CN117848222A - 电池绝缘件的边缘检测方法、装置及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池绝缘件的边缘检测方法、装置及电池生产线。电池绝缘件的边缘检测方法，其中电池绝缘件用于包裹电池的电芯的至少侧面，该方法包括：使至少两个光源组件照射绝缘件的待测边缘；使布置为朝向待测边缘的成像组件对待测边缘进行成像以获得边缘图像；以及从边缘图像中识别出待测边缘的位置。本申请中的边缘检测方法能够解决对电池绝缘件进行标准化、稳定可靠的边缘检测问题，通过使电池绝缘件的待测边缘在边缘图像中更为清晰可见，提高了从边缘图像中提取待侧边缘的精确度。

Description

电池绝缘件的边缘检测方法、装置及电池生产线

技术领域

本申请涉及动力电池后工序中电池绝缘件的装配及检测领域，具体涉及对电池中包裹电芯的绝缘膜进行边缘检测的方法、装置及相应的电池生产线。

背景技术

随着移动设备和电动车行业的不断发展，对于以锂电池为代表的动力电池的生产制造需求随之提高。在电池制造过程中，对电池品质的检测非常重要，其中也包括在电芯完成生产后进行的覆膜包胶等工序，即要求在电芯入壳前进行裸电芯包裹绝缘件装配及装配后对边缘的精准检测。

一般地，电池绝缘件诸如mylar（麦拉或迈拉）膜。mylar是一种聚酯类高分子物，具有良好的表面平整性、透明度和机械柔韧性。在实际生产中，mylar膜为一种半透明的软性的薄膜片（例如，厚度可以在0.1mm左右），能够大大增加电芯包装的绝缘性能和强度，为电芯提供可靠密封和保护。由于mylar膜的固有属性和制造工艺影响，mylar膜的边缘无法恰好地与电芯顶盖的基准边完全对应，也即膜片边缘和顶盖边缘之间存在一定的距离，因此会将该距离作为参数之一来判断mylar膜的尺寸和装配是否合格。因此，需要能够精确地测量膜片与顶盖边缘的这种距离的检测方法。

现有检测过程中，采取以不同曝光强度（高曝光强度结合低曝光强度）成像的方式，使包覆有mylar膜的区域整体发白以形成一片白色区域，然后计算白色区域与电芯顶盖的距离。上述方法精度不高，比如背景为纯白色的裸电芯时，成像效果会受到影响；并且由于没有标准详细的测量方式，不利于大范围推广，检测效果也会参差不齐。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池绝缘件的边缘检测方法、装置及相应的电池生产线，能够通过电池绝缘件装配、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）边缘检测的标准化流程，更加精细准确地检测电池绝缘件边缘实际位置，实现不受背景干扰的稳定检测。

第一方面，本申请提供了一种电池绝缘件的边缘检测方法，其中电池绝缘件用于包裹电池的电芯的至少侧面，所述方法包括：使至少两个光源组件照射所述绝缘件的待测边缘；使布置为朝向所述待测边缘的成像组件对所述待测边缘进行成像以获得边缘图像；以及从所述边缘图像中识别出所述待测边缘的位置。

本申请实施例的技术方案中，通过在相对于电池绝缘件边缘的不同位置设置两个或以上光源组件，提高了边缘成像的效果。来自该至少两个光源组件的光将电池绝缘件边缘区域照亮，并且来自边缘区域的光入射布置在待测边缘水平方向的成像组件，获得更加精准的边缘成像及检测结果。

在一些实施例中，所述使至少两个光源组件照射所述绝缘件的待测边缘包括照射所述待测边缘的朝远离电芯方向弯曲的弯曲部分。在一些实施例中，所述至少两个光源组件包括照射所述弯曲部分的远离电芯的第一表面的第一光源组件和照射所述弯曲部分的截面的第二光源组件。在一些实施例中，所述至少两个光源组件从所述弯曲部分两侧同时照射所述弯曲部分。两个光源组件布置的位置和方向有利于尽可能照亮待测边缘，从而提高边缘图像的成像质量。

在一些实施例中，所述对所述待测边缘进行成像包括将成像组件的光信号接收端朝向所述弯曲部分的远离电芯的第一表面。通过设置mylar膜的弯曲部分的正面和成像组件的位置关系，有助于保证尽可能多地收集从成像区域反射的光信号。

在一些实施例中，所述第一光源组件和所述第二光源组件在平行于电芯轴线的第一方向上分别位于成像组件的相对两侧。通过将第一光源组件布置为照射应力弯曲部分的第一表面，避免在对边缘区域成像时出现阴影；通过将第二光源组件布置位照射弯曲部分的截面，有助于在成像中显示待测边缘的更为锐利的线条，实现更佳的成像效果。

