1. Square Shell akumulatoru moduļu pārskats
Kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļiem ir izšķiroša nozīme enerģētikas jomā, un ar to unikālajām tehnoloģiskajām priekšrocībām tie ir plaši izmantoti daudzās jomās.
(1) Kopējo lietojuma jomu saraksts
Elektrisko transportlīdzekļu jomā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi ir viens no galvenajiem komponentiem, kas nodrošina transportlīdzekļu jaudas atbalstu. Tā augstais enerģijas blīvums var atbilst jaunu enerģijas transportlīdzekļu prasībām attiecībā uz diapazonu. Piemēram, tirgū plaši izplatīti jaunu enerģijas transportlīdzekļu zīmoli, piemēram, DJI un Yihang, kā enerģijas avotu galvenokārt izmanto litija baterijas, kuru darbības diapazons ir vairāk nekā 30 minūtes, kas atbilst lietotāju fotografēšanas vajadzībām. Tajā pašā laikā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļiem ir ilgs cikla kalpošanas laiks, augsta drošība un laba pielāgošanās videi, kas var apmierināt jaunu enerģijas transportlīdzekļu vajadzības jaudas veiktspējas, drošības un izmaksu efektivitātes ziņā.
Enerģijas uzglabāšanas iekārtu jomā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļus galvenokārt izmanto, lai izveidotu liela mēroga enerģijas uzglabāšanas sistēmas, lai līdzsvarotu tīkla piedāvājumu un pieprasījumu, uzlabotu tīkla stabilitāti un uzticamību. Šīs enerģijas uzkrāšanas sistēmas var uzglabāt elektroenerģiju elektrotīkla zemas slodzes periodos un izdalīt to pīķa stundās, efektīvi mazinot elektrotīkla pīķu ielejas starpību un uzlabojot elektrotīkla darbības ekonomiju un efektivitāti. Turklāt kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi tiek plaši izmantoti atjaunojamās enerģijas uzglabāšanas risinājumos, piemēram, enerģijas uzglabāšanas sistēmās saules un vēja elektrostacijām, lai nodrošinātu stabilu atjaunojamās enerģijas piegādi un efektīvu izmantošanu.
Dronu jomā baterijas ir viena no dronu galvenajām sastāvdaļām, un kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi nodrošina jaudīgu enerģijas atbalstu droniem, pateicoties to augstajam enerģijas blīvumam, vieglajam svaram un ilgam ciklam. Piemēram, Ķīnā bezpilota lidaparātu tirgus pēdējos gados ir uzrādījis strauju izaugsmes tendenci, un tas ir parādījis milzīgu potenciālu vairākās jomās, piemēram, aerofotogrāfijā, lauksaimniecībā, mežsaimniecībā, elektroenerģijā un loģistikā.
Aviācijas un kosmosa jomā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi ir plaši izmantoti to augstās uzticamības un drošības priekšrocību dēļ. Kvadrātveida korpusa akumulatoru moduļu projektēšanas un ražošanas procesā uzsvars tiek likts uz produkta uzticamības un stabilitātes uzlabošanu. Izmantojot augstas kvalitātes materiālus, progresīvus procesus un stingras kvalitātes kontroles sistēmas, akumulatora modulis nodrošina stabilu darbību dažādos darba apstākļos.
2. Kvadrātveida korpusa akumulatora moduļa dizaina galvenie punkti
(1) Augsta enerģijas blīvuma priekšrocības
Kvadrātveida apvalka akumulatora moduļa šūnas forma ir kvadrātveida, kas ļauj tam uzglabāt vairāk elektroenerģijas ar tādu pašu tilpumu un svaru. Šis dizains pilnībā izmanto akumulatora iekšējo telpu, uzlabojot telpas izmantošanas efektivitāti. Ņemot par piemēru elektriskos transportlīdzekļus, liela enerģijas blīvuma kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi var ievērojami uzlabot transportlīdzekļa diapazonu un apmierināt lietotāju vajadzības pēc liela attāluma. Enerģijas uzglabāšanas ierīču jomā augsts enerģijas blīvums ir vienlīdz svarīgs, jo tas var uzglabāt vairāk elektroenerģijas ierobežotā telpā, lai apmierinātu pieprasījumu pēc liela mēroga enerģijas uzkrāšanas. Saskaņā ar statistiku, enerģijas uzglabāšanas ierīces, kurās izmanto kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļus, var palielināt to enerģijas blīvumu par vairāk nekā 20%, salīdzinot ar tradicionālajām baterijām.
(2) Augstas telpas izmantošanas raksturojums
Salīdzinot ar tradicionālajām cilindriskām baterijām, kvadrātveida korpusa akumulatoru moduļu kvadrātveida dizainu var sakārtot ciešāk kopā. Tas ne tikai samazina telpas izšķērdēšanu, bet arī ļauj akumulatoru komplektā pārvadāt vairāk akumulatoru ierobežotā tilpumā, tādējādi uzlabojot kopējo enerģijas blīvumu. Pielietojuma scenārijos ar ierobežotu telpu, piemēram, elektriskajiem transportlīdzekļiem, liela telpas izmantošana ir īpaši svarīga. Piemēram, dažos kompaktos elektriskajos transportlīdzekļos ar ierobežotu vietu kvadrātveida korpusa akumulatora moduļa lielais telpas izmantojums var nodrošināt transportlīdzekli ar lielāku akumulatora ietilpību, tādējādi palielinot darbības rādiusu.
(3) Augstas drošības garantija
Kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļos kā ārējais apvalks parasti izmanto augstas stiprības materiālus, piemēram, alumīniju, kam ir augsta izturība un stingrība. Šis dizains var efektīvi novērst akumulatora īssavienojumus, noplūdi un citas problēmas, uzlabojot akumulatora drošību. Turklāt kvadrātveida apvalka akumulatora modulis izmanto arī progresīvas tehnoloģijas, piemēram, lāzera blīvēšanas tehnoloģiju, lai uzlabotu akumulatora blīvējumu un vēl vairāk nodrošinātu akumulatora drošību. Piemēram, daži kvadrātveida apvalka akumulatora moduļi pēc stingras drošības pārbaudes var saglabāt stabilu veiktspēju ekstremālos apstākļos, piemēram, augstā temperatūrā, augsta sprieguma, sadursmes utt., Un akumulators neeksplodēs, neaizdegsies vai citās bīstamās situācijās.
(4) Augsta uzticamības veiktspēja
Projektēšanas un ražošanas procesā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi koncentrējas uz produkta uzticamības un stabilitātes uzlabošanu. Izmantojot augstas kvalitātes materiālus, progresīvus procesus un stingras kvalitātes kontroles sistēmas, akumulatora modulis nodrošina stabilu darbību dažādos darba apstākļos. Piemēram, aviācijas un kosmosa rūpniecībā akumulatoru uzticamības prasības ir ārkārtīgi augstas. Kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi ar savu augsto uzticamību var stabili darboties skarbos apstākļos un nodrošināt uzticamu jaudas atbalstu lidmašīnām.
(5) Ļoti pielāgojams
Kvadrātveida dizains padara kvadrātveida apvalka akumulatora moduli ļoti pielāgojamu. Pateicoties lielākai kvadrātveida dizaina brīvībai, to var pielāgot atbilstoši dažādiem pielietojuma scenārijiem un prasībām. Piemēram, var pielāgot akumulatoru moduļus, kas atbilst īpašām prasībām, piemēram, transportlīdzekļa modelim, akumulatora ietilpībai un uzlādes ātrumam. Šī elastība ļauj kvadrātveida apvalka akumulatora modulim labāk pielāgoties tirgus pieprasījumam un apmierināt dažādu klientu personalizētās vajadzības.
(6) Vides aizsardzība un ilgtspējība
Ražošanas un lietošanas procesā kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļi pievērš uzmanību vides aizsardzībai un ilgtspējībai. Daudzi ražošanas uzņēmumi savā ražošanas procesā izmanto nepiesārņojošus un videi draudzīgus materiālus un pievērš uzmanību enerģijas taupīšanai un emisiju samazināšanai. Turklāt kvadrātveida apvalka akumulatora modulim ir arī augsts cikla kalpošanas laiks un otrreizējās pārstrādes vērtība, kas palīdz samazināt resursu patēriņu un vides piesārņojumu. Saskaņā ar statistiku, kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļu cikla ilgums var sasniegt tūkstošiem reižu, kas ir lielāks nekā tradicionālajiem akumulatoriem. Tikmēr pārstrādāto kvadrātveida apvalka akumulatora moduli var izmantot atkārtoti, vēl vairāk samazinot tā ietekmi uz vidi.
3. Ievads kvadrātveida apvalka akumulatora moduļa procesā
(1) Materiāla sagatavošanas posms
Kvadrātveida apvalka akumulatora moduļa PACK ražošanas līnijas process sākas ar materiāla sagatavošanas posmu, kas ir ļoti svarīgs. Akumulatoru komponentu izejmateriāli, piemēram, pozitīvo elektrodu materiāli, negatīvo elektrodu materiāli un elektrolīti, ir kā ēkas stūrakmens, un to kvalitāte tieši nosaka galaprodukta veiktspēju. Šajā posmā kvalitātes kontrole ir īpaši svarīga, un ražotājiem ir jāizveido stingra kvalitātes pārbaudes sistēma, lai nodrošinātu, ka katra izejviela atbilst augstiem kvalitātes prasībām. Piemēram, tiek veikta stingra pozitīvo elektrodu materiālu tīrības pārbaude, lai nodrošinātu efektīvu jonu transportu akumulatora uzlādes un izlādes procesā. Tajā pašā laikā novērtējiet negatīvā elektroda materiāla stabilitāti, lai novērstu nevēlamas reakcijas lietošanas laikā. Tikai izejvielas, kurām veikta stingra pārbaude, var likt stabilu pamatu turpmākajiem procesa posmiem.
(2) Akumulatoru elementu ražošanas process
Kā akumulatoru galvenā sastāvdaļa, akumulatoru elementi tiek ražoti, izmantojot progresīvu akumulatoru šūnu ražošanas tehnoloģiju. Tinumu vai sakraušanas process var precīzi apvienot pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālus, veidojot stabilu akumulatora elementu struktūru. Šajā procesā ir nepieciešama augsta precizitāte un konsekvence. Piemēram, precīzi kontrolējot tinuma spriegojumu un ātrumu, tiek nodrošināta katra akumulatora elementa iekšējā struktūra vienmērīga un konsekventa, tādējādi nodrošinot veiktspējas stabilitāti. Tajā pašā laikā kraušanas process prasa stingru katra materiāla slāņa biezuma un izlīdzināšanas kontroli, lai uzlabotu akumulatora elementu enerģijas blīvumu un cikla kalpošanas laiku. Galvenais šajā posmā ir nodrošināt akumulatora elementu konsekvenci un veiktspējas stabilitāti, nodrošinot augstas kvalitātes galvenos komponentus turpmākajiem procesa posmiem.
(3) Šūnu testēšanas process
Pēc akumulatora elementu ražošanas pabeigšanas nekavējoties tiek veikta akumulatora elementa pārbaude. Veicot visaptverošas akumulatoru elementu elektriskās veiktspējas pārbaudes, piemēram, spriegumu, kapacitāti, iekšējo pretestību un citus parametrus, mēs varam izsijāt akumulatoru elementus, kas atbilst standartiem. Šis posms ir kā karavīru atlase, tikai labākie bateriju elementi var iekļūt nākamajā posmā. Saskaņā ar statistiku, pēc stingras pārbaudes un skrīninga akumulatora elementi var labāk darboties turpmākajā ražošanā, ievērojami uzlabojot visa akumulatora moduļa kvalitāti un uzticamību. Nodrošiniet, lai katra akumulatora šūna varētu labi darboties turpmākajā ražošanā, nodrošinot uzticamu pamatu moduļa montāžai.
(4) Moduļa montāžas process
Moduļu montāžas posmā liela nozīme ir ļoti automatizētām montāžas iekārtām. Akumulatora šūnas tiek kārtīgi saliktas moduļos, pabeidzot tādas darbības kā elementu izvietojums, stiepļu savienošana un izolācijas materiāla pievienošana. Automatizētas iekārtas var nodrošināt katra moduļa montāžas precizitāti un ātrumu, uzlabojot ražošanas efektivitāti. Piemēram, akumulatora elementu sakārtošanas procesā precīza mehāniskā pozicionēšana nodrošina vienmērīgu atstarpi starp elementiem, kas ir izdevīgi siltuma izkliedēšanai un veiktspējas uzlabošanai. Savienojošo vadu metināšanai ir nepieciešamas augstas precizitātes metināšanas iekārtas, lai nodrošinātu stingru un uzticamu savienojumu, samazinātu pretestību un uzlabotu enerģijas pārvades efektivitāti. Izolācijas materiālu pievienošana var efektīvi novērst noplūdi un īssavienojumus, kā arī uzlabot akumulatoru moduļu drošību.
(5) Šūnu saskaņošanas tehnoloģija
Lai uzlabotu vispārējo veiktspēju, kvadrātveida apvalka akumulatora moduļa PACK ražošanas līnija izmanto šūnu saskaņošanas tehnoloģiju. Precīzi saskaņojot akumulatora elementu veiktspēju, tiek nodrošināta katra moduļa konsekvence uzlādes un izlādes procesa laikā. Tas ir kā lieliskas grupas izveidošana, kur katrs instruments ir jāsaskaņo un jāsaskaņo, lai atskaņotu skaistu mūziku. Piemēram, saskaņošana, pamatojoties uz tādiem parametriem kā šūnu ietilpība un iekšējā pretestība, ļauj katra moduļa šūnām sinhroni darboties uzlādes un izlādes laikā, samazinot enerģijas zudumus un uzlabojot akumulatora komponentu kopējo veiktspēju un kalpošanas laiku.
(6) Iepakojuma un kvalitātes pārbaudes soļi
Pēc moduļa montāžas pabeigšanas produkts nonāk iepakošanas stadijā. Tajā pašā laikā tiek veikta visaptveroša akumulatora komponentu kvalitātes pārbaude, lai nodrošinātu produktu atbilstību kvalitātes standartiem. Iepakošanas procesā tiek izmantoti videi draudzīgi un izturīgi iepakojuma materiāli, lai aizsargātu produktu no bojājumiem transportēšanas un uzglabāšanas laikā, vienlaikus ievērojot vides prasības. Kvalitātes pārbaudes procesā tiek veikta visaptveroša produkta izskata un funkcionalitātes pārbaude, tostarp pārbauda, vai uz ārējā apvalka nav skrāpējumi, droši savienojumi un atbilstība darbības standartiem. Lai nodrošinātu, ka lietotāji saņem augstas kvalitātes un uzticamus akumulatoru produktus.
(7) Gatavās produkcijas testēšanas process
Produkta gala testēšana tiek veikta ražošanas līnijā, kas vispusīgi pārbauda kopējā akumulatora moduļa PACK elektrisko veiktspēju, drošību un citus aspektus. Šis solis ir kā produkta galīgā pārbaude, nodrošinot kvalitātes līmeni pirms iziešanas no rūpnīcas un apmierinot tirgus un klientu vajadzības. Piemēram, veikt elektriskās veiktspējas testēšanu, lai pārbaudītu, vai akumulatora moduļa jauda, spriegums, iekšējā pretestība un citi parametri atbilst konstrukcijas prasībām; Veikt drošības pārbaudi, tostarp veiktspēju pārlādēšanas, pārslodzes, īssavienojuma, augstas temperatūras un citos apstākļos. Tikai produkti, kas ir izturējuši šīs stingrās pārbaudes, var ienākt tirgū un nodrošināt lietotājiem uzticamu enerģijas atbalstu.
4. Kvadrātveida korpusa akumulatora moduļa dizaina korpuss
(1) SAIC-GM Ultium akumulatora moduļa dizains
1. Ievads trīs veidu moduļu raksturojumos
SAIC GM Ultium akumulatora moduļa konstrukcijai ir unikālas funkcijas. Tas sastāv no mīksta akumulatora akumulatora un diviem dažāda biezuma kvadrātveida apvalka elementiem, kas veido akumulatora elementu pamatu, kas padara moduli saderīgu kopējā izmēra ziņā. Neatkarīgi no tā, vai dažādos elektrisko transportlīdzekļu modeļos vai dažādos lietošanas scenārijos, to var elastīgi izmantot.
Visi trīs moduļi izmanto moduļu integrēto dzesēšanas metodi, kas integrē ar ūdeni dzesējamo plāksni apakšā. Šis dizains var efektīvi samazināt akumulatora temperatūru, uzlabot akumulatora veiktspēju un kalpošanas laiku. Saskaņā ar attiecīgajiem datiem akumulatoru moduļi, kas izmanto moduļa integrēto dzesēšanu, var samazināt akumulatora temperatūru par vairāk nekā 10%, salīdzinot ar tradicionālajām dzesēšanas metodēm.
Kvadrātveida apvalka modulis izmanto divu terminālu izvades metodi, savukārt mīkstās pakotnes modulis izmanto viena termināļa izvades metodi. Šis dizains padara Pack saderīgu ar diviem dažādiem augstsprieguma kopņu savienojumiem, un kopējais dizains ir vienkāršots, jo nav zemsprieguma paraugu ņemšanas un sakaru līniju. Tas ne tikai samazina ražošanas izmaksas, bet arī uzlabo ražošanas efektivitāti.
2. Kvadrātveida apvalka moduļa dizaina displejs
SAIC General Motors ir skaidri demonstrējis Ultium kvadrātveida apvalka akumulatoru, kas galvenokārt ir sadalīts divos dažāda biezuma akumulatoros (ar vienādu augstumu un platumu). Akumulatora elementu izlādes vārsta konstrukcijā divu veidu akumulatoriem ir veikta atšķirīga apstrāde. Šis dizains var efektīvi uzlabot akumulatoru drošību un novērst sprādzienus pārlādēšanas, pārmērīgas izlādes, īssavienojumu un citu situāciju gadījumā.
Attiecībā uz aizsardzību pret termisko izskrējienu galvenokārt tiek veikti šādi pasākumi: izolācijas materiāli tiek izmantoti, lai aizsargātu attālumu starp katru akumulatora elementu, un vizlas loksnes tiek izmantotas, lai bloķētu spiediena samazināšanas vārstu virs akumulatora elementa. Tas nodrošina akumulatora drošību pat tad, ja akumulatora moduļa augšējais vāks ir plastmasas. Tajā pašā laikā integrētā dzesēšana var arī palīdzēt uzlabot akumulatora elementu siltuma izkliedi normālos un termiskās izplūdes stāvokļos, samazināt akumulatora temperatūru un palielināt akumulatora veiktspēju un kalpošanas laiku.
Šajā modulī nav redzams zemsprieguma interfeisa dizains, un izvirzītā daļa var būt ievietotā bezvadu CMU PCBA. Šī daļa tiek darbināta un iegūta, izmantojot FPC, un vispirms tiek savienota. Šis dizains ne tikai uzlabo akumulatoru moduļu integrāciju, bet arī samazina ražošanas izmaksas.
3. Mīkstās paketes moduļa dizaina skaidrojums
Mīkstā iepakojuma moduļa dizains nebija Ķīnā izdotā dizaina uzmanības centrā, tāpēc tikai viens modulis tika parādīts bez sadalīšanas. Mīkstās pakotnes modulim un kvadrātveida apvalka modulim ir vienāds izmērs un uzstādīšanas vieta, un tie ir apstrādāti ar vienu un to pašu termināla izvadi moduļa kopnes izvades saskarnē. Tā kā moduļa Z-virzienā ir vieta, šeit nav redzamas izvirzītas bezvadu CMU struktūras.
Mīkstās pakotnes moduļa dizains demonstrē akumulatora elementu un dizaina animāciju, kas patiesībā ir diezgan līdzīgs MEB mīkstā iepakojuma un Volkswagen kvadrātveida apvalka dizaina savietojamības koncepcijai. Pateicoties tā mīkstajam pakotnes modulim, General Motors ir sakārtojis divas kraušanas koncepcijas ar dažādiem virzieniem, kas izstrādātas ar dažādu augstumu un ietilpību, nodrošinot lietotājiem plašākas izvēles iespējas.
