠。

在一些实施例中，在确定托盘上存在已堆叠电芯的情况下，判断已堆叠电芯是否已经完成电芯队列的一整列的堆叠。如果基于已堆叠电芯队列的排数确定托盘上的电芯已经堆叠完成，则控制器控制托盘成为保持这些电芯队列的状态。如果基于已堆叠电芯队列的排数确定托盘上的电芯未堆叠完成，则进行继续堆叠。

无论是托盘上没有电池，还是已堆叠完成或未堆叠完成，控制器都可以获取自身或托盘存储的已堆叠的电芯数量（例如基于抓取装置抓取电芯的数量或抓取次数来确定），并判断自身或托盘存储的已堆叠的电芯数量与基于测距仪确定的电芯数量是否一致，如果一致，则继续进行堆叠。如果不一致，则报警，或者将自身或托盘存储的已堆叠的电芯数量更新为基于距离确定的电芯数量。

本申请实施例在将电芯放入托盘进行堆叠之前，对目标电芯与托盘的匹配度进行判断，将匹配的目标电芯放入对应的托盘中，减少了将不同电芯种类的电芯堆叠在一起的概率，提升了堆叠后得到的电池包的良率。

在一些实施例中，电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置；其中，托盘输送导轨用于带动收纳电芯的托盘进入或退出底座支架的固定位置，顶升装置用于将固定位置处的托盘顶升至堆叠台或者是堆叠台上的托盘下降至托盘输送导轨上。

基于前述实施例，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配，但托盘上的已堆叠电芯的电芯种类与目标电芯的电芯种类不同的情况下，本申请实施例提供的电池堆叠方法还包括步骤S3和步骤S4：

步骤S3、在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，但所述托盘上的已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类不同的情况下，控制所述顶升装置运行，将所述堆叠台上具有已堆叠的电芯的托盘下降至所述托盘输送导轨。

步骤S4、控制所述托盘输送导轨运行，将所述具有已堆叠的电芯的托盘带离所述底座支架。

在一些实施例中，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配，但托盘上的已堆叠电芯的电芯种类与目标电芯的电芯种类不同，说明托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息不匹配，此时需要将堆叠台上的托盘流出，可以控制顶升装置运行，将堆叠台上具有已堆叠的电芯的托盘下降至托盘输送导轨。再控制托盘输送导轨运行，将具有已堆叠的电芯的托盘带离底座支架。

本申请实施例通过判断托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性是否匹配，减少了将不同电芯种类的电芯堆叠在一起的概率，避免了堆叠后的电池包无法使用的情况，提升了堆叠后得到的电池包的良率。

在一些实施例中，图3是本申请实施例提供的电池堆叠方法的一个可选的流程示意图二，如图3所示，在托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息匹配的情况下，步骤S203中的控制抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于托盘中可以通过步骤S301至步骤S303实现：

步骤S301、在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上不具有已堆叠电芯的情况下，根据所述目标电芯的电芯种类，确定所述目标电芯的生产配方。

在本申请实施例中，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配，且托盘上不具有已堆叠电芯，即电芯输送线上的目标电芯为托盘的首电芯，此时根据该目标电芯的电子标签确定该目标电芯堆叠时的生产配方，进而确定该电芯在托盘的放置位置。

步骤S302、根据所述生产配方，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置。

在一些实施例中，生产配方至少包括目标电芯在堆叠时，在托盘中放置的位置，以使得控制器在获取到目标电芯的电芯信息后，根据电芯信息中的生产配方将目标电芯放置于托盘的指定放置位置。由于不同电池产品中堆叠的电芯数量不同，因此，在电芯堆叠时，不同电池产品的电芯在堆叠时，每个电芯的放置位置不同。例如A产品通过8个具有第一种类的单排电芯堆叠而成，B产品通过4个具有第二种类的单排电芯堆叠而成，在进行堆叠时，第一种类的单排电芯与第二种类的单排电芯放置在托盘中的位置不同，而这些位置存储在目标电芯的电子标签中。

在一些实施例中，如果目标电芯堆叠后的电池产品是由8个单排电芯组成，该目标电芯对应的生产配方中，每个目标电芯的放置位置可以相同，此时，将每个目标电芯放在托盘上后，每放置一个电芯通过整形器和推板对电芯进行对齐和推压，来移动托盘中的已堆叠的电芯实现电池堆叠；每个目标电芯的放置位置也可以不同，此时，将8个目标电芯都放在托盘上后，通过整形器和一次对8个电芯进行对齐和推压，来移动托盘中的电芯实现电池堆叠。

步骤S303、根据所述生产配方，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置。

在本申请实施例中，在托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息匹配，且获取了目标电芯的放置位置的情况下，控制抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于托盘中的放置位置。

本申请实施例在托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息匹配的情况下，根据目标电芯的生产配方，确定目标电芯在托盘中的放置位置，使得抓取装置在抓取后可以快速将目标电芯放置于托盘上，无需抓取之后判断托盘上是否具有空位可以放置电芯，减少了控制器的计算量，提高了产线的生产效率。

在一些实施例中，在托盘存储的电芯信息与目标电芯的电芯信息匹配的情况下，步骤S203中的控制抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于托盘中还可以通过步骤S304至步骤S306实现：

步骤S304、在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，根据检测装置确定的所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离，确定所述托盘上的电芯数量。

在一些实施例中，在托盘的堆叠类别信息与目标电芯的电芯属性匹配，且托盘上具有已堆叠电芯时，需要确定已堆叠电芯的数量，判断堆叠是否完成，在堆叠没完成的情况下，抓取电芯输送线上的目标电芯至托盘，以继续堆叠电芯。

在一些实施例中，检测装置能够基于确定的检测装置与托盘之间的托盘距离，对托盘上整形后的电芯队列中的电芯的堆叠数量进行检测，从而能够掌握当前的堆叠状态（例如托盘上的电芯数量，即已堆叠电芯数量和电芯队列队尾所在位置等），进而根据当前的堆叠状态进行精准的控制。