在一些实施例中，将第一光源组件布置为使得所发射的第一光束与所述第一方向的夹角为第一角度，并且将第二光源布置为使得所发射的第二光束与所述第一方向的夹角为第二角度，所述第一角度小于所述第二角度。特别地，所述第一角度为34~40度，所述第二角度为28~33度。本申请实施例的mylar膜的应力弯曲部分相对于电芯侧面所形成的角度受到电芯尺寸、焊接工艺和材料特性等的影响，对于同一条产线上的产品而言该角度是一定的；因此第一光源组件和第二光源组件相对于成像组件的垂直法线的夹角也相应地设置在特定范围内时，才能分别照亮mylar膜弯曲部分的正面和横截面，以实现优化的照明效果。

在一些实施例中，从所述边缘图像中识别出所述待测边缘的位置包括：使用边缘检测算法从所述边缘图像中提取所述待测边缘；以及计算所述待测边缘到所述电池的顶盖的边缘的距离，其中所述电池的外壳包括壳体和所述顶盖。在一些实施例中，使用边缘检测算法从所述边缘图像中提取所述待测边缘包括：对所述边缘图像进行预处理，所述预处理包括：图像平滑、梯度和梯度差值计算以及非极大值抑制。基于上述光照条件和成像结果，可以获得具有锐利反光的电池绝缘件边缘的成像，使用诸如Canny边缘检测算法等数据处理方法，从边缘成像中提取电池绝缘件边缘，以该边缘到作为背景的顶盖的边缘之间的距离作为待测边缘的衡量值。

在一些实施例中，所述方法还包括：响应于所述距离不满足预设阈值条件，发出提示所述绝缘件边缘异常的报错信号。在一些实施例中，所述方法还包括：响应于接收到所述报错信号，调整所述绝缘件的工艺制程参数。通过设置报错条件可以将边缘检测与在前的工艺制程相统一，以检测结果反推工艺制程中的问题，并给予问题调整工艺参数，从而形成标准化的生产和检验流程。

第二方面，本申请提供了一种电池制造方法，其特征在于，包括：制备电池绝缘件的片段，所述电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，所述边缘包括从所述电池绝缘件的片段的第一表面向所述电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分；将所述电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得所述第二表面朝远离所述电芯的方向，并且将所述边缘固定到所述电芯的顶盖的固定装置上；以及执行如第一方面所述的边缘检测方法。

本申请实施例的技术方案中，通过对从电池绝缘件装配到边缘检测等各个环节形成标准化流程，能够实现整体性更强的电池生产流程，其中根据检测环节反馈的报错信号等调整装配环节的工艺参数，从而基于检测结果实现更精准的绝缘件制备和装配。

在一些实施例中，所述制备电池的所述绝缘件的片段包括对所述绝缘件进行冲压裁切以使得所述边缘具有所述弯曲部分。在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述边缘的位置计算所述边缘到所述顶盖远离所述电芯的边缘的距离；以及响应于所述距离不满足预设阈值条件，发出提示所述绝缘件边缘异常的报错信号。

在一些实施例中，响应于接收到所述报错信号，调整对所述绝缘件进行冲压裁切的工艺制程参数。在一些实施例中，所述工艺制程参数包括切刀间距和冲压压力。以mylar膜为例，冲压裁切工艺使得成形的mylar膜必然地具有微弯曲形态的边缘区域，并且由于切刀间距和冲压压力等参数的设置会影响边缘区域的弯曲程度，其以mylar膜的边缘位置作为直观呈现。本申请实施例中的边缘检测反馈到mylar膜的工艺制程中，并根据前述检测到的边缘位置和弯曲程度调整切刀间距和冲压压力等。

在一些实施例中，所述电池绝缘件的片段的颜色与所述顶盖的固定装置的颜色不同。诸如，当电池绝缘件为mylar膜时，相比于被光源组件照亮为整体白色的mylar膜，顶盖可以选择不反光的深色外壳，使得作为边缘成像背景的顶盖与mylar膜区分开，从而在边缘提取中提高检测精度。

第三方面，本申请提供了一种电池生产线，其特征在于，包括：制备装置，所述制备装置被配置为制备电池绝缘件的片段，所述电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，所述边缘包括从所述电池绝缘件的片段的第一表面向所述电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分；装配装置，所述装配装置被配置为将所述电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得所述第二表面朝远离所述电芯的方向，并且将所述边缘固定到所述电芯的顶盖的固定装置上；以及边缘检测装置，所述边缘检测装置执行如第一方面所述的电池绝缘件的边缘检测方法。

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

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1A至图1C为本申请一些实施例的对电池绝缘件的装配示意图；

图2A和图2B为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置的结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置对电池绝缘件边缘成像的示意图；

