Внутреннее производство автомобильных батарей: от ячеек к силовым блокам

Сколь обычной батарея ни выглядела, её производственный процесс может быть довольно сложным. В этом посте мы покажем, как батарея производится с самого начала на примере готовой автомобильной батареи. Надеемся, вы узнаете больше об источнике питания после прочтения.

1. Как рождалась ячейка батареи?

Ячейка — наименьшая единица системы батареи. Совокупность ячеек формирует модуль, а затем совокупность этих модулей формирует батарейный пак. Это базовая структура автомобильной силовой батареи.

1.1 Смешивание активных материалов — пульпирование

Процесс смешивания — взбивание активного материала в шлам вакуумным миксером. Это первый процесс производства батареи. Контроль качества этого процесса напрямую влияет на качество батареи и процент годной готовой продукции.

1.2 Нанесение размешанного шлама на медную фольгу — покрытие

Процесс — нанесение шлама, размешанного после предыдущей операции, на 4000-метровую медную фольгу со скоростью 24 фута в минуту. Медная фольга перед покрытием толщиной всего 6 микрон.

1.3 Прессование и раскрой катодного материала на медной фольге — холодное прессование и предварительный раскрой

В фрезерном цехе валик используется для прессования полюса туда, где прикреплены положительный и отрицательный электроды, и холодно прессованные полюса режутся согласно размеру производимой батареи.

1.4 Вырезание положительного и отрицательного электродов на батарее — штамповка и продольный раскрой

Процесс штамповки — формирование проводимой ламели электрода для ячейки батареи штамповочным прессом. Полярная ламель — металлический проводник, выведенный из положительного и отрицательного полюсов в ячейке. Процесс продольного раскроя — резка полюса батареи резаком.

1.5 Завершение прототипа ячейки батареи — намотка

Объединение положительного электрода, отрицательного электрода и сепаратора батареи в голую ячейку способом намотки.

1.6 Удаление влаги и впрыск электролита — сушка и впрыск

Влага — враг батарейной системы. Процесс сушки батареи — доведение воды внутри батареи до стандарта и обеспечение хорошей производительности батареи на протяжении всего цикла жизни. Впрыск — впрыск электролита в ячейку.

1.7 Процесс активации ячейки — формовка

Формовка — процесс активации ячейки после впрыска, и химические реакции внутри ячейки, зарядом и разрядом, формируют SEI-пленку (электролит и материал анода реагируют на твердо-жидкой фазе, так что образуется пассивирующая пленка). Процесс также включает второй впрыск электролита, взвешивание, сварку впрыскного отверстия и тест на герметичность после активации ячейки.

2. Производственный процесс батарейного пака

Одна батарейная ячейка не может использоваться напрямую. Только когда много ячеек объединены вместе с защитными цепями и корпусами, их можно использовать напрямую. Это так называемый батарейный модуль.

2.1 Подача

Батарейная ячейка передается в установочную позицию, и робот автоматически хватает её и отправляет на линию сборки формы.

2.2 Плазменный процесс очистки

Очистка поверхности каждой ячейки. Ионная очистка используется здесь для обеспечения того, что загрязнения в процессе не прикрепляются к дну ячейки.

2.3 Клеение для ячейки

Перед сборкой ячейки поверхность нужно проклеить. Это как батарея фиксируется, изолируется и отводит тепло.

2.4 Сварка торцовой пластины и боковой пластины

Батарейные модули в основном сделаны из алюминиевых торцовых и боковых пластин, которые позже ламинируются и свариваются роботами.

2.5 Сборка платы изоляции жгута проводов

После того как система мониторинга сварки точно локализует позицию сварки, материальный штрих-код платы изоляции жгута привязывается к Manufacturing Execution System, и генерируется отдельный код для прослеживаемости. После кодирования плата изоляции жгута автоматически загружается в модуль роботами.

2.6 Завершение последовательно-параллельного соединения батареи — лазерная сварка

Через автоматическую лазерную сварку завершается соединение между полюсом и соединительным элементом, и таким образом становится возможным последовательно-параллельное соединение батареи.

2.7 Важный тест перед отгрузкой — офлайн-тест

Проверка полной производительности модуля перед выходом с производственной линии, включая напряжение/сопротивление модуля, напряжение ячейки, тесты на пробное напряжение и тест изоляционного сопротивления.

3. Конечный тест батарейного пака — тест безопасности батарейного пака

Фактически, с начальной стадии проектирования электромобили должны принимать различные методы для обеспечения максимальной безопасности. Однако идеальный дизайн должен быть проверен практикой.

3.1 Пожарный тест

В плане безопасности производительности стандарт в Китае — внешнее горение 130 секунд, и батарея не должна загореться или взорваться.

3.2 Вибрационный тест

Вибрационный тест используется для имитации неровных дорожных условий батарейных паков в реальном использовании. Он проверяет, может ли вибрация батарейных паков вызвать ослабление деталей батарейных продуктов плохого качества или даже разрушение корпуса.

3.3 Ударный тест

Похоже на вибрационный тест, ударный тест используется для проверки механической стабильности батарейного пака. Он имитирует воздействие мгновенного удара на структуру батарейного пака, когда автомобиль проезжает через дорожное препятствие.

3.4 Тест на выжимание

Что касается стандарта прохождения теста на экструзию, батарея не должна загораться или взрываться.

Если вы заинтересованы в более подробном изучении батарей, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами или оставить комментарий. Мы будем очень рады услышать от вас.