步骤S305、在所述电芯数量小于所述堆叠数量的情况下，根据所述电芯数量，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置。

这里，堆叠数量是指目标电芯完成电芯队列的堆叠时，托盘中电芯的数量。

在一些实施例中，在托盘中的电芯数量小于堆叠数量的情况下，根据托盘的电芯数量，根据目标电芯的产品配方，确定目标电芯在托盘中的放置位置。

步骤S306、控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中的放置位置。

基于该放置位置，控制抓取装置抓取目标电芯，并将目标电芯放置于所述托盘中的放置位置，重复该步骤，直至托盘中的电芯数量等于堆叠数量，对托盘中的电芯进行整形，以完成堆叠。

在一些实施例中，在电芯数量等于堆叠数量的情况下，可以先控制顶升装置运行，将堆叠台上堆叠完成的托盘下降至托盘输送导轨。再控制托盘输送导轨运行，将堆叠完成的托盘带离底座支架。

本申请实施例在托盘上具有已堆叠电芯时，根据目标电芯的生产配方，确定目标电芯在托盘中的放置位置，使得抓取装置在抓取后可以快速将目标电芯放置于托盘上，无需抓取之后判断托盘上是否具有空位可以放置电芯，减少了控制器的计算量，提高了产线的生产效率。

在一些实施例中，在电池堆叠之前，需要先确定堆叠台上存不存在托盘，在没有托盘的情况下，需要通过托盘输送导轨带动托盘来到堆叠台。本申请实施例提供的电池堆叠方法还包括步骤S10至步骤S14：

步骤S10、响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘。

在本申请实施例提供的电池堆叠方法开始之前，需要判断堆叠台上是否有托盘，即控制器确定堆叠台上的指定位置上是否有托盘，如果有托盘，则确定托盘到位。控制器确定在指定位置有模组托盘，且托盘到位的情况下，在托盘内进行本申请实施例提供的电池堆叠方法。

控制器确定在堆叠台的指定位置上没有托盘的情况下，控制器将等待产线上的托盘进入堆叠台的指定位置，即控制器确定产线上的堆叠前端是否有托盘，在产线上的堆叠前端有托盘的情况下，控制器控制堆叠电机开始运行，堆叠电机控制托盘输送导轨运行，对产线上的托盘进行放行，使得托盘进入堆叠台的指定位置后，控制堆叠电机停止运行。

步骤S11、在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置。

这里，在垂直于地面的方向上，底座支架的堆叠位置与托盘在堆叠台上的指定位置的投影重合。在托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制器控制堆叠电机开始运行，堆叠电机控制托盘输送导轨运行，带动托盘移动到底座支架的堆叠位置。

步骤S12、控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台。

在一些实施例中，托盘移动到达底座支架的堆叠位置之后，控制器控制顶升装置运行，将堆叠位置的托盘顶升至堆叠台的指定位置。

步骤S13、响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

这里，在托盘输送导轨上没有托盘的情况下，则堆叠台上现在也将不能再进入托盘，开始等待一段时间，一般是至少一个生产节拍，例如几秒钟，进入开始等待时，控制器会控制堆叠电机开始运行，等待托盘输送导轨上托盘进入底座支架的堆叠位置后，控制器会再控制堆叠电机停止运行。

步骤S14、响应于所述堆叠台上具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行。

在一些实施例中，如果堆叠台上具有托盘，此时控制器控制堆叠电机停止运行，此时托盘输送导轨上不会有托盘移动。

在一些实施例中，每一堆叠台上都设置有一个堆叠电机，堆叠电机在工作时为托盘输送导轨提供驱动力，使得托盘输送导轨上的托盘流入堆叠台的指定位置。当堆叠台的指定位置上有托盘的情况下，控制器会控制堆叠电机停止工作，这样托盘输送导轨上的托盘就不会进入堆叠台的指定位置。

本申请实施例对堆叠台和托盘输送导轨上的托盘进行检测，在堆叠台上没有托盘时，通过托盘输送导轨运送托盘至堆叠台，实现了不停机堆叠；其次，在堆叠台上具有托盘的情况下，停止托盘输送导轨运行，避免堆叠电机一直运行，将导轨上的托盘运送至有托盘的堆叠台，造成堆叠过程失序，导致正在堆叠的电芯损坏的问题。

在一些实施例中，底座支架上的堆叠台可以包括至少一个堆叠台，例如第一堆叠台和第二堆叠台。在托盘对应的待堆叠电芯为单排电芯的情况下，将所述托盘放置于所述第一堆叠台；在所述托盘对应的待堆叠电芯为双排电芯的情况下，将所述托盘放置于所述第二堆叠台。

在一些实施例中，电池堆叠系统中堆叠台可以并排地设有两个，但不限于两台并设的方式，也可以装备三台或更多台。设置两台或更多堆叠台共用输送待堆叠电芯的输送线通道，使得电池堆叠系统在动作时序上相互配合，减少生产节拍，提高了生产效率。

在一些实施例中，第一堆叠台和第二堆叠台上分别设置有检测装置；本申请实施例提供的电池堆叠方法还包括步骤S20至步骤S21：

步骤S20、通过所述检测装置分别检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量。

步骤S21、响应于所述第一堆叠台或所述第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制所述顶升装置运行，将所述第一堆叠台或所述第二堆叠台上的托盘带离所述堆叠台；其中，所述堆叠数量用于表征所述已堆叠电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

在一些实施例中，通过每个堆叠台的检测装置分别检测第一堆叠台和第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量，当第一堆叠台或第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，即托盘已经完成一个电池产品的堆叠之后，控制顶升装置运行，将堆满的第一堆叠台或第二堆叠台上的托盘带离堆叠台，并通过托盘输送导轨输送新的托盘至空的堆叠台。