图4为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置的示例性配置图；

图5为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测方法的流程图；

图6为本申请一些实施例的电池生产线的示例性配置图；

图7为本申请一些实施例的电池制造方法的流程图。

附图标号如下：

电池绝缘件110，电芯120，顶盖130；

电池绝缘件边缘1121，电池绝缘件边缘截面1122，电池绝缘件边缘第一表面1123，顶盖边缘1301；

切刀140，模座150，切刀间距1450。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力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，以及军事装备和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。

以锂电池为代表的动力电池制造过程极其复杂，安全性要求又极其高，因此对电池品质的检测尤为重要，有利于统计生产缺陷、改进制造工艺以及筛选淘汰不良品等。目前，在锂电池的制造过程中，电芯制造完成后需要被装入硬质壳体中以完成组装，存在刮伤电芯的风险。因此，在将电芯装入铝壳之前，需要使用合适材质的绝缘材料包覆电芯，以防止壳体对电芯造成损伤。一般地，电池绝缘件可以采用具有较好的表面平整性、耐热性和机械柔韧性、同时还兼具有较好的透明度的材料，因而广泛应用于电子行业中，诸如贴装在各种电子元器件上，以使实现电子元器件的绝缘。

在电芯制造领域，包裹电芯的电池绝缘件品质不合格是导致电池品质不合格的原因之一。由电池绝缘件造成的品质不合格的主要原因为：当电池绝缘件材质偏软且自带静电，进而使在包覆的过程中无法通过传统的归正定位机构进行精确定位，从而导致电池绝缘件错位、距顶盖距离过小、焊点虚焊、贴胶不牢等缺陷。进一步地，导致电池绝缘件贴装在电子元件上时发生脱落，或者在贴装时因为压力过大损坏电子元件等。传统的电池绝缘件的贴装以及/或者检测多采用人工作业，其无法对电池绝缘件制造和检测过程中的各项参数进行管控，不仅效率低下，而且难以实现多设备之间的检测效果稳定一致。而现有的自动检测过程采取不同曝光强度相配合的方式，诸如强光照射电芯各面以检测电池绝缘件是否错位、与顶盖的距离是否过小、焊点是否虚焊，弱光照射电芯以检测电池绝缘件是否有脏污和贴胶不牢等其它方面的问题。这种设计一般地会使电池绝缘件区域整体发白，计算白色区域与作为基准边的电芯顶盖之间距离。但上述方法精度不高，且易受来料影响，比如背景为纯白色的裸电芯，则会导致白色区域与成像背景区分度不清，导致检测效果参差不齐。

基于以上考虑，为了解决对电池绝缘件进行标准化、稳定可靠的边缘检测问题，发明人经过深入研究，设计了一种边缘检测方法，通过对电池绝缘件边缘区域进行至少两个方向的光照，消除边缘区域的阴影并且照亮电池绝缘件截面，以及使用黑色顶盖等结构作为背景，提高了边缘成像的清晰度，从而提高边缘检测的准确度。

对电池绝缘件而言，一个优选的材料种类为质软柔韧的mylar膜。mylar作为一种坚韧的聚脂类高分子物，满足机械柔韧性和透明度等要求，在实际生产中有广泛的应用。特别地，在用于电芯包裹的mylar膜的制片过程中，由于电芯所需mylar膜的尺寸限制以及mylar作为高分子材料的韧性等属性，冲压裁剪会导致mylar膜在其边缘区域形成尺寸很小的应力弯曲部分。本申请实施例中的边缘检测方法由此借助具有微弯曲形态的边缘作为测量和检测对象，采用了设置在不同位置的至少两个光源组件，通过光源角度的相互配合确保mylar膜边缘被照亮且没有影响分辨的阴影。在此基础上，固定光源组件位置和角度，从而在统一光照条件下对产线上的多个待测边缘进行成像，能够有效解决现有自动检测方法及设备的检测效果不稳定的问题。进一步地，基于待测边缘的检测结果发现异常，从而判断电芯和/或mylar膜是否存在缺陷，或者mylar膜的工艺制程是否存在参数上的偏差，以便实现从制造到检测的标准化流程。

应当理解的是，还可以使用其它材料对电池的电芯进行包装，诸如采用复合材料的硬壳作为电芯封装，其实际的制备加工过程中不易在边缘区域形成对应于上述mylar膜的应力弯曲部分，但依然存在与封装表面之间具有一定角度的截面。相应地，本申请实施例中所包括的至少两个光源组件可以类似地设置在相对于该边缘的不同位置，并且/或者发射不同角度的光线以分别照亮靠近边缘处的封装表面和截面，从而类似地从边缘成像中获取更为清晰的边缘位置，实现类似的改进的检测精度。

本申请实施例公开的检测方法及装置可以但不限应用于电芯入壳封装的CCD检测系统。该方法可以使用封装在专用壳体的硬件装置实现，也可以使用存储在计算机存储介质中的程序来实现。应当理解的是，在本申请中的检测方法用于检测电芯包裹的mylar膜，但该检测方法及装置可以同样地应用于检测类似的具有微弯曲状态的边缘的其它种类的膜，包括通过消除阴影、照亮横截面的至少两个光源提高成像效果进而提高检测精度。

具体而言，本申请实施例针对现有检测设备的检测效果不稳定问题，提供了一整套标准化的“制片—装配—检测”流程。针对mylar膜包装的大量数据证明，该检测方法可以使设备的mylar膜边缘检测过杀率从1.1%下降到0.1%，实现数量级提升。同时，针对生产实践中多厂区、多产线、多生产设备的情形，标准化工艺流程结合稳定可靠的检测系统，可实现多厂区多拉线统一横展，快速布置统一标准。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种包裹在电芯120上的电池绝缘件110为例进行说明。

请参照图1A至图1C，图1A至图1C为本申请一些实施例的对电池绝缘件的装配示意图。动力电池一般地应用于诸如新能源汽车，包括的纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等，其要求电芯入壳前进行裸电芯包裹电池绝缘件的装配，并且在装配后执行对电池绝缘件110边缘的精准检测。图1A示出了电池绝缘件110相对于电芯120的位置关系和包裹方式，其中将电芯120固定在顶盖130的顶部，顶盖130包含用于支撑电芯120的塑料支架（未示出），并且电池绝缘件边缘1121安装到顶盖130上。应当理解的是，电池还包括用于包装电芯120的外壳（未示出），外壳包括壳体和顶盖130，从而实现对电芯120的保护和固定。具体地，电池绝缘件边缘1121可以通过焊接工艺安装到顶盖130上，或者可以进一步地经由其它紧固方式连接到顶盖130中的固定装置（诸如专用的电池绝缘件夹持结构等）上，以辅助实现对电芯120的固定。图1B为图1A中圈出区域1120（即电池绝缘件边缘附近区域）的放大图，其中示出了电池绝缘件边缘1121（垂直于纸面方向）和电池绝缘件边缘截面1122。

一般地，电池绝缘件110的弯曲部分指的是在包覆到电芯120的过程中由于制备和装配工艺导致的在电池绝缘件边缘1121位置形成的朝远离电芯120方向弯曲的部分。在一个非限制性实施例中，当电池绝缘件110为mylar膜时，其在制片加工过程中会在边缘处产生朝远离电芯方向弯曲的弯曲部分，其中弯曲部分远离电芯120的一面在图1B中示出为电池绝缘件第一表面1123。图1C为图1A中作为mylar膜的电池绝缘件110的工艺制程示意图，其中示出了用于冲压裁切的切刀140和模座150，mylar膜尺寸制片过程使得电池绝缘件110在切刀140与模座150接触的位置处形成一道弯曲面，换言之，本申请实施例的边缘检测方法中的待测边缘对应于对mylar膜进行冲压裁切时形成的应力弯曲部分；并且进一步地，基于电芯包膜工艺将mylar膜包裹在电芯上，使得弯曲部分中远离电芯120的第一表面1123朝向下述成像组件的光信号接收端。

请参照图2A和图2B，图2A和图2B为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置的结构示意图，其中与图1A至图1C中相同的组件或结构不作赘述。如图所示，边缘检测装置包括成像组件210和至少两个光源组件（图2A中示出为两个光源组件，分别记为第一光源组件220、第二光源组件230）。具体地，将成像组件210布置在相对于电池绝缘件边缘1121的水平方向，并且使用第一光源组件220、第二光源组件230对电池绝缘件边缘1121进行照射。

在一些实施例中，第一光源组件220和第二光源组件230在平行于电芯轴线的第一方向2101上分别位于成像组件210的相对两侧。以电芯120的轴线作为竖直方向、以电芯120位于顶盖130在竖直方向的高处，则第一光源组件220的位置高于成像组件210、第二光源组件230的位置低于成像组件210。具体地，第一光源组件220和第二光源组件230从电池绝缘件边缘1121两侧同时照射对电池绝缘件边缘1121，诸如分别在相对于电池绝缘件边缘1121高于和低于成像组件210的两侧将电池绝缘件1121照亮。在电池绝缘件110为mylar膜的情况下，由冲压裁切形成的应力弯曲部分（即边缘1121）远离电芯120朝向成像组件210的方向，因此特别地使第一光源组件220照射到弯曲部分的第一表面1123，即电池绝缘件边缘1121附近区域；并且使第二光源组件230照射到截面1122。进一步地，如果想要达到更好的照射效果，第一光源组件220、第二光源组件230的布置方向应尽可能地垂直于需要照射的平面（或者需要照射的对象最接近的平面方向），而由于电池绝缘件边缘1121附近区域相对于电芯120的具有微弯曲的角度，第一光源组件220相应地布置为使得所发射的第一光束2201与第一方向2101的夹角为第一角度α，第二光源组件230布置为使得所发射的第二光束2301与第一方向2101的夹角为第二角度β。如图2B所示，第一光束2201可以照亮电池绝缘件110的弯曲部分朝向成像组件210的第一表面1123，并且第二光束2301可以照亮弯曲部分的截面1122，从（第一方向2101）上下两个位置的方向照向电池绝缘件边缘1121及其附近区域，成像组件210接收来自这些区域反射的光，使成像结果中有效突出电池绝缘件边缘1121。

进一步地，在一些实施例中，基于电芯包膜工艺将作为mylar膜的电池绝缘件110包裹到电芯120时，上料区分mylar膜的裁切正反面，其包裹方式使电池绝缘件第一表面1123朝向成像组件210，即以mylar膜边缘朝外弯曲的方式将mylar膜连接到顶盖130上。mylar膜的弯曲部分对应于待测边缘的一端固定到顶盖130上，使得裁切边缘位于电芯包裹边缘。在切刀140的切刀间距1450和冲压压力等参数固定的情况下，弯曲部分具有基于材料相对确定的弯曲角度，由此可以相应地设置第一角度α和第二角度β。一般地，第一角度α不同于第二角度β。由于mylar膜110连接到顶盖130的焊接工艺和其高分子材料属性，mylar膜边缘由于冲压裁切所产生的弯曲部分对应的第一角度α小于第二角度β。在一个非限制性实施例中，边缘检测装置采用的第一角度α为50~56度（或表示为第一光源组件220的发光平面与第一方向2101的夹角为34~40度），第二角度β为57~62度（或表示为第二光源组件230的发光平面与第一方向2101的夹角为28~33度）。在另一个非限制性实施例中，冲压裁切工艺中采用的切刀间距1450被设置为0.8~1.2 mm，冲压压力被设置为0.6~1 MPa。应当理解的是，随着mylar膜110的尺寸以及/或者切刀140的工艺制程参数的变化，电池绝缘件边缘1121的弯曲程度也会随之变化，相应地，第一角度α和第二角度β也不限于前述的数值范围，并且可以随时匹配工艺制程中参数变化而调整光源组件的位置和角度。

在一些实施例中，光源组件（诸如第一光源组件220、第二光源组件230）可以采用条形同轴光源、双环形光源、单方型同轴光源、单环型同轴光源中的一种或多种。附加地，光源组件包括白色光源。在一个非限制性实施例中，第一光源组件220和第二光源组件230采用的是白色条状光源，以便匹配电池绝缘件边缘1121的细长形状，并且提供均匀、照度高、指向性强的光照。应当理解的是，光源组件的数量不限于图2A中示出的两个，也可以设置大于两个光源组件，并且这些光源组件的位置也不限于成像组件210的上方和下方，还可以布置在成像组件210周围能够照亮电池绝缘件边缘1121的任意位置。

在一些实施例中，成像组件210可以包括一个或多个电荷耦合器件CCD。附加地或可替代地，成像组件210包括面阵相机。成像组件210一般地可以使用CCD检测系统，配合前述的统一打光方式以及光源角度等条件，组成统一稳定的边缘检测方法。将mylar膜的弯曲部分的正面朝向诸如CCD器件的成像组件210的光信号接收端，CCD器件接收到来自mylar膜边缘区域反射的光信号2101并转换为该区域成像的数字信息。在一个非限制实施例中，成像组件210为面阵相机，从而通过连续的面状扫描光线一次性获取二维成像。

应当理解的是，成像组件210的数量也不限于图2A中示出的一个，也可以设置大于一个成像组件；并且成像组件210的位置也不限于图2A中使信号接收端正面朝向电池绝缘件边缘1121，也可以以预定角度朝向电池绝缘件110的边缘区域。诸如以半环绕的方式将多个成像组件设置对应于电池绝缘件边缘1121的预设位置上，获得电池绝缘件边缘1121的多角度成像，并且基于各成像组件的位置关系确定多个成像图像之间的转换矩阵，进而通过多图像相互校准等方式获得更为精确的待测边缘。

请参照图3，图3为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置对电池绝缘件边缘成像的示意图。基于前述的光源组件和成像组件210的设置，对包裹了电池绝缘件110的电芯120（图3中未示出）成像。在一个非限制性实施例中，对于作为mylar膜的电池绝缘件110，因为前述工艺装配和成像时的统一配置，mylar膜边缘在成像中清晰稳定可见，能够减轻算法误判。在一个非限制性实施例中，顶盖130的颜色为诸如黑色等不反光或者反光效果差的深色，使得被光源照亮为整体白色的mylar膜与顶盖130及/或其中的固定装置的颜色有显著区别，此时成像中的电池绝缘件边缘1121在顶盖130的背景之上具有对比度更高的反光，从而提高从边缘成像中提取边缘1121的精确度。