(2) Tesla LFP versijas 3. modeļa akumulatora dizains
1. Moduļu saderības dizaina izmēra apraksts
Tesla LFP versijas 3. modeļa akumulatora modulim ir saderīgs dizains ar divām dažādām 25 elementu un 28 elementu konfigurācijām, kopā 106 šūnām, kas ir veidotas divās moduļu specifikācijās, lai būtu savietojams ar sākotnējo trīskāršā moduļa dizainu. Šis dizains var efektīvi samazināt ražošanas izmaksas un uzlabot ražošanas efektivitāti.
Saskaņā ar attiecīgajiem datiem akumulatora moduļi ar šo saderīgo dizainu var samazināt ražošanas izmaksas par vairāk nekā 20%, salīdzinot ar tradicionālajiem dizainiem. Tajā pašā laikā šis dizains var arī uzlabot akumulatora veiktspēju un kalpošanas laiku, apmierinot lietotāju prasības attiecībā uz elektrisko transportlīdzekļu klāstu.
2. Ievads ūdens dzesēšanas plāksnē un uzstādīšanas struktūras projektēšanā
Ar ūdeni dzesējamā plāksne ir integrēta moduļa apakšā, un tai ir pilnīga ārējā struktūra, kas atbilst šai ar ūdeni dzesējamai plāksnei. No vienas puses, tas nodrošina modulim pietiekamu mehānisko izturību, un, no otras puses, tam ir arī pietiekams izolācijas attālums. Ar ūdeni dzesējamo plākšņu galvenā funkcija uz LFP ir zemas temperatūras apkure, un turpmākajās NCM versijās ir jārisina siltuma izkliedes problēma.
Lielākais izaicinājums 82 mm biezu akumulatora elementu projektēšanā ir panākt īpaši ātru 250 kW uzlādi. Šajā dizainā, ņemot vērā kvadrātveida apvalka akumulatora elementu augstumu un atbilstošās moduļa paraugu ņemšanas un izolācijas plāksnes, Tesla ir pielāgojusi CMU paraugu ņemšanas plates izkārtojumu. Tas nav oriģinālajā moduļa gulēšanas daļā, bet gan elastīgās shēmas plates pagarinājuma režīmā. Šeit tiek izmantota tikai grieztā daļa.
3. CMU izlases parauga izkārtojuma pielāgošanas skaidrojums
Kvadrātveida apvalka akumulatora elementu augstuma un atbilstošo moduļa paraugu ņemšanas un izolācijas plātņu augstuma dēļ Tesla pielāgoja CMU paraugu ņemšanas plates izkārtojumu un pieņēma elastīgu shēmas plates pagarinājuma režīmu. Šis dizains var efektīvi samazināt ražošanas izmaksas un uzlabot ražošanas efektivitāti.
Saskaņā ar attiecīgajiem datiem CMU paraugu ņemšanas plākšņu izkārtojums, izmantojot elastīgas shēmas plates pagarinājuma režīmu, var samazināt ražošanas izmaksas par vairāk nekā 15%, salīdzinot ar tradicionālajiem dizainiem. Tajā pašā laikā šis dizains var arī uzlabot akumulatoru moduļu integrāciju, samazināt akumulatoru moduļu svaru un palielināt elektrisko transportlīdzekļu klāstu.
5. Kvadrātveida apvalka akumulatora moduļu tehnoloģijas attīstības tendence
(1) Automatizētās ražošanas līnijas raksturojums
1. Efektīva ražošana
Ar nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību automatizēto ražošanas līniju loma kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļu ražošanā ir kļuvusi arvien nozīmīgāka. Pēc robotu un automatizācijas iekārtu ieviešanas ražošanas efektivitāte ir ievērojami uzlabojusies. Piemēram, akumulatoru elementu moduļu montāžas procesā automatizētas iekārtas var veikt sarežģītas darbības ārkārtīgi lielā ātrumā, ievērojami saīsinot ražošanas ciklu. Saskaņā ar statistiku, salīdzinot ar tradicionālajām manuālajām darbībām, automatizētās ražošanas līnijas vienā un tajā pašā laikā var izpildīt vairākas vai pat desmitiem reižu lielāku darba slodzi, apmierinot pieaugošo pieprasījumu pēc akumulatoru moduļiem tirgū. Tas ne tikai uzlabo uzņēmuma ražošanas jaudu, bet arī labāk pielāgojas strauji mainīgajai tirgus videi.
2. Samazināt darbaspēka izmaksas
Automatizētu ražošanas līniju izmantošana samazina atkarību no liela darbinieku skaita, tādējādi samazinot darbaspēka izmaksas. Tradicionālajā ražošanas režīmā atkārtotam darbam nepieciešams liels darbinieku skaits, kas rada ne tikai augstas darbaspēka izmaksas, bet arī apgrūtina ražošanas efektivitātes un kvalitātes nodrošināšanu. Automatizētās ražošanas līnijas var nodrošināt bezpilota vai mazāk apkalpotu ražošanu, un uzraudzībai un apkopei ir nepieciešams tikai neliels skaits tehniskā personāla. Tajā pašā laikā automatizēto ražošanas līniju darbība ir stabilāka, samazinot ražošanas svārstības un cilvēcisko faktoru radītās kļūdas, vēl vairāk uzlabojot ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti.