本申请实施例可以自动判断每一堆叠台的堆叠状态，其中一个堆叠台上电芯放满后，往另一个堆叠上放置，实现了电芯的不停机堆叠。

在一些实施例中，所述电池堆叠系统还包括设置于底座支架的整形器和推板；本申请实施例提供的电池堆叠方法还包括步骤S30至步骤S31：

步骤S30、通过成对地动作的整形器推动所述托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动所述托盘上的电芯进行推压操作。

本申请实施例可以通过成对地动作的整形器的对位操作使托盘上的电芯对位，通过推板对电芯进行推压操作，由此使多个电芯的中线对位，且抵靠在托盘的基准板上。

步骤S31、在所述托盘中每放置一个电芯后，重复控制所述整形器的对位操作和所述推板的推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。

本申请实施例可以通过检测装置来检测当前的电芯队列是否具有预定长度，即电芯的数量是否达到堆叠数量。根据检测装置的检测结果，若具有规定长度，则表示已堆叠出所需要的电芯队列，本次堆叠结束；若尚未具有规定长度，则表示还需要继续放置电芯进行堆叠，因此重复进行抓取电芯、对位和推压步骤，直至堆叠成具有预定长度的电芯队列，由此堆叠出所需要的电芯队列。

本申请实施例由于通过推板推动电芯的两端面能够实现电芯的对位，因此能够容易地形成端面对齐的整齐电芯队列。由于在使电芯两端面对位之后还进一步推动队列最末一个电芯的端面使之向靠近首电芯侧靠拢，因此还能够使电芯队列变得整齐、紧凑，进一步提高了电芯队列的整齐度，从而能够堆叠出整齐的电芯队列。

图4是本申请实施例提供的电池堆叠系统的结构示意图，如图4所示，本申请实施例提供的电池堆叠系统包括底座支架401、堆叠台402、抓取装置403和控制器（图中未示出）。

其中，堆叠台402设置于底座支架401上，用于承载托盘404，待堆叠的电芯例如可以通过抓取装置403或人工放置于托盘404上，堆叠整齐的电芯队列可以随托盘404一同运走，而从堆叠台402运送至其他位置。在一些实施例中，堆叠台402也可以直接承载电芯和电芯队列，待堆叠的电芯例如可以通过抓取装置403或人工放置于堆叠台402上，堆叠整齐的电芯队列可以通过抓取装置403的机械夹爪等从堆叠台402上移走，运送至其他位置。

抓取装置403可以是指设置于底座支架401上的机械手，用于抓取电芯输送线上的电芯并将电芯放置于托盘404中。

控制器被配置为响应于所述堆叠台402上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

图5是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图一，如图5所示，电池堆叠系统还包括信息读取装置501和检测装置502。

其中，信息读取装置501设置于堆叠台402，用于对托盘404的托盘标识进行信息读取。托盘404上配置有电子标签（即托盘标识），信息读取装置501可以读取该电子标签。通过信息读取装置501读取该电子标签，可以获得托盘404存储的电芯信息，包括托盘404所承托的电芯的信息，包括电芯的规格、电芯队列的排列方式（例如是单排模组或双排模组等）、排列成芯池队列时的电芯的个数等。

另外，堆叠台402还可以设有用于检测托盘404是否到位的位置检测装置503，位置检测装置503可以是到位开关等。

由此，能够实现托盘404相对于堆叠台402的自动流入和自动流出，且能够使托盘404自动地停止在规定的位置，从而有利于提高电池堆叠系统的自动化程度，提高托盘的定位精度，提高电芯的堆叠效率和堆叠效果。

检测装置502设置于所述堆叠台402上，用于对托盘进行距离检测，该检测装置502可以设置成相对于堆叠台，沿着垂直于地面的方向升降，这样，在托盘进入堆叠台期间，该检测装置502下降到不妨碍托盘的运动的位置，当托盘到位并被顶升装置顶升起来而处于可以放置待堆叠的电芯的状态，该检测装置502处于升起的位置，从而能够对托盘上的电芯队列中的电芯进行检测。这里，该检测装置502可以是测距仪，通过检测自身与电芯队列的队尾电芯之间的距离来判断已经堆叠了多少电芯。需要说明的是，电芯队列的队尾电芯是指，已被堆叠成整形的电芯队列中的最远离检测装置502的位置处的电芯。

控制器还被配置为控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息；控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离；根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠的电芯；在托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

本申请实施例能够实现托盘相对于堆叠台的自动流入和自动流出，且能够使托盘自动地停止在规定的位置，从而有利于提高电池堆叠系统的自动化程度，提高托盘的定位精度，提高电芯的堆叠效率和堆叠效果。

图6是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图二，如图5和图6所示，电池堆叠系统还包括托盘输送导轨601和顶升装置602。

其中，托盘输送导轨601设置于所述堆叠台402，堆叠台402包括托盘输送导轨601，托盘输送导轨601构成为能够使托盘进入堆叠台402或退出堆叠台402，在托盘输送导轨601的一端部的附近设有止挡器603。

托盘可以在作为动力源的堆叠电机604的驱动下沿着该托盘输送导轨601进入到堆叠台402并由堆叠台402承载。堆叠电机604的动力可以采用齿轮与齿条的形式、链轮与链条的形式等来传递给托盘。

在一些实施例中，远离堆叠电机604的一侧是托盘的进入侧。在堆叠电机604的附近设有止挡器603，在图5所示的结构中设有两个止挡器603，但是止挡器603的数量不限于此，可以是1个也可以是多个。该止挡器603例如可以通过阻挡气缸来实现，当然也可以采用其他形式，例如止挡块等。该止挡器603也可以通过控制器来进行控制，从而使其在合适的时机阻挡托盘，从而使托盘停止在堆叠台的指定位置。

顶升装置602，设置于堆叠台402，用于实现托盘的升降。堆叠台402还包括在顶升装置602的驱动下垂直于地面的方向升降的顶升支架605，顶升支架605用于使进入堆叠台402的托盘升起或落下，在进行对位操作和推压操作的过程中，托盘处于升起状态。