在一个非限制性实施例中，可以使用边缘检测算法从边缘图像中提取电池绝缘件边缘1121，并且计算电池绝缘件边缘1121到顶盖边缘1301的距离d。边缘检测算法可以包括但不限于使用Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Canny算子等一阶模型，以及使用Laplacian算子的二阶模型等。本申请的实施例中以Canny边缘检测算法为例，对边缘图像的预处理包括图像平滑、梯度和梯度差值计算以及非极大值抑制等步骤，从而尽可能多地对边缘成像进行模糊、去噪、边缘增强等处理，寻找到成像结果的梯度图像中局部最大值的点以提取边缘。这种算法能够准确地找到图像中的弱边缘点并形成精确的图像边缘。

在一些实施例中，标准化流程中裁切、包裹等工艺制程得到的电池绝缘件应当具有稳定性、统一性，也即，可以将边缘检测算法得到的电池绝缘件边缘与顶盖边缘的距离d作为参考值，用以衡量所成像的电池绝缘件边缘是否符合标准。一般地，响应于待测边缘的位置不满足预设阈值条件，发出提示绝缘件边缘异常的报错信号。即，可以为距离d预设阈值，如果某次边缘检测得到的距离d不满足该预设阈值的条件，则表示当前的电池绝缘件可能存在错位、不均匀、焊点虚焊等异常。进一步地，响应于接收到报错信号，调整电池绝缘件的工艺制程参数。特别地，对于作为mylar膜的电池绝缘件，其工艺制程参数包括切刀间距（前述1450）和冲压压力，也即由边缘检测的结果反推工艺制程中存在的问题，通过错误反馈实现流程的标准化。

请参考图4，本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测装置4000的示例性配置图。在一些实施例中，电池绝缘件的边缘检测方法可以由边缘检测装置4000实现其功能，该边缘检测装置4000可以包括处理器4100。边缘检测装置4000的处理器4100可以提供调度系统的各种功能。处理器可以指在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号（模拟和数字的组合）电路系统的各种实现。处理电路可以包括例如诸如集成电路（IC）、专用集成电路（ASIC）这样的电路、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列（FPGA）的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。

在一些实施例中，边缘检测装置4000还可以包括存储器（图中未示出）。边缘检测装置4000的存储器可以存储由处理器4100产生的信息以及用于处理器操作的程序和数据。存储器可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器可以包括但不限于随机存取存储器（RAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）以及闪存存储器。一般地，处理器可以被配置为执行存储在存储器上的指令，以实现如前述的机组保障车辆的调度方法。

具体地，如图4所示，在一些实施例中，根据本申请实施例的电池绝缘件的边缘检测装置4000可以包括光源模块4010、成像模块4020、图像处理模块4030以及控制模块4040。应当理解，图4所示的边缘检测装置4000的各个功能模块仅是根据其所实现的具体功能所划分的逻辑模块，而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时，上述各个模块可被实现为独立的物理实体，或者也可由单个实体（例如，处理器（CPU或DSP等）、集成电路等）来实现。

接下来，将参照图4详细描述调度系统的各模块的具体操作。如前所述，光源模块4010被配置为使至少两个光源组件照射电池绝缘件（前述110）的待测边缘（1121）。其中，对应于作为mylar膜的电池绝缘件，光源模块4010被配置为照射待测边缘的朝远离电芯方向弯曲的弯曲部分，进一步地包括照射该弯曲部分的远离电芯的第一表面（1123）的第一光源组件（220）和照射弯曲部分的截面的第二光源组件（230）。在一些实施例中，第一光源组件220和第二光源组件230在平行于电芯轴线的第一方向上分别位于成像组件的相对两侧。光源模块4010被配置为包括白色光源，诸如白色条形光源。

成像模块4020被配置为布置为朝向电池绝缘件边缘的方向，并且对电池绝缘件边缘进行成像以获得边缘图像。在一些实施例中，成像模块4020被配置为包括一个或多个电荷耦合器件CCD，将从电池绝缘件边缘及其附近区域反射的光信号2101转换为数字信号。在另一些实施例中，特别是电池绝缘件为mylar膜等材料时，成像模块4020还被配置为将其光信号接收端朝向绝缘件边缘形成的弯曲部分。

图像处理模块4030被配置为从边缘图像中识别出电池绝缘件边缘的位置。在一些实施例中，图像处理模块4030还被配置为使用边缘检测算法从边缘图像中提取电池绝缘件边缘，并且计算电池绝缘件边缘到用于固定电芯的顶盖边缘的距离（图3中示出为d）。在另一些实施例中，图像处理模块4030还被配置为响应于电池绝缘件边缘的位置不满足预设阈值条件，发出提示绝缘件边缘异常的报错信号。