3. Uzlabot produktu kvalitātes stabilitāti
Precīza mehāniskā darbība un stingra kvalitātes kontrole ir galvenais, lai nodrošinātu produktu konsekvenci un precizitāti automatizētajās ražošanas līnijās. Automatizētās iekārtas var pabeigt katru ražošanas procesu ar augstas precizitātes darbībām, nodrošinot akumulatoru elementu moduļu montāžas precizitāti un kvalitāti. Piemēram, vadu savienošanas metināšanas procesā automatizētas metināšanas iekārtas var nodrošināt metināšanas punktu stingrību un uzticamību, samazināt pretestību un uzlabot elektriskās enerģijas pārvades efektivitāti. Turklāt automatizētās ražošanas līnijas var arī uzraudzīt un izsekot datus reāllaikā ražošanas procesa laikā. Kad problēmas ir atklātas, tās var koriģēt un savlaicīgi apstrādāt. Tas palīdz laikus atklāt un atrisināt problēmas, uzlabojot produktu kvalitātes stabilitāti.
4. Drošības uzlabošana
Kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļu montāžas procesā ir izmantoti augstsprieguma un augsta enerģijas blīvuma materiāli, un manuāla darbība var radīt drošības riskus. Automatizētās ražošanas līnijas samazina darbības riskus un uzlabo ražošanas drošību, pieņemot drošības aizsardzības pasākumus un inteliģentas kontroles sistēmas. Piemēram, akumulatoru moduļu testēšanas procesā automatizētās testēšanas iekārtas var vispusīgi pārbaudīt akumulatora elektrisko veiktspēju un drošību, nodrošinot produkta atbilstību drošības standartiem. Tajā pašā laikā viedās vadības sistēmas var reāllaikā uzraudzīt drošības apdraudējumus ražošanas procesā. Tiklīdz tiek atklātas neparastas situācijas, var veikt savlaicīgus pasākumus, lai nodrošinātu ražošanas personāla drošību.
5. Paaugstināta elastība
Modulārais dizains nodrošina automatizētajai ražošanas līnijai lielu elastību, un to var pielāgot atbilstoši dažādām produktu prasībām un procesa izmaiņām. Piemēram, mainoties tirgus pieprasījumam, uzņēmumi var ātri ražot produktus, kas atbilst tirgus pieprasījumam, pielāgojot automatizēto ražošanas līniju moduļu kombināciju. Šī elastība ļauj ražošanas līnijai pielāgoties tirgus izmaiņām un apmierināt dažādas ražošanas vajadzības. Tajā pašā laikā modulārais dizains atvieglo arī ražošanas līniju apkopi un modernizāciju, samazinot uzņēmumu darbības izmaksas.
6. Vides aizsardzība un enerģijas taupīšana
Automatizētās ražošanas līnijas palīdz nodrošināt vides aizsardzību un enerģijas taupīšanu, optimizējot ražošanas procesus un samazinot nevajadzīgus enerģijas atkritumus. Piemēram, ražošanas procesā automatizētas iekārtas var saprātīgi pielāgot enerģijas patēriņu atbilstoši faktiskajām vajadzībām, izvairoties no enerģijas izšķērdēšanas. Turklāt automatizētās ražošanas līnijas var arī samazināt atkritumu un piesārņojošo vielu emisijas ražošanas procesā, kas atbilst zaļās ražošanas attīstības tendencei. Tas ir izdevīgi ne tikai vides aizsardzībai, bet arī laba sociālā tēla veidošanai uzņēmumiem un to konkurētspējas uzlabošanai.
(2) Kvadrātveida kraušanas procesa perspektīva
1. Laminēšanas un tinumu procesu salīdzinošā analīze
Uztīšanas process jau sen ir dominējis jaudas akumulatoru jomā, galvenokārt pateicoties tā augstajai ražošanas efektivitātei un zemajām izmaksām. No attīstības vēstures viedokļa tinumu tehnoloģija ir izmantota kopš patērētāju akumulatoriem, un tā ir izgājusi attīstības procesā no manuālām tinumu mašīnām, pusautomātiskajām uztīšanas mašīnām līdz pilnībā automātiskām uztīšanas mašīnām, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti. Attīstoties no patēriņa akumulatoriem uz barošanas akumulatoriem, tinumu tehnoloģija ir arī sekojusi šim piemēram, un to plaši izmanto kvadrātveida un cilindriskos akumulatoros. Šobrīd jaunās enerģijas transportlīdzekļu kvadrātveida jaudas akumulatoru kopējā uzstādītā jauda Ķīnā ir aptuveni 42,25 GWh, kas veido 74,1% no kopējās uzstādītās jaudas, lielākā daļa no kurām izmanto tinumu tehnoloģiju. Turpretim laminēšanas process pašlaik galvenokārt tiek izmantots mīksto bateriju jomā ar mazāku tirgus daļu. Laminēšanas procesam ir acīmredzami trūkumi, piemēram, zema ražošanas efektivitāte, augsta procesa sarežģītība, sarežģīta kvalitātes kontrole, liela aprīkojuma platība un augsta investīciju attiecība uz vatstundu. Pašlaik vietējās laminēšanas iekārtu ražošanas efektivitāte parasti ir 1-1,2 sekundes uz vienu gabalu vienā stacijā. Tikai tad, ja efektivitāte tiek uzlabota līdz aptuveni 0,2 sekundēm uz vienu gabalu, laminēšanas process var būt salīdzināms ar uztīšanas procesa izmaksām.