堆叠台402包括堆叠台支架606和相对于该堆叠台支架606能够升降的顶升支架605。在该顶升支架605的下方设有顶升装置602。示例性的，顶升装置602例如可以通过顶升气缸来实现。具体而言，该顶升气缸的缸体固定于堆叠台支架606，相对于缸体可伸缩的缸杆连接于顶升支架605，通过该缸杆的伸缩来举升顶升支架605。顶升装置602的数量可以是1个，也可以是两个或多个。在图6所示的结构中，顶升装置602的数量是两个。

在顶升支架605的上方也可以设置一些用于对托盘定位的定位装置，例如定位柱或定位销。这些定位柱或定位销在托盘沿着托盘输送导轨601流入堆叠台402期间处于不阻碍托盘运动的下沉位置。当托盘在止挡器603的作用下停止后，顶升支架605升起而接触托盘，这些定位柱或定位销也可以进一步上升而与托盘顶部的定位凹部配合，从而对托盘进行可靠定位。

通过顶升支架605的顶升，托盘脱离堆叠台402，即托盘脱离托盘输送导轨601。

由于能够通过顶升装置602驱动顶升支架605使托盘在对位操作和推压操作过程中脱离堆叠台402，因此能够减少托盘在堆叠台402上意外移动的风险，有利于提高托盘的持续定位精度，提高电芯队列整列的对位准确度。

在本申请的一些实施例中，如图6所示，顶升支架605还包括同步升降器607。同步升降器607可以采用市售的同步升降器。通过该同步升降器607，即使顶升支架605及其顶升的托盘具有较大的面积，也能够使托盘平稳地升降。

控制器，还被配置为响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘；在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置；控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台；响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

由此，本申请实施例能够使得托盘平稳地升降，降低了因托盘倾斜导致的电芯窜动、电芯队列队形变化等不良情况。

接下来请参照图4和图5，所述堆叠台402包括第一堆叠台4021和第二堆叠台4022；第一堆叠台4021，用于放置堆叠单排电芯的托盘；第二堆叠台4022，用于放置堆叠双排电芯的托盘。两个检测装置502，可以分别设置于第一堆叠台4021和第二堆叠台4022，用于检测第一堆叠台4021和第二堆叠台4022的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量。

控制器，还被配置为通过检测装置502分别检测第一堆叠台4021和第二堆叠台4022上已堆叠电芯的堆叠数量；响应于第一堆叠台4021或第二堆叠台4022已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制顶升装置602运行，将第一堆叠台4021或第二堆叠台4022上的托盘带离堆叠台；其中，堆叠数量用于表征电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

在一些实施例中，用于堆叠单排电芯的第一堆叠台4021上的托盘可以同时进行两列单排电芯的堆叠，用于堆叠双排电芯的第二堆叠台4022上的托盘进行一列单排电芯的堆叠。

本申请实施例通过设置两个或更多堆叠台共用输送待堆叠电芯的输送线通道，在动作时序上相互配合，减少生产节拍。另外，由于电芯放置在托盘上，因此可以无需利用其他盛放装置中转堆叠整齐的电芯队列，可以直接利用托盘将堆叠整齐的电芯队列送至下一处理装置，提高了产线处理效率。

图7是本申请实施例提供的电池堆叠系统中堆叠台的结构示意图三，如图7所示，电池堆叠系统还包括整形器701和推板（图中未示出），其中，整形器701，设置于所述堆叠台402，所述整形器701成对地动作，用于推动托盘上的电芯进行对位操作；推板，设置于堆叠台402，用于推动电芯进行推压操作。

图7的结构中示出了四个整形器701，整形器701成对地动作，执行用于使位于堆叠台402的各电芯1对位的对位操作。成对的整形器701构成为其中的至少一个动作使得成对的整形器701能够在堆叠台402的上方沿A方向彼此相对地接近或远离，通过整形器701的接近的动作来进行对位操作。

整形器701成对地动作，成对的整形器701能够沿A方向彼此相对地接近或远离。若要对放置在堆叠台402上的待堆叠的电芯进行堆叠，成对的整形器701在堆叠台402的上方沿A方向彼此相对地接近，直到接触到位于成对地动作的两整形器701之间的电芯的表面，并对电芯的表面施加一定的推动力，促使电芯的中线与成对的整形器701彼此之间的中间位置对齐，实现对电芯的对位操作。因此，即使不是将所有要对齐的电芯一次性对齐而是分多次对齐，也能够使得全体电芯相互对齐而形成整齐排列的电芯队列。这样的设计可以对到来的电芯及时地进行堆叠操作，不必等到用于形成电芯队列的个数的电芯都到来再开始进行堆叠操作，利于提高生产效率。而且，由于是使电芯的中线与成对的整形器701彼此之间的中间位置对齐来实现对电芯的对位操作，因此无需另外设置作为对齐基准的结构件，有利于简化装置构成。

在一些实施例中，可以将两个或多个待堆叠的电芯放置于堆叠台402的托盘上，通过成对地动作的整形器701执行一次相互接近的动作，而使这些待堆叠的电芯堆叠成整齐的电芯队列。

在每次针对待堆叠的电芯对位完成后，整形器701还可以沿A方向彼此相对地远离，如此，整形器701不会妨碍下一次放置待堆叠的电芯的动作，因此能够顺畅地反复进行对位操作，迅速地堆叠出排列整齐的电芯队列。

在一些实施例中，可以将两个或多个待堆叠的电芯放置于堆叠台402的托盘上，通过成对地动作的整形器701反复执行多次相互接近的动作，而使这些待堆叠的电芯堆叠成整齐的电芯队列。

电池堆叠系统还包括推板。推板用于进行对电芯的推压操作。推板设于堆叠台402上并构成为能够沿与A方向交叉的B方向前进或后退，通过推板的该前进的动作来进行推压操作。电池堆叠系统还包括基准板，设于底堆叠台402上，且沿B方向设于推板的相对侧，用于阻挡电芯。