此外，边缘检测装置4000还包括控制模块4040。控制模块4040被配置为向其它功能模块发出控制指令，诸如控制光源模块4010的开启或关闭、控制其中光源组件的位置移动或角度变化，控制成像模块4020的开启或关闭、控制其中CCD组件扫描速度等。在另一些实施例中，控制模块4040还被配置为在图像处理模块4030发出报错信号时向外部设备发出控制指令，诸如控制冲压裁切的工艺制程参数等，进而有助于实现装配和检测流程的标准化。

附加地，边缘检测装置4000还可以内置或外接输入模块和输出模块（未示出）。输入模块可以包括由使用者输入各种数据或指令的设备，诸如按钮、触控板、键盘、麦克风、开关之类的操作设备，以及能够接收通过诸如声音和动作等方法作为输入的其它设备。此外，例如，输入模块可以是具有红外光或其它无线电波的遥控设备，或者可以是与适用于电池绝缘件制备产线的移动设备。基于例如由用户输入的数据或指令，输入模块生成输入信号并将输入信号供应给边缘检测装置中的其它功能模块。

输出模块包括能够将视觉信息或听觉信息输出到边缘检测装置4000的使用者的设备。例如，输出模块包括显示屏、扬声器、蜂鸣器、投影仪、灯等。输出模块中包括的显示设备可以是具有通常显示器的设备，或者将视觉信息显示到其它设备等。基于此，边缘检测装置4000可以将边缘检测算法结果（如电池绝缘件边缘与顶盖边缘的距离）以及提示电池绝缘件边缘异常的报错信号等显示为图文数据等视觉信息或语音提示等听觉信息，以便使用者获取检测数据以及据此调整设备参数。

接下来，请参考图5，图5为本申请一些实施例的电池绝缘件的边缘检测方法5000的流程图。在步骤S501中，使至少两个光源组件照射电池绝缘件的待测边缘。在步骤S502中，使布置为朝向待测边缘的成像组件对待测边缘进行成像以获得边缘图像。在步骤S503中，从所述边缘图像中识别出所述待测边缘的位置。上述步骤S501至S503的详情与参照图1A和图2A的描述类似，在此不作赘述。应当理解的是，图5中的各个步骤的划分仅用于示例而非对本申请实施例的限制。这些步骤可以由图4示出的各个模块单独完成、其中两个或更多个共同完成或者由未示出的外部系统配合图示模块来完成，并且可以分步完成或组合完成。

请参考图6，图6为本申请一些实施例的电池生产线6000的示例性配置图。在一些实施例中，电池生产线6000包括制备装置6010、装配装置6020以及如图4所示的边缘检测装置4000。制备装置6010被配置为制备电池绝缘件的片段，即通过包括冲压裁切等加工工艺得到用于包裹电芯的尺寸制片，具体而言电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，该边缘包括从电池绝缘件的片段的第一表面向电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分。根据前述，诸如在电池绝缘件的材料为mylar膜时，尺寸制片过程使得电池绝缘件在切刀（前述140）与模座（150）接触的位置处形成一段弯曲部分，该弯曲部分从第一表面向第二表面弯曲，其边缘即为本申请实施例中的边缘检测装置4000的检测对象。装配装置6020被配置为将电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得第二表面朝远离电芯的方向，并且将片段的边缘固定到电芯的顶盖的固定装置上。边缘检测装置4000的详情与参照前述图2A中的装置组成及功能类似，在此不作赘述。特别地，边缘检测装置4000被配置为向制备装置6010提供反馈调节，即基于边缘检测装置4000检测并计算得到的电池绝缘件边缘与顶盖边缘的距离，用以衡量所成像的电池绝缘件边缘是否符合标准。一般地，响应于待测边缘的位置不满足预设阈值条件，发出提示绝缘件边缘异常的报错信号。即，可以为距离预设阈值，如果某次边缘检测得到的距离不满足该预设阈值的条件，则可以发出绝缘件异常的报错信号；并且将报错信号作为反馈发送到制备装置6010，以调整电池绝缘件的工艺制程参数，诸如切刀间距和冲压压力等。由此的电池生产线的各环节直接形成整体，增强了工艺的标准化。