2. Garāks akumulatora izmērs un kraušanas priekšrocības
Līdz ar elektrisko transportlīdzekļu attīstību uzņēmumi sāk izstrādāt šasijas, akumulatoru moduļus un šūnu izmērus elektriskajiem transportlīdzekļiem. Tipisks piemērs ir Volkswagen MEB platforma, kurā palielinās tā akumulatoru moduļu un šūnu izmēri. Nozare parasti uzskata, ka lieli moduļi un lielas baterijas ir nākotnes enerģijas akumulatoru attīstības tendence. Tā kā akumulatori kļūst garāki, tinuma process kļūs arvien grūtāks. Laminētajam procesam ir ievērojamas priekšrocības veiktspējā. Tādos pašos apstākļos laminētais process var palielināt akumulatora enerģijas blīvumu par 5%, cikla kalpošanas laiku par 10% un izmaksas par 5%. Piemēram, Honeycomb Energy ģenerāldirektors Yang Hongxin iepazīstināja ar to, ka ar laminētu tehnoloģiju ražoto akumulatoru enerģijas blīvums ir lielāks, kas var apmierināt elektrisko transportlīdzekļu pieprasījumu pēc darbības attāluma; Ilgāks cikla mūžs, samazinot lietotāja lietošanas izmaksas; Zemākas izmaksas ir uzlabojušas uzņēmumu konkurētspēju.
3. Izrāviens laminētā procesa ražošanas iekārtās
Honeycomb Energy ir guvusi ievērojamus sasniegumus laminētu ražošanas iekārtu attīstībā. Šobrīd ir pabeigta par 45 grādiem rotējošas ātrgaitas laminēšanas mašīnas izstrāde un ieviešana ar vienas stacijas laminēšanas efektivitāti līdz 0,6 sekundēm uz loksni. Tajā pašā laikā šūnveida ir pabeidzis vienas stacijas ātruma pārbaudi 0.45 s/gabalā un prototipu izstrādi un ražošanu. Paredzams, ka vienas stacijas laminēšanas iekārtu ar ātrumu 0.25s/gab. varēs izstrādāt 2{{10}}23. Līdz 2023. gadam 0.25 sekunžu īpaši ātrgaitas laminēšanas process efektīvi atrisinās laminēšanas procesa efektivitātes problēmu, un sagaidāms, ka tas pārsniegs uztīšanas procesa efektivitāti. Piemēram, Honeycomb Energy pirmās fāzes ražošanas līnija Jintanas rūpnīcā Čangdžou ir modernizēta līdz vienas stacijas ražošanas efektivitātei 0,6 sekundes gabalā, un ražošanas jauda sasniegs 4GWh 2021. gadā; Otrajā fāzē ātrgaitas sakraušanu var sasniegt 0,45 sekundēs ar ražošanas jaudu 8GWh līdz 2022. gadam. Turklāt Honeycomb Energy 0.{22}}otrā ātrgaitas laminēšanas tehnoloģijas ražošanas iekārta tiek ražota sadarbībā ar ārvalstu uzņēmumiem. iekārtu piegādātājiem, savukārt 0.{25}}otro iekārtu neatkarīgi izstrādā Honeycomb Energy. Ir pieteikti vairāk nekā 10 saistītie patenti, kas nākotnē tiks izstrādāti kopīgi ar diviem iekārtu piegādātājiem.
6. Grūtības kvadrātveida apvalka akumulatoru moduļu projektēšanā un procesā
(1) Nezha Tiangong akumulatora grūtības
1. Konstrukciju projektēšanas grūtību analīze
Moduļu brīvas integrācijas procesā Tiangong Battery saskaras ar daudzām konstrukcijas projektēšanas grūtībām. Izstrādājot CTC kvadrātveida apvalka akumulatorus, galvenā problēma ir vispārējā aizsardzība pret termisko izplūdi. Trīskāršajai akumulatora elementam ar enerģijas blīvumu 246 Wh/kg ir milzīga enerģija, un akumulatora šūna, kas ir tuvu 1 kWh, izdala intensīvu siltumu. Lai risinātu šo problēmu, Tiangong Battery ir veikusi virkni pasākumu. Pirmkārt, viens izolācijas loksnes gabals tiek izmantots, lai aizsargātu kompozītmateriāla augšējo vāku, lai novērstu nopietnus akumulatora bloka bojājumus, ko izraisa karstums termiskās bēgšanas laikā. Tajā pašā laikā, lai noformētu paplāti ar zemām malām, īpaši tiek izmantots kompozītmateriāla segums. No vienas puses, tas var efektīvi uzlabot malu pārklājuma spēju, un, no otras puses, ir jānodrošina, ka izolācijas materiāls var aizsargāt segumu no bojājumiem termiskās bēgšanas laikā.