推板还可以沿B方向使电芯队列变得紧凑和更加整齐，即，在沿A方向进行了对位操作之后，还可以通过推板对电芯进行推压操作。通过推压操作，电芯彼此之间的B方向上的间隙可以变小甚至消失，堆叠成具有预定长度（即具有堆叠数量）的电池。

控制器，还被配置为通过成对地动作的整形器701的对位操作来推动托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动电芯进行推压操作；在托盘中每放置一个电芯后，重复控制整形器701和推板对位操作和推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。

下面，将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

针对相关技术存在的问题，本申请实施例提供一种电池堆叠控制方法，该方法对应的电池堆叠控制系统包括机器人电芯转运、单/双堆叠工位和输送线等机构，可实现电池模组的自动堆叠功能，其中单/双工位堆叠，机器人不间断抓放电芯和不停机切换配方，提高了该工位节拍效率，机器人抓手（即抓取装置）和堆叠托盘（即托盘）的可变距，即抓手和托盘可移动，提升了该堆叠工位的兼容性。

本申请实施例以PLC（即控制器）作为执行主体调度电池堆叠工位，完成电池模组的抓料控制逻辑，提高了该工位自动化动作流程。

首先，电芯托盘从回流工位流水线流向电池堆叠工位，读取托盘RFID，判断托盘是否为单/双排模组，基于托盘的信息进行电池堆叠；其次，在工作完成请求生产执行系统（Manufacturing Execution System，MES）记录出站数据，读写托盘RFID，完成堆叠。

图8是本申请实施例提供的托盘传输的逻辑控制图，如图8所示，托盘传输通过步骤S801至步骤S808实现：

S801、判断堆叠台是否有托盘。

在本申请实施例中，堆叠台有托盘时执行步骤S802，堆叠台没有托盘时执行步骤S803。

S802、堆叠台现在不能进托盘。

控制器判断堆叠台上是否有托盘，即控制器确定堆叠台上的指定位置上是否有模组托盘，如果有模组托盘，则确定模组托盘到位。控制器确定在指定位置有模组托盘的情况下，在模组托盘内进行电芯堆叠的流程。

S803、等待堆叠后端有托盘进入。

控制器确定在指定位置上没有模组托盘的情况下，控制器等待产线（即堆叠后端）上的托盘进入堆叠台的指定位置，即控制器确定产线上的堆叠前端是否有模组托盘，在产线上的堆叠前端有模组托盘的情况下，控制器控制堆叠电机开始运行，这样对产线上的模组托盘进行放行，使得模组托盘进入堆叠台的指定位置后控制堆叠电机停止运行。

S804、堆叠电机运行。

如果产线上没有模组托盘的情况下，则堆叠台上现在也将不能再进入托盘，开始等待一段时间，一般是至少一个生产节拍，例如几秒钟，进入开始等待时，控制器会控制堆叠电机开始运行，等待产线上托盘进入后，控制器会再控制堆叠电机停止运行。

S805、等待托盘进入堆叠台。

S806、堆叠电机停止。

在一些实施例中，产线上托盘进入后，控制器会再控制堆叠电机停止运行。

在一些实施例中，堆叠台可以设置两个，即两个堆叠工位，每一堆叠台上都设置有一个堆叠电机，堆叠电机在工作时为产线提供驱动力，使得产线上的模组托盘流入堆叠台的指定位置。当堆叠台的指定位置上有模组托盘的情况下，控制器会控制堆叠电机停止工作，这样产线上的模组托盘就不会进入堆叠台的指定位置。

堆叠台的托盘来料方向和去料方向上还分别设置有上下运行的气缸（即Z轴方向的气缸，以下简称Z轴气缸），其中一个Z轴气缸上设置有测距传感器，另一个Z轴气缸上设置有阻挡块。为了进行区分，设置有测距传感器的Z轴气缸可以称为测距平移气缸，设置有阻挡块的Z轴气缸可以称为阻挡托盘气缸。

其中，阻挡块用于阻挡模组托盘朝向去料方向移动，而测距传感器用于检测测距传感器与模组托盘上电芯之间的距离，测距传感器会周期性地或非周期性地对该距离进行测量，并将该距离发送给控制器，控制基于该距离与电芯的厚度（可以基于电芯的电芯信息来确定电芯的厚度），确定已堆叠电芯的排数，即将该距离与电芯的厚度进行相除即得到已堆叠电芯的排数。

在一些实施例中，可以通过设置工业上的到位传感器（又称为位置传感器）来检测模组托盘是否到达指定位置，如果到位传感器检测模组托盘到达指定位置后，到位传感器会向控制器发送托盘到达信息，控制器基于到位传感器发送的托盘到达信息确定模组托盘已经到达指令位置。到位传感器一般能够检测物体的位置，位置的相对移动或者位置的连续变化情况。

S807、RFID读取。

在一些实施例中，在模组托盘从来料方向进入堆叠台的指定位置后，控制器会控制堆叠台上的顶升气缸工作，顶升气缸会带动堆叠台上的顶升机构将模组托盘顶起，使得模组托盘脱离产线。

在一些实施例中，模组托盘上还设置有用于检测模组托盘是否放置平稳的传感器（以下简称检平传感器），例如，采用接近开关传感器来实现检平传感器，一对接近开关传感器分别设置在模组托盘的底部的对侧，例如同一侧的两个角上，或者设置在两个对角上。模组托盘的上表面上因为设置有丝杆，电机，夹持件等元件，所以一般将检平传感器设置在底部。

模组托盘到位后，控制器接收检平传感器发送的检平信号，在检平信号表征模组托盘平稳的情况下，控制器利用扫码枪对模组托盘上电子标签（例如RFID存储的模组信息）进行读取，基于读取的模组信息确定模组托盘待堆叠的模组是单排模组还是双排模组。

