Risposta rapida

Inizia dal tuo pacco batteria, non dalla macchina

Per un nuovo progetto di pacco batteria, le informazioni di base normalmente iniziano dalla cella e dal pacco finito.

Un fornitore che pone queste domande prima di fornire un preventivo si trova in una posizione molto migliore per consigliare l'attrezzatura corretta rispetto a uno che offre immediatamente una linea di produzione standard.

Verifica se il produttore comprende i diversi processi di assemblaggio dei pacchi batteria

Non esiste un unico processo di assemblaggio adatto a ogni pacco batteria al litio.

Pacchi batteria cilindrici

Un processo di produzione di un pacco batterie cilindrico include la classificazione della capacità delle celle, l'applicazione della carta isolante, la selezione in base a tensione e resistenza interna, l'ispezione CCD, la saldatura a punti, il collaudo del BMS, il collaudo del pacco batterie, l'imballaggio e l'invecchiamento.
In base al volume di produzione, questi processi possono essere completati con macchine autonome, una configurazione produttiva semiautomatica o un sistema maggiormente automatizzato.
La saldatura a punti è particolarmente importante perché la configurazione della macchina deve corrispondere al materiale di collegamento, allo spessore, alle dimensioni del pacco e alla disposizione delle saldature.

Pacchi batterie prismatici

I pacchi batterie prismatici prevedono un insieme diverso di processi. Per i pacchi ESS di grandi dimensioni, la produzione include il test OCV delle celle e della resistenza interna, l'impilamento, la pressatura, l'ispezione della polarità, il trattamento dei terminali, la pulizia laser, la saldatura laser, l'installazione del BMS, il test EOL e il test di tenuta all'aria.
Le celle di grande formato introducono inoltre requisiti aggiuntivi per la movimentazione dei materiali, la compressione dei moduli, gli attrezzi e la disposizione della linea di produzione.
Per questo motivo, un produttore che ha esperienza solo con apparecchiature per batterie cilindriche potrebbe non essere necessariamente il fornitore giusto per un progetto di assemblaggio ESS con celle prismatiche di grandi dimensioni.

Assicurarsi che il livello di automazione consigliato corrisponda alla propria produzione

Una maggiore automazione non significa automaticamente una linea di produzione migliore.
Una linea completamente automatica può ridurre la movimentazione manuale e migliorare la coerenza produttiva, ma richiede anche un investimento iniziale maggiore ed è meno economica quando il volume di produzione è ancora basso o le specifiche del prodotto cambiano frequentemente.
La produzione semiautomatica può essere un punto di partenza migliore per la produzione pilota, per più SKU e per aziende che prevedono un aumento graduale del volume produttivo.
Un esempio utile proviene da un progetto di pacco batterie cilindrico basato principalmente su celle 21700. Il cliente prevedeva diverse configurazioni di pacchi, tra cui 2S4P, 6S3P, 6S4P e 8S5P. La produzione iniziale prevista era di soli 500–1.500 pacchi al mese, seguita da 3.000–7.000 pacchi al mese e potenzialmente fino a circa 15.000 pacchi al mese dopo l'espansione.
In questa situazione, acquistare immediatamente una grande linea completamente automatica non sarebbe necessariamente l'approccio più pratico. Una configurazione delle apparecchiature per fasi, utilizzando macchine autonome o semiautomatiche, può supportare la produzione iniziale consentendo di aggiungere ulteriori apparecchiature con l'aumento della capacità produttiva.
Questo è un punto importante da discutere con qualsiasi potenziale produttore:
Chiedere perché viene consigliato un determinato livello di automazione, invece di chiedere semplicemente quanto può essere automatica la linea.

Verificare la compatibilità delle macchine con la propria gamma effettiva di prodotti
La compatibilità delle macchine dovrebbe essere valutata attentamente.
Un'affermazione come “supporta celle 21700” non significa automaticamente che l'apparecchiatura sia adatta a ogni pacco batterie 21700.
Ad esempio, un cliente che sviluppa pacchi cilindrici può utilizzare lo stesso formato di cella 21700 per diversi prodotti, ma realizzare pacchi che vanno da design compatti 2S4P fino a un pacco 8S5P contenente 40 celle. Pertanto, attrezzature, corsa di saldatura, area di lavoro e requisiti di movimentazione dei materiali possono cambiare significativamente.
Anche il materiale di collegamento è importante. Un progetto può utilizzare nichel puro da 0,15 mm, mentre un altro può richiedere materiale da 0,20 o 0,25 mm, strisce scanalate o diverse combinazioni di materiali.
Quando si confrontano i produttori, chiedere loro di confermare la compatibilità in base al pacco effettivo e non solo in base al diametro della cella.
Lo stesso principio si applica alle celle prismatiche.
Per un progetto ESS che utilizza celle da 3,2 V e 314 Ah, il pacco batterie finito del cliente era specificato a 332,8 V e 314 Ah con una configurazione 1P104S. Le dimensioni del pacco erano circa 2180 × 790 × 250 mm e il design del collegamento utilizzava barre collettrici in alluminio da 2 mm.
Questi dettagli influenzano direttamente l'impilamento, la compressione, la saldatura, il trasporto, gli attrezzi e la disposizione complessiva della linea.

Valutare la capacità del produttore di configurare un processo completo
Per la sostituzione di una singola macchina, può essere sufficiente collaborare con un fornitore specializzato di macchine.
Per un nuovo progetto di produzione di pacchi batterie, tuttavia, l'interazione tra le macchine diventa molto più importante.
La capacità di classificazione delle celle dovrebbe corrispondere alla capacità di assemblaggio a valle. Il processo di saldatura dovrebbe essere adatto al materiale di collegamento selezionato. Le apparecchiature di test dovrebbero coprire le specifiche elettriche del pacco finito. La disposizione della produzione dovrebbe fornire spazio sufficiente per operatori, stoccaggio intermedio, movimentazione dei materiali e futura espansione.
Un fornitore che offre una soluzione completa di assemblaggio per pacchi batterie dovrebbe quindi essere in grado di spiegare non solo cosa fa ogni macchina, ma anche perché è inclusa nel processo.
Ad esempio, la soluzionesemiautomatica per pacchi batterie cilindrici di ACEYcombina processi come classificazione delle celle, applicazione della carta isolante, selezione di tensione e resistenza interna, ispezione CCD, saldatura a punti, test BMS, test completo, imballaggio e invecchiamento.
Per i pacchi batterie prismatici, la configurazione delle apparecchiature cambia per adattarsi a processi come selezione delle celle, impilamento e pressatura, pulizia laser, saldatura laser e test del