Turklāt Tiangong Battery režģa formāta moduļa dizains ir arī radījis izaicinājumus konstrukciju projektēšanai. Šai konstrukcijai ir jāaizpilda kosmosa klases zemas siltumvadītspējas aerogela siltumizolācijas materiāls starp elektriskajiem serdeņiem, un tajā pašā laikā tam jāsasniedz siltumizolācija vairāk nekā 1000 grādiem, UL94 V0 liesmas slāpētājs, militāri rūpnieciski. elektriskā aizsardzība ar 800V elektroizolācijas dublēšanas drošības projektēšanu, paraugu ņemšanas īssavienojuma dublēšanas projektēšana, moduļu un īssavienojuma dublēšanas drošības konstrukcija, kā arī vieglo svaru nodalījuma tipa konstrukcijas aizsardzība augstas stiprības alumīnija rāmis, izplešanās konstrukcijas drošība vairāk nekā 2000N un ļoti integrēts pielāgots lielais modulis. Šīs prasības izvirza ārkārtīgi augstas prasības materiālu izvēlei un procesu precizitātei.
2. Grūtību izpēte akumulatoru vadības sistēmā
Pēc pievienošanās mākoņa pārvaldībai Tiangong Battery akumulatora pārvaldības sistēma saskaras ar tādām grūtībām kā uz mākoņiem balstīta SOH algoritma aplēse, kuras pamatā ir liels datu ieguves apjoms. Mākoņu pārvaldībai nepieciešams liels datu apkopojums un liela ātruma augšupielāde serveru platformās, kas rada izaicinājumus datu pārraides stabilitātei un drošībai. Tajā pašā laikā tehnisks izaicinājums ir arī tas, kā precīzi iegūt noderīgu informāciju no masveida datiem un veikt mākoņa SOH algoritma aplēses, lai panāktu labāku akumulatoru pārvaldību.
Transportlīdzekļa sistēmā BMS algoritmam ir jānodrošina vairāk pamata akumulatora darbības statuss, apvienojumā ar domēna kontrolleriem un mākoņa bāzes algoritmiem, lai pārvaldītu akumulatoru. Tam nepieciešama efektīva un precīza sadarbība starp dažādiem algoritmiem, lai izvairītos no konfliktiem vai nepareiziem spriedumiem. Turklāt, nepārtraukti uzkrājot akumulatora datus, arī tas, kā efektīvi uzglabāt, pārvaldīt un analizēt datus, lai nepārtraukti optimizētu akumulatora pārvaldības sistēmu, ir arī ilgtermiņa izaicinājums.
(2) Grūtības enerģijas uzglabāšanas kvadrātveida apvalka akumulatora bloka moduļa lāzermetināšanā
1. Kvadrātveida apvalka akumulatora PACK moduļa kopnes metināšanas grūtību skaidrojums
Enerģijas uzglabāšanas kvadrātveida apvalka akumulatora PACK moduļa kopnes metināšanai ir vairākas grūtības. Pirmkārt, plāni materiāli ir svarīga problēma, jo virtuālā lodēšana var notikt, ja vairāki gabali ir sakrauti un sametināti, kā rezultātā nav pietiekamas stiprības un slikta vadītspēja. Tas ir tāpēc, ka plāniem materiāliem metināšanas procesā ir nevienmērīga siltuma pārnese, kas var viegli novest pie nestabilas metināšanas. Turklāt nepietiekams metināšanas šuves savienojuma platums var izraisīt arī nepietiekamu izturību, kas ietekmē akumulatora moduļa kopējo veiktspēju.
Šīs grūtības apdraud enerģijas uzglabāšanas akumulatoru drošību un uzticamību. Ja metināšanas kvalitāte neatbilst standartiem, akumulatora lietošanas laikā var rasties tādas problēmas kā nestabila strāva, pārmērīga uzkaršana un pat drošības negadījumi.
2. Piedāvātie risinājumi
Šo grūtību risināšanai ir ierosināta virkne risinājumu. Pirmkārt, ir ļoti svarīgi kontrolēt ienākošo materiālu līdzenumu. Izmantojot stingru kvalitātes pārbaudi un skrīningu, pārliecinieties, ka metināšanas materiālu līdzenums atbilst prasībām un samazina virtuālās metināšanas problēmas, ko izraisa nevienmērīgi materiāli. Otrkārt, projektējiet armatūras ar izcilu veiktspēju un kontrolējiet iespīlēšanas spraugu. Armatūras konstrukcijai jāspēj precīzi nofiksēt metināšanas materiālu, nodrošināt stabilitāti metināšanas procesa laikā un izvairīties no pārmērīgām vai nevienmērīgām spraugām, kas var ietekmēt metināšanas kvalitāti.
Efektīvi risinājumi ir arī mazo serdes šķiedru lāzeru izmantošana un šūpošanās metināšana. Mazie serdes šķiedru lāzeri var nodrošināt lielāku enerģijas blīvumu, padarot metināšanu precīzāku. Šūpošanās metināšana var paplašināt metināšanas savienojuma platumu un uzlabot metināšanas izturību. Izmantojot šos risinājumus, var efektīvi uzlabot enerģijas uzglabāšanas kvadrātveida apvalka akumulatora PACK moduļa kopnes metināšanas kvalitāti, uzlabojot akumulatora drošību un uzticamību.