S808、读取复位。

在一些实施例中，如果RFID读取超时，则对托盘进行复位再次读取托盘的信息（即托盘存储的电芯信息）。

图9是本申请实施例提供的托盘到位后，进行电芯堆叠的逻辑流程图，如图9所示，托盘到位后，打开气缸，对电芯精进行测距，机器人开始放料。进行电芯堆叠的逻辑通过步骤S901至步骤S912实现：

S901、判断工位号。

S902、判断托盘是单排或双排。

在单排的情况下，释放单排工位（即单排堆叠台），执行步骤S903；在双排的情况下，释放双排工位（即双排堆叠台），执行步骤S904。在一些实施例中，电池堆叠系统还可以是通过两个电池堆叠工作并排组成，一个是单排工位，一个是双排工位。

控制器控制模组托盘上的挡板打开气缸打开，使得挡板打开气缸带动模组托盘上的侧边挡板（侧板）打开，以及，控制器控制测距平移气缸上升，带动测距传感器到位。

需要说明的是，模组托盘上待堆叠的模组是单排的还是双排的，可能会影响挡板打开气缸的数量。在一些实施例中，模组托盘上包括两个挡板打开气缸，每一个挡板打开气缸分别带动一个侧板打开（即侧板处于未阻挡状态）或收回（即侧板处于阻挡状态）。

S903、托盘的两个打开气缸都去工作位。

在托盘是单排的情况下，托盘的两个打开气缸都打开，即两个侧板打开，实现托盘上两个单排电芯模组的堆叠。

S904、判断托盘的两个打开气缸都到位。

S905、打开一个托盘打开气缸。

在托盘是双排的情况下，托盘的一个打开气缸打开，即一个侧板打开，实现托盘上一个双排电芯模组的堆叠。

S906、判断打开气缸是否到位。

在单排托盘的两个打开气缸或双排托盘的一个打开气缸到位后，执行步骤S907。

S907、判断是否为空托盘。

测距传感器可以进行距离检测，并将检测到的距离发给控制器，控制器基于该距离判断堆叠台上是否有模组托盘，例如堆叠台上有模组托盘的情况下的距离会比没有模组托盘的情况下的距离小，或者，控制器基于检测的距离是否在预设的范围内来确定是否有模组托盘。

控制器还会基于检测到的距离确定模组托盘上的已堆叠电芯的排数。在一些特殊情况下，比如在断电或其他情况下，产线上的设备在来电后进行重启，更加需要确定一个模组托盘上已堆叠电芯的排数。

在不是空托盘的情况下，执行步骤S908。

S908、测距电芯数量。

控制器基于已堆叠电芯的排数，确定托盘上的电芯数量。

在托盘上没有电芯的情况下，执行步骤S909；在测距满料且堆叠的情况下，执行步骤S910。

S909、首次放料。

控制器基于已堆叠电芯的排数，确定模组托盘上没有电芯的情况下，则进行首次放料。

S910、测距传感器去初始位。

如果基于已堆叠电芯的排数确定模组托盘上的电芯已经堆叠完成，则控制器控制测距平移气缸回到初始位，即测距平移气缸带动测距传感器下降，即。如果基于已堆叠电芯的排数确定模组托盘上的电芯未堆叠完成，则进行继续堆叠流程。

无论是托盘上没有电芯，还是已堆叠完成或未堆叠完成，控制器都可以获取自身存储的已堆叠的电芯数量（例如基于堆叠机器人抓取电芯的数量或抓取次数来确定），并判断自身存储的已堆叠的电芯数量与基于距离确定的电芯数量（需要将电芯的排数转换为电芯数量）是否一致，如果一致，则继续进行堆叠。如果不一致，则报警，或者将存储的已堆叠的电芯数量更新为基于距离确定的电芯数量。

S911、数据清除。

需要说明的是，一般情况下，产线上流入的模组托盘为空，堆叠机器人将抓取的电芯放入模组托盘，经过堆叠台的整形器对放入的电芯进行整形后，形成堆叠后的模组。在一些实施例中，堆叠机器人抓取的可以是电芯单体，也可以是小单元成组后的电芯，小单元成组后的电芯通常是指至少两个固定在一起的电芯，例如2个，3个，4个等等。

控制器确定模组托盘上没有电芯的情况下，则进行后续的首次放料流程，首次放料流程包括：控制器控制堆叠机器人抓取电芯放入模组托盘，然后控制器整形器对放入模组托盘上的电芯进行整形。在一些实施例中，控制器可以在堆叠机器人每放入一次电芯后，就控制整形器对已经放入的部分或所有电芯进行整形；控制器还可以在堆叠机器人连续放入至少两次电芯后，再控制整形器对已经放入的部分或所有电芯进行整形。

S912、判断是否更换蓝本。

在是的情况下，人工排出托盘，更换蓝本再次进行堆叠；在否的情况下，通过机器人抓手对托盘放料。

图10是本申请实施例提供的电芯堆叠后，电芯堆叠系统归位的逻辑流程图，如图10所示，电芯堆叠后的逻辑通过步骤S111至步骤S117实现：

S111、电芯放完后进行检测。

在一些实施例中，产线上的堆叠机器人（即抓取装置）也会对放入一个模组托盘内的电芯数量或抓取次数进行计数，堆叠机器人可以将该计数发送给控制器，控制器基于该计数确定已经抓取的电芯数量，并将已经抓取的电芯数量与基于测距传感器确定的电芯数量是一致的，则控制器确定检测结果是正常的（检测OK），检测合格则执行步骤S112；如果不一致，则控制器确定检测结果是异常的（检测NG），检测不合格则执行步骤S113，然后设备进行报警。

S112、判断模组是否堆叠完。

如果控制器确定模组堆叠完成，则基于不同的产品信息（蓝本信息）执行不同的逻辑处理。如果产品信息表明堆叠的模组是单排模组，则控制器控制模组托盘上的两个侧板打开气缸收回，如果是双排模组，则控制模组托盘上处于打开的那个侧板打开气缸收回，这样使得挡板打开气缸带动模组托盘上的侧板处于阻挡状态。也就是说，在整形和堆叠的时候，侧板处于打开状态，如果堆叠完成，侧边处于阻挡状态以维持整形的效果。控制器还会控制测距平移气缸下降以回到初始位。

