電池類:動力電池模組與鋰電池PACK市場環境分析及其研發生產

電池類:動力電池模組與鋰電池PACK市場環境分析及其研發生產

鋰電池因其能量密度高、電壓高、環保、壽命長以及可快速充電等優點,深受3C數碼、動力工具等行業的追捧,特別是對新能源汽車行業的貢獻尤為突出。

眾所周知,從鋰電池單體電芯到自動化模組再到PACK生產線的整個過程中,組裝線的自動化程度是決定產品質量與生產效率的重要因素。近幾年,隨著經驗的增加和自動化集成能力的提升,國內高端智能裝備製造企業在打造動力電池全自動/ 半自動組裝線、自動化設備集成、信息採集與傳輸(MES)、無人化車間軟硬件管理系統等方面大展拳腳並佔據一席之地。

鋰電池模組

鋰電池模組是由幾顆到數百顆電池芯經由並聯及串聯所組成的多個模組,除了機構設計部分,再加上電池管理系統和熱管理系統就可組成一個較完整的鋰電池包系統。

一般而言,不管是軟包、方形、圓柱還是18650型電池,模組的自動化組裝工藝流程都是從電芯上料開始。來料可以是原供應商提供的包裝,也可以是廠家經過檢測後統一整理好的專用托盤。

上料過程可以是人工操作,也可以通過傳送帶自動上料,然後通過機器人經由抓手抓取。上料的同時還會進行電芯的讀碼(採集單個電芯的身份數據信息)、電芯極性檢測(有無放反方向)、電芯分選及配組,並將不良品剔除。

來料通過初檢和分選之後,根據模組和工藝要求的不同會分別進行諸如激光清潔-塗膠-電芯堆疊-電池盒組裝-極耳裁切整形-模組殼激光焊接-模組激光打碼-打螺絲-模組檢測-連接片激光焊接-BMS系統連接-模組終檢測-模組下料等工序。

目前,由於市場上各家汽車廠商的要求不同,幾乎沒有一家的模組和生產工藝是一樣的,而這也對自動化產線提出了更多的要求。好的自動化生產線除了滿足以上硬件配置和工藝要求以外,還需要重點關注兼容性和“整線節拍”。

由於模組的不固定,故來料的電芯、殼體、PCB板、連接片等都可能發生變化,產線的兼容性也就顯得尤其重要。對於當前的動力電池行業來說,模組的自動化程度要求都比較高,又因其工藝的複雜程度、工作環境的要求等,應用機器人和專用設備的優勢顯而易見。

電池類:動力電池模組與鋰電池PACK市場環境分析及其研發生產

電池PACK

PACK是包裝、封裝、裝配的意思,其工序分為加工、組裝、包裝三大部分。PACK產線一般只需要承擔兩個功能:傳送和檢測。目前,各廠家普遍應用了半自動的PACK組裝產線,主要用於PACK的上線、下線、檢測、廠內傳輸和包裝。

其中,AGV小車、助力機械臂、滾筒線、吊臂等都是簡單而有效的工具。因柔性的線路串接等工作離不開人工的協助,故半自動的PACK是目前各廠家的主流配置。隨著工業發展的日新月異,越來越多的客戶要求將PACK和模組的MES系統集成在一起,以便更好的管理和快速的查詢,而這對於系統集成商來說又是一個不小的挑戰。

1、鋰電池PACK組成:

PACK包括電池組、保護板、外包裝或外殼、輸出(包括連接器),鑰匙開關,電量指示,及EVA、青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項共同組成PACK。PACK的外特性由應用決定。PACK的種類很多。

2.鋰電池PACK的生產流程:


電池類:動力電池模組與鋰電池PACK市場環境分析及其研發生產

3、鋰電池PACK的主要工藝包括:

1、分選配組工藝。

2、自動焊接工藝。

3、半成品組裝工藝。

4、老化測試工藝。

5、PACK檢測工藝。

6、PACK包裝工藝。

4、鋰電池PACK的特點

有完整的功能,可直接應用。

種類的多樣性。同一應用需求有多種PACK能實現。

電池組PACK要求電池具有高度的一致性(容量,內阻,電壓,放電曲線,壽命)。

電池組PACK的循環壽命低於單隻電池的循環壽命。

在限定的條件下使用(包括充電、放電電流,充電方式,溫度、溼度條件,振動情況,受力程度等)

鋰電池組PACK保護板要求有充電均衡功能。

高電壓、大電流電池組PACK(如電動車電池、儲能系統)要求配備電池管理系統(BMS)、CAN、RS485等通迅總線。

電池組PACK對充電器的要求較高,有些要求和BMS實現通迅,目的是使每隻電池正常工作、完全發揮出電池儲存的能量,並保證使用安全、可靠。

5、鋰電池PACK的設計

充分了解使用要求,如應用環境(溫度、溼度、振動、鹽霧等)、使用時間、充電、放電方式和電參數,輸出方式,壽命要求等。

按使用要求選擇合格的電池和保護電路板,

滿足尺寸、重量的要求。

包裝可靠,滿足要求。

生產工藝簡潔化。

方案最優化。

成本最低化。

檢測易實現。

6、鋰電池使用注意事項

不可投入火中或接近熱源使用。

不可用金屬將輸出正負極直接連在一起。

不可超出電池溫度範圍使用。

不可用力擠壓電池。

用專用充電器或按正確的方法充電。

電池擱置時請每三個月補充電一次。並按儲存溫度放置。

動力鋰電池模組和pack的區別:

鋰電池模組是一個較為完整的系統,而PACK是單個組件。

鋰電池模組是由幾顆到數百顆電池芯經由並聯及串聯所組成的多個PACK,除了機構設計部分,再加上電池管理系統和熱管理系統就可組成一個較完整的鋰電池包系統。

PACK是包裝、封裝、裝配的意思,其工序分為加工、組裝、包裝三大部分。PACK是單個組件。PACK產線一般只需要承擔兩個功能:傳送和檢測。目前,各廠家普遍應用了半自動的PACK組裝產線,主要用於PACK的上線、下線、檢測、廠內傳輸和包裝。

動力電池的自動化集成業務一般包含模組和PACK的全自動/ 半自動組裝線、自動化設備集成、信息採集與傳輸(MES)、無人化車間軟硬件管理系統。

電池廠商關注點

工信部出臺的《鋰離子電池行業規範條件》關於生產規模和工藝技術中明確要求“企業應採取工藝先進、節能環保、安全穩定、自動化程度高的生產工藝和設備”,同時也要求廠商加快制定動力電池的產品性能、編碼、規格尺寸等一系列標準。由此可見,國家在推動整個新能源汽車產業鏈協同發展方面的信心和決心。

目前,動力電池市場普遍呈現出小批量多品種的市場特性,說明該行業缺乏統一的生產標準。如若電池缺乏通用性,則無法達到標準化、規模化生產,而這無形之中也增加了電池的生產成本。同時,由於電池的充放電性能指標等存在差異,使得充電樁亦呈現多元化和定製化特徵,以至於電池生產企業、系統集成企業、整車企業以及電池回收利用企業都迫切希望進一步統一電池規格尺寸,故動力電池標準的制定實施宜早不宜遲。

電池類:動力電池模組與鋰電池PACK市場環境分析及其研發生產


分享到:


相關文章: