Linea automatica di assemblaggio di moduli batteria e PACK per accumulo di energia

Linea di assemblaggio automatica del modulo batteria e del PACK di accumulo energetico

Panoramica del prodotto
ACEY-APAL-ESS Automatic Energy Storage La linea di produzione del pacco batteria per accumulo energetico è progettata per la produzione di moduli batteria al litio prismatici e pacchi batteria per sistemi di accumulo energetico. La linea completa integra la movimentazione automatizzata delle celle, il test OCV, la selezione, l'impilamento, la compressione, la pulizia laser, la saldatura laser, il test dei moduli, l'assemblaggio PACK, il test EOL e la gestione della tracciabilità.

La linea di produzione è composta da due sezioni principali: la linea di assemblaggio del modulo batteria e modulo e la linea di assemblaggio delpacco batteriadi accumulo energetico. Può essere configurata per design di batterie di accumulo energetico sia raffreddate a liquido sia raffreddate ad aria e adattata a diverse dimensioni delle celle, strutture dei moduli, capacità produttive e requisiti di automazione.

La configurazione di riferimento si basa su un modulo raffreddato a liquido 1P13S che utilizza celle prismatiche, mentre gli attrezzi e le maschere possono essere regolati per altri formati di moduli.

Applicazioni

Questa linea di produzione di batterie per l'accumulo energetico è adatta per:

• Sistemi di accumulo energetico commerciali e industriali
• Sistemi di accumulo energetico a batteria containerizzati
• Pacchi batteria per l'accumulo energetico residenziale
• Pacchi batteria per l'accumulo energetico raffreddati a liquido
• Pacchi batteria per l'accumulo energetico raffreddati ad aria
• Moduli batteria LiFePO₄ prismatici
• Produzione di PACK di batterie al litio ad alta capacità
• Progetti di assemblaggio personalizzato di moduli ESS e PACK

Caratteristiche principalis

• Compatibile con pacchi batteria per l'accumulo energetico raffreddati a liquido e ad aria.
• Supporta celle prismatiche con involucro in alluminio da circa 100Ah a 314Ah.
• Configurabile per strutture modulari 1P8S, 1P12S, 1P13S e alcune strutture a doppia fila selezionate.
• Caricamento automatico delle celle, smistamento, impilamento, ispezione della polarità, pulizia laser e saldatura laser.
• Forza di compressione del modulo regolabile da 10 a 1.500 kgf.
• Scansione integrata dei codici a barre e tracciabilità dei dati MES.
• Registrazione automatica dei dati di OCV, resistenza interna, saldatura, compressione e test EOL.
• Il design modulare della linea supporta il cambio prodotto e l'espansione futura della capacità produttiva.
• Compatibile con attrezzature personalizzate per diverse dimensioni di celle, moduli e PACK.
• Le stazioni di assemblaggio manuale dei PACK possono essere regolate in base al processo produttivo del cliente.

Diagramma di flusso del processo dell'intera linea

*Modulo batteria Assemblaggio Processo

*Assemblaggio del pacco batteriablyProcesso

Layout dell'intera linea

*2D Layout

*Linea completa Dimensione Schema

Dimensioni complessive della linea: 56x8,5x3,5 m(L*W*H m) (la dimensione finale è soggetta al progetto effettivo).
L'intera linea è suddivisa in: sezione di lavorazione delle celle, sezione di impilamento dei moduli, sezione di pre/saldatura/lavorazione successiva dei moduli, sezione di lavorazione in linea della scatola PACK, sezione di assemblaggio del modulo nella scatola, sezione di test del prodotto finito PACK e sezione offline.

*3D Layout

Linea di assemblaggio dei moduli batteriaLinea

1. Caricamento delle celle robotizzatola Caricamento
Le celle prismatiche vengono fornite in vassoi o scatole di schiuma e trasferite manualmente all'area di caricamento. Un robot dotato di sistema di visione identifica la posizione delle celle, le afferra e le posiziona sul trasportatore di alimentazione OCV.
Dopo che tutte le celle sono state rimosse, il robot trasferisce la scatola vuota alla stazione designata per il posizionamento delle scatole vuote. Nell'area di caricamento robotizzata viene installata una recinzione di sicurezza.

Funzioni principali

• Riconoscimento automatico della posizione delle celle
• Caricamento robotizzato guidato da CCD
• Capacità di presa a celle multiple
• Gestione automatica delle scatole vuote
• Caricamento delle celle sul trasportatore OCV
• Recinzione di sicurezza e protezione con interblocco

2. Smistamento OCV delle batterie
Ogni cella viene scansionata automaticamente prima del test. Il sistema misura la tensione a circuito aperto e la resistenza interna e può calcolare il valore K in base ai requisiti di processo configurati.Ogni cella viene scansionata automaticamente e testata per la tensione a circuito aperto e la resistenza interna. Il sistema calcola il valore K, smista le celle conformi in quattro canali secondo la ricetta del modulo e trasferisce le celle non conformi al trasportatore NG o alla stazione di rilavorazione.

Dopo lo smistamento, le celle vengono capovolte automaticamente quando necessario e trasferite al trasportatore di lavorazione. Una testa di pulizia al plasma azionata da servo pulisce il film isolante della cella prima dell'applicazione manuale dell'adesivo o dei cuscinetti isolanti. Le celle finite vengono quindi posizionate verticalmente tramite un meccanismo automatico e trasferite alla stazione di impilamento dei moduli.
Le celle vengono suddivise in quattro canali di smistamento in base ai risultati del test e alla ricetta del modulo. Le celle non conformi vengono trasferite automaticamente al trasportatore NG o al carrello di rilavorazione.

Funzioni principali

• Riconoscimento di codici QR e codici a barreFunzioni principali
• Riconoscimento di codici QR e codici a barre
• Test OCV e della resistenza interna
• Calcolo del valore K
• Smistamento automatico a quattro canali
• Espulsione automatica NG
• Raggruppamento delle celle basato sulla ricetta
• Capovolgimento selettivo delle celle
• Pulizia della superficie al plasma
• Applicazione manuale di adesivo o pad isolante
• Raddrizzamento automatico delle celle
• Caricamento dei dati MES e tracciabilità
• Stoccaggio fino a 13 celle per canale di smistamento

4. Autoimpilamento automatico dei moduli
Il sistema di impilamento automatico dispone le celle preparate secondo la configurazione in serie e in parallelo selezionata.

L'operatore può impostare la ricetta del modulo richiesta tramite il touchscreen PLC. Le pinze di impilamento trasferiscono le celle raddrizzate alla dima di impilamento e completano automaticamente la disposizione del modulo.

Funzioni principali

• Impilamento controllato dalla ricetta
• Posizionamento automatico delle celle
• Stazioni di impilamento doppie disponibili
• Sequenza di impilamento regolabile
• Compatibile con moduli di riferimento fino a 1P13S 314Ah
• Attrezzatura di impilamento personalizzata per diversi formati di modulo

5. Compressione del modulo e montaggio della fascia in acciaio
Dopo l'impilamento, il modulo viene trasferito alla stazione di compressione. Il cilindro elettrico servo applica una pressione controllata attraverso le piastre terminali del modulo.

La forza di compressione e la corsa possono essere regolate in base alle dimensioni del modulo. Dopo la compressione, il modulo può essere fissato con fasce in acciaio o cinghie in plastica-acciaio.

Tutti i codici delle celle possono essere scansionati e collegati a un nuovo codice a barre del modulo generato per la tracciabilità della produzione.

Funzioni principali

• Forza di compressione regolabile
• Corsa di compressione regolabile
• Intervallo di forza di riferimento: 10–1.500 kgf
• Design a doppia protezione
• Fessura per la preinstallazione della fascia in acciaio
• Compatibile con la compressione sul lato sinistro e destro
• Generazione del codice a barre del modulo
• Dati di compressione caricati al MES
• Impostazione dei parametri tramite touchscreen

6. Ispezione della polarità e posizionamento dei terminali
Un sistema di visione CCD scansiona il codice a barre del modulo e ispeziona la posizione e la polarità di ciascun terminale della cella.

Le coordinate di ispezione vengono memorizzate e trasferite alle successive stazioni di pulizia laser e saldatura laser. I moduli che non superano l'ispezione vengono trasferiti automaticamente alla stazione di lavoro NG con un allarme acustico e visivo.

Funzioni principali

• Scansione automatica del codice a barre del modulo
• Posizionamento dei terminali delle celle
• Ispezione della polarità positiva e negativa
• Generazione delle coordinate basata sulla visione
• Rifiuto modulo NG
• Caricamento dei dati di ispezione MES

7. LaPulizia laser
La stazione di pulizia laser rimuove strati di ossido, polvere e contaminazioni superficiali dai terminali delle celle prima della saldatura.

Il sistema legge il codice del modulo e recupera le coordinate dei terminali corrispondenti. Una telecamera CCD, un sensore di distanza laser e un gantry a tre assi guidano la testa di pulizia laser verso ogni terminale. Dopo il completamento della pulizia, il meccanismo si resetta e il pallet passa al processo successivo;

8. Posizionamento delle sbarre collettrici e CCSizionamento
Il modulo viene trasferito alla stazione manuale di posizionamento delle sbarre collettrici. L'operatore installa l'attrezzatura di posizionamento e colloca le sbarre collettrici, i blocchi terminali positivo e negativo o l'assemblaggio CCS in base alla ricetta del modulo selezionata.Dopo il posizionamento, il modulo viene rilasciato alla stazione di saldatura laser.

9. Saldatura Laser
La stazione automatica di saldatura laser collega le sbarre collettrici ai terminali delle celle.Il sistema scansiona il codice del modulo, recupera le coordinate di posizionamento, identifica i punti di riferimento, regola la distanza focale, blocca le sbarre collettrici e completa automaticamente il processo di saldatura.

Funzioni principali

• Scansione automatica dei codici a barre
• Posizionamento assistito da CCD
• Saldatura laser Galvo
• Regolazione automatica della distanza focale
• Bloccaggio delle sbarre collettrici con ammortizzazione a molla
• Registrazione dei parametri di saldatura
• Caricamento dei dati MES
• Arresto di emergenza e protezione di sicurezza

11. Collaudo EOL del modulo
La stazione EOL del modulo utilizza sonde regolabili indipendentemente per entrare in contatto con i terminali del modulo e le posizioni della piastra terminale.

Disponibili elementi di test:

• Tensione totale del modulo
• Resistenza interna CA
• Resistenza di isolamento
• Tensione di tenuta dielettrica
• Test di perdita
• Verifica dei terminali positivo e negativo

12. Trasferimento del modulo
I moduli qualificati vengono trasferiti dalla linea del modulo alla sezione di assemblaggio PACK utilizzando un sistema di sollevamento a gantry.

Il sistema di sollevamento di riferimento offre una capacità di carico massima di 500 kg e include protezione contro perdita di alimentazione, azionamento accidentale e sganciamento del gancio.

Pallet di attrezzaggio del modulo
Il pallet di attrezzaggio è composto da una piastra di base in alluminio da 15 mm e uno strato superficiale isolante in bachelite da 5 mm, con dimensioni complessive di 1.200 × 600 × 20 mm.

Conv Moduloegatore
Un trasportatore a catena continuo a doppia velocità trasferisce i moduli tra le stazioni di lavoro. I sollevatori installati a entrambe le estremità consentono il ritorno automatico dei pallet di attrezzaggio e la circolazione a circuito chiuso.

BatteriaLinea di assemblaggio del pacco batterie

La sezione PACK utilizza trasportatori modulari a rulli azionati a catena e può essere suddivisa in tre aree:

1. Preparazione dell'alloggiamento PACK
2. Caricamento dei moduli e assemblaggio PACK
3. Test finale PACK e scarico

1. Preparazione dell'alloggiamento PACK
La piastra di raffreddamento a liquido o l'alloggiamento PACK viene caricata manualmente sulla linea di produzione e sottoposta al test di tenuta all'aria. Dopo il test, il sistema genera un codice a barre PACK e carica il risultato nel sistema di tracciabilità MES.

L'alloggiamento viene quindi posizionato presso la stazione di applicazione dell'adesivo, dove l'operatore applica l'adesivo secondo la ricetta di produzione. Dopo l'applicazione dell'adesivo, i moduli batteria vengono sollevati dalla linea dei moduli e posizionati nell'alloggiamento PACK utilizzando un sistema di sollevamento a portale.

Processi principali:
Test della piastra di raffreddamento a liquido → Generazione del codice a barre PACK → Applicazione manuale dell'adesivo → Caricamento dei moduli nell'alloggiamento PACK

2. Caricamento dei moduli e assemblaggio PACK
Dopo il caricamento dei moduli nell'alloggiamento, gli operatori completano il fissaggio dei moduli, l'installazione del cablaggio, l'installazione del BMS e l'installazione del coperchio superiore.

Presso la stazione di installazione BMS, i codici a barre del modulo e del BMS vengono scansionati e associati. Il sistema integra quindi le informazioni del modulo e del BMS nel codice a barre PACK e carica i dati nel sistema MES per la tracciabilità della produzione.

Processi principali:
Fissaggio dei moduli → Installazione del cablaggio → Installazione del BMS e associazione del codice a barre → Sistemazione del cablaggio → Installazione del coperchio superiore

3. Test finalee scarico
Il PACK assemblato viene trasferito alla sezione di test finale. La stazione PACK EOL può testare la resistenza di isolamento, la tensione di tenuta dielettrica, la comunicazione BMS, la tensione a vuoto, la resistenza interna CA e il monitoraggio della temperatura.

Dopo il test EOL, il PACK completo viene sottoposto a un test di tenuta all'aria. Tutti i risultati dei test sono associati al codice a barre PACK e caricati nel sistema MES. I prodotti qualificati vengono quindi rimossi dalla linea utilizzando un sistema di sollevamento a portale.

Processi principali:
Test EOL PACK → Test di tenuta all'aria → Caricamento dei dati di test → Scarico PACK

Conve Sistemayore PACK
La linea di assemblaggio PACK utilizza un trasportatore a rulli azionato a catena con una struttura di ritorno dell'attrezzaggio superiore e inferiore. La linea è realizzata in sezioni modulari, ciascuna lunga circa 2,5 metri e dotata di illuminazione, arresti e interruttori operativi.

Parametri Tecnici principali

La capacità produttiva è calcolata sulla base del modulo di riferimento 1P13S raffreddato a liquido ed esclude il tempo di carico e scarico manuale. I parametri finali sono determinati dai disegni del prodotto approvati e dalla configurazione della linea.

MES e tracciabilità della produzione
Tutte le macchine principali possono essere collegate al sistema MES per la raccolta centralizzata dei dati di produzione e la tracciabilità.

Sono necessari protocolli di comunicazione MES e un ambiente server compatibile per l'integrazione del sistema. In base all'ambito del progetto, il sistema può registrare:

• Informazioni sul codice a barre della cella
• Risultati OCV e resistenza interna
• Grado di selezione delle celle
• Ricetta del modulo
• Forza di compressione e corsa del modulo
• Risultati dell'ispezione della polarità
• Parametri di pulizia laser
• Parametri di saldatura laser
• Risultati EOL del modulo
• Informazioni di associazione BMS
• Risultati EOL del PACK
• Risultati di tenuta all'aria
• Registri NG e di rilavorazione

Requisiti di installazione della fabbricaiti

FAQ

*Quali celle della batteria può gestire la linea di produzione?
La linea di riferimento è progettata per celle al litio prismatiche con involucro in alluminio da circa 100 Ah a 314 Ah. Altre dimensioni delle celle possono essere supportate tramite attrezzature e meccanismi di movimentazione personalizzati.

*La linea è completamente automatica?
La sezione del modulo include carico, selezione, impilamento, ispezione, pulizia, saldatura e test automatizzati. Diversi processi di assemblaggio, in particolare nella sezione PACK, vengono completati manualmente o semi-automaticamente. Il livello di automazione può essere aumentato in base ai requisiti del progetto.

*La linea può produrre pacchi batteria sia raffreddati a liquido sia raffreddati ad aria?
Sì. La linea può essere configurata per progetti di batterie per accumulo energetico sia raffreddati a liquido sia raffreddati ad aria.

*La linea supporta l'integrazione MES?La linea supporta l'integrazione MES?
Sì. I dati di produzione di celle, moduli, BMS, saldatura, test e PACK possono essere caricati nel sistema MES del cliente. Il cliente deve fornire il protocollo di comunicazione e l'interfaccia del server.

*Le dimensioni del modulo possono esserepersonalizzate?
Sì. Gli attrezzaggi di impilamento, compressione, trasporto, sollevamento, ispezione e saldatura possono essere personalizzati in base alle dimensioni del modulo e alla configurazione serie-parallelo.

*Quali test sonoinclusi?
La linea può includere test OCV e di resistenza interna, ispezione della polarità, test della tensione del modulo, test della resistenza di isolamento, test di tenuta dielettrica, test di comunicazione BMS, test EOL PACK e test di tenuta all'aria.

*Quanto tempo richiede ilcambio prodotto?
Il tempo di cambio prodotto di riferimento è entro quattro ore. Il tempo effettivo dipende dalle differenze tra i modelli di prodotto e dal numero di attrezzaggi o parametri che devono essere modificati.