在一些实施例中，控制器还会根据已堆叠的电芯排数和电芯的厚度，控制整形器（例如X轴伺服电机）对已经堆叠的电芯去整形。在一些实施例中，X轴伺服电机待整齐的方向是电芯的排数，因此通过电芯的厚度与已堆叠的电芯排数之间的乘积，即可以确定X轴伺服电机待整形的堆叠位置，再基于X轴伺服电机的行程距离与待整形的堆叠位置之间的距离，即可确定X轴伺服电机需要正转或反转到达圈数。在另一些实施例中，还可以根据测距传感器测量的距离与X轴伺服电机的行程距离来确定X轴伺服电机需要正转或反转到达圈数，以到使得X轴伺服电机到达待整形的堆叠位置。

S113、电芯与PLC记忆不一致。

即已经抓取的电芯数量与基于测距传感器确定的电芯数量是不一致的，设备报警，不进行后续堆叠。

S114、根据蓝本信息切换不同逻辑。

步骤S115至步骤S117为三个不同的蓝本对应的堆叠逻辑。

S115、蓝本1的堆叠逻辑。

S116、蓝本2的堆叠逻辑。

S117、蓝本3的堆叠逻辑。

如蓝本1所示，在电芯堆叠完成后，判断堆叠完成的队列是单排还是双排，如果是单排，两个打开气缸缩回，如果是双排，一个打开气缸缩回。在一些实施例中，X轴伺服电机的运动方向可以是三轴运动方向或两轴运动方向，其中两轴运动包括Z轴和X轴（以堆叠的电芯排数的延伸方向为X轴），X轴伺服电机去执行整形是Z轴下降后在X轴上有个行程距离，X轴伺服电机回到初始位置可以是先退回到X轴的初始位置，然后Z轴上升回到z轴的初始位置；或者，X轴伺服电机回到初始位置还可以是先Z轴上升回到z轴的初始位置然后再退回到X轴的初始位置。X轴伺服电机完成堆叠后，控制器会控制X轴伺服电机达回到x轴和z轴的初始位置，以及两侧拍打伺服电机（即整形器）也回到初始位置。

蓝本2和蓝本3的堆叠逻辑与蓝本1的堆叠逻辑相似，因此，不再对蓝本2和3进行具体说明。这里，不同的蓝本在堆叠时，电芯放在托盘上的位置不同。其中，大部分电池产品的电芯堆叠数量是4排，也有电芯的堆叠数量大于4排的情况，不同电芯数量对应的电气结构件执行的操作不同。

步骤S115至步骤S117均说明控制器在判断该模组托盘已经堆叠完成后，会将所有的电气结构件（伺服电机、气缸等）归位。

在本申请实施例中，在电芯整形完毕后，控制器还会产品信息确定是单排模组还是双排模组，如果是单排模组会将单排模组信息和工作号等相关的信息绑定后进行存储；如果是双排模组，会将双排模组信息和工作号等相关的信息进行绑定后进行存储，以及将存储的信息写入到模组托盘的电子标签。控制器在模组托盘的电子标签写入信息后，控制堆叠电机继续工作，使得堆叠完成的模组托盘流出，以及空的模组托盘流入堆叠台的指定位置。

在当前的模组托盘堆叠完成后，控制器判断是否已经完成工单，在完成工单的情况下，确定已经全部堆叠完成，控制器记录已经完成的模组数量，并在模组托盘内写入当前的工位号进行记录，后续即可以切换新的工单。在未完成工单的情况下，控制器会记录已经完成的模组数量和未完成的模组数量，在有模组完成堆叠的情况下，将未完成的模组数量减去1个，重复执行继续堆叠的流程，直至完成工单。

在堆叠完成工单的情况下，控制器控制空的模组托盘和剩余的余料流出堆叠台。

本申请实施例完成了模组堆叠工艺流程，不仅可以根据不同的配方要求（即蓝本信息），判断是否为单双排模组，而且可以自动判断工位状态，其中一条工位放满后，往另一条工位上放置，实现不停机堆叠。

需要说明的是，本申请实施例中系统的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本系统实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种电池堆叠方法，其特征在于，应用于电池堆叠系统的控制器，所述电池堆叠系统至少包括底座支架、设置于底座支架上的堆叠台和抓取装置；所述电池堆叠方法包括：

响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；

确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；

在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

2.根据权利要求1所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括设置于堆叠台的信息读取装置和设置于所述堆叠台上的检测装置；

所述确定所述托盘上存储的电芯信息，包括：

控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息；

控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离；

根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠的电芯；

在所述托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

3.根据权利要求2所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息，包括：

控制所述信息读取装置对所述目标电芯的电芯标识进行信息读取，确定所述目标电芯的电芯属性和电芯种类，其中，所述电芯属性用于表征所述目标电芯的排列信息。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池堆叠方法，其特征在于，托盘上存储的电芯信息包括堆叠类别信息和电芯种类；所述目标电芯的电芯信息包括电芯属性和电芯种类；

所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配，包括：

在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配的情况下，所述托盘上不具有已堆叠电芯；或者，

在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，所述已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类相同。

5.根据权利要求4所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置；所述电池堆叠方法还包括：

在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，但所述托盘上的已堆叠电芯的电芯种类与所述目标电芯的电芯种类不同的情况下，控制所述顶升装置运行，将所述堆叠台上具有已堆叠的电芯的托盘下降至所述托盘输送导轨；

控制所述托盘输送导轨运行，将所述具有已堆叠的电芯的托盘带离所述底座支架。

6.根据权利要求5所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中，包括：

在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上不具有已堆叠电芯的情况下，根据所述目标电芯的电芯种类，确定所述目标电芯的生产配方；