接下来，请参考图7，图7为本申请一些实施例的电池制造方法7000的流程图。在步骤S701中，制备电池绝缘件的片段，电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，边缘包括从电池绝缘件的片段的第一表面向电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分。在步骤S702中，将电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得第二表面朝远离电芯的方向，并且将边缘固定到电芯的顶盖的固定装置上。在步骤S703中，使用光源组件照射电池绝缘件的片段的弯曲部分。在步骤S704中，使用成像组件对弯曲部分进行成像以获得边缘图像。在步骤S705中，从边缘图像中识别出边缘的位置。可以理解的是，上述步骤S703至S705的详情与参照前述图5中边缘检测方法的描述类似，在此不作赘述。应当理解的是，图7中的各个步骤的划分仅用于示例而非对本申请实施例的限制。这些步骤可以由图6示出的用于各个生产环节的装置或组件单独完成、其中两个或更多个共同完成或者由未示出的外部系统配合图示模块来完成，并且可以分步完成或组合完成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

1.一种电池绝缘件的边缘检测方法，其特征在于，所述电池绝缘件用于包裹电池的电芯的至少侧面，所述方法包括：

使至少两个光源组件照射所述绝缘件的待测边缘的朝远离电芯方向弯曲的弯曲部分；

使布置为朝向所述待测边缘的成像组件对所述待测边缘进行成像以获得边缘图像，其中将成像组件的光信号接收端朝向所述弯曲部分的远离电芯的第一表面；以及

从所述边缘图像中识别出所述待测边缘的位置。

2.根据权利要求1所述的边缘检测方法，其特征在于，所述至少两个光源组件包括照射所述弯曲部分的远离电芯的第一表面的第一光源组件和照射所述弯曲部分的截面的第二光源组件。

3.根据权利要求1所述的边缘检测方法，其特征在于，所述至少两个光源组件从所述弯曲部分的竖直两侧同时照射所述弯曲部分。

4.根据权利要求2所述的边缘检测方法，其特征在于，所述第一光源组件和所述第二光源组件在平行于电芯轴线的第一方向上分别位于成像组件的相对两侧。

5.根据权利要求4所述的边缘检测方法，其特征在于，将第一光源组件布置为使得所发射的第一光束与所述第一方向的夹角为第一角度，并且将第二光源布置为使得所发射的第二光束与所述第一方向的夹角为第二角度，所述第一角度小于所述第二角度。

6. 根据权利要求1所述的边缘检测方法，其特征在于，从所述边缘图像中识别出所述待测边缘的位置包括：

使用边缘检测算法从所述边缘图像中提取所述待测边缘；以及

计算所述待测边缘到所述电池的顶盖的边缘的距离，其中所述电池的外壳包括壳体和所述顶盖。

7.根据权利要求6所述的边缘检测方法，其特征在于，使用边缘检测算法从所述边缘图像中提取所述待测边缘包括：

对所述边缘图像进行预处理，所述预处理包括：图像平滑、梯度和梯度差值计算以及非极大值抑制。

8.根据权利要求6所述的边缘检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述距离不满足预设阈值条件，发出提示所述绝缘件边缘异常的报错信号。

9.根据权利要求8所述的边缘检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于接收到所述报错信号，调整所述绝缘件的工艺制程参数。

10.一种电池制造方法，其特征在于，包括：

制备电池绝缘件的片段，所述电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，所述边缘包括从所述电池绝缘件的片段的第一表面向所述电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分；

将所述电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得所述第二表面朝远离所述电芯的方向，并且将所述边缘固定到所述电芯的顶盖的固定装置上；以及

执行如权利要求1至9中任一项所述的电池绝缘件的边缘检测方法。

11.根据权利要求10所述的电池制造方法，其特征在于，所述制备电池的所述绝缘件的片段包括对所述绝缘件进行冲压裁切以使得所述边缘具有所述弯曲部分。

12. 根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述边缘的位置计算所述边缘到所述顶盖远离所述电芯的边缘的距离；以及

响应于所述距离不满足预设阈值条件，发出提示所述绝缘件边缘异常的报错信号。

13.根据权利要求12所述的电池制造方法，其特征在于，响应于接收到所述报错信号，调整对所述绝缘件进行冲压裁切的工艺制程参数。

14.根据权利要求13所述的电池制造方法，其特征在于，所述工艺制程参数包括切刀间距和冲压压力。

15.根据权利要求10所述的电池制造方法，其特征在于，所述电池绝缘件的片段的颜色与所述顶盖的固定装置的颜色不同。

16.一种电池生产线，其特征在于，包括：

制备装置，所述制备装置被配置为制备电池绝缘件的片段，所述电池绝缘件的片段沿长度方向具有边缘，所述边缘包括从所述电池绝缘件的片段的第一表面向所述电池绝缘件的片段的第二表面弯曲的弯曲部分；

装配装置，所述装配装置被配置为将所述电池绝缘件的片段包裹至电池的电芯的表面，使得所述第二表面朝远离所述电芯的方向，并且将所述边缘固定到所述电芯的顶盖的固定装置上；以及

边缘检测装置，所述边缘检测装置执行如权利要求1至9中任一项所述的电池绝缘件的边缘检测方法。