根据所述生产配方，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置；

控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中的放置位置。

7.根据权利要求5所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述目标电芯的电芯信息还包括堆叠数量，所述堆叠数量用于表征所述目标电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量；

所述控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中，包括：

在所述托盘的堆叠类别信息与所述目标电芯的电芯属性匹配，且所述托盘上具有已堆叠电芯的情况下，根据检测装置确定的所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离，确定所述托盘上的电芯数量；

在所述电芯数量小于所述堆叠数量的情况下，根据所述电芯数量，确定所述目标电芯在所述托盘中的放置位置；

控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中的放置位置。

8.根据权利要求7所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠方法还包括：

在所述电芯数量等于所述堆叠数量的情况下，控制所述顶升装置运行，将所述堆叠台上堆叠完成的托盘下降至所述托盘输送导轨；

控制所述托盘输送导轨运行，将所述堆叠完成的托盘带离所述底座支架。

9.根据权利要求1至3任一项所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括托盘输送导轨和设置于底座支架上的顶升装置，所述电池堆叠方法还包括：

响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘；

在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置；

控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台；

响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

10.根据权利要求9所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠方法还包括：

响应于所述堆叠台上具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行。

11.根据权利要求9所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述堆叠台包括第一堆叠台和第二堆叠台；所述电池堆叠方法还包括：

响应于所述托盘对应的待堆叠电芯为单排电芯，将所述托盘放置于所述第一堆叠台；

响应于所述托盘对应的待堆叠电芯为双排电芯，将所述托盘放置于所述第二堆叠台。

12.根据权利要求11所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述第一堆叠台和所述第二堆叠台分别设置有检测装置；所述电池堆叠方法还包括：

通过所述检测装置分别检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量；

响应于所述第一堆叠台或所述第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制所述顶升装置运行，将所述第一堆叠台或所述第二堆叠台上的托盘带离所述堆叠台；其中，所述堆叠数量用于表征所述已堆叠电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

13.根据权利要求1至3任一项所述的电池堆叠方法，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括设置于所述底座支架的整形器和推板；

所述电池堆叠方法还包括：

通过成对地动作的整形器推动所述托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动所述托盘上的电芯进行推压操作；

在所述托盘中每放置一个电芯后，重复控制所述整形器的对位操作和所述推板的推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。

14.一种电池堆叠系统，其特征在于，所述电池堆叠系统包括：

底座支架；

堆叠台，设置于所述底座支架，用于承载托盘；

抓取装置，设置于所述底座支架，用于抓取电芯输送线上的目标电芯；

控制器，所述控制器被配置为响应于所述堆叠台上的托盘到位，确定所述托盘上存储的电芯信息；确定电芯输送线上目标电芯的电芯信息；在所述托盘上存储的电芯信息与所述目标电芯的电芯信息相匹配的情况下，控制所述抓取装置抓取所述目标电芯，并将所述目标电芯放置于所述托盘中。

15.根据权利要求14所述的电池堆叠系统，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括：

信息读取装置，设置于所述堆叠台，用于对所述托盘的托盘标识进行信息读取；

检测装置，设置于所述堆叠台，用于对托盘进行距离检测；

所述控制器，还被配置为控制所述信息读取装置对所述托盘的托盘标识进行信息读取，确定所述托盘对应的待堆叠电芯的堆叠类别信息；所述堆叠类别信息用于表征所述待堆叠的电芯的排列信息；控制所述检测装置对所述托盘进行距离检测，得到所述检测装置与所述托盘之间的托盘距离；根据所述托盘距离，确定所述托盘上是否存在已堆叠的电芯；在托盘上存在已堆叠电芯的情况下，确定所述托盘上已堆叠电芯的电芯种类。

16.根据权利要求14所述的电池堆叠系统，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括：

托盘输送导轨，设置于所述堆叠台，用于运输所述托盘；

顶升装置，设置于所述堆叠台，用于实现所述托盘的升降；

所述控制器，还被配置为响应于所述堆叠台上不具有托盘，确定所述托盘输送导轨上是否具有托盘；在所述托盘输送导轨上具有托盘的情况下，控制所述托盘输送导轨运行，带动所述托盘移动到所述底座支架的堆叠位置；控制所述顶升装置运行，将所述堆叠位置的托盘顶升至所述堆叠台；响应于所述托盘输送导轨上不具有托盘，控制所述托盘输送导轨停止运行，直至所述托盘输送导轨上具有托盘。

17.根据权利要求14至16任一项所述的电池堆叠系统，其特征在于，所述堆叠台包括第一堆叠台和第二堆叠台；

所述第一堆叠台，用于放置堆叠单排电芯的托盘；

所述第二堆叠台，用于放置堆叠双排电芯的托盘；

检测装置，分别设置于第一堆叠台和第二堆叠台，用于检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台的托盘中已堆叠电芯的堆叠数量；

所述控制器，还被配置为通过所述检测装置分别检测所述第一堆叠台和所述第二堆叠台上已堆叠电芯的堆叠数量；响应于所述第一堆叠台或所述第二堆叠台已堆叠电芯的数量等于堆叠数量，控制顶升装置运行，将所述第一堆叠台或所述第二堆叠台上的托盘带离所述堆叠台；其中，所述堆叠数量用于表征所述已堆叠电芯完成堆叠时托盘中的电芯数量。

18.根据权利要求14至16任一项所述的电池堆叠系统，其特征在于，所述电池堆叠系统还包括：

整形器，设置于所述堆叠台，所述整形器成对地动作，用于推动所述托盘上的电芯进行对位操作；

推板，设置于所述堆叠台，用于推动所述托盘上的电芯进行推压操作；

所述控制器，还被配置为通过成对地动作的整形器推动所述托盘上的电芯进行对位操作，通过推板推动所述托盘上的电芯进行推压操作；在所述托盘中每放置一个电芯后，重复控制所述整形器的对位操作和所述推板的推压操作，直至堆叠成具有预定长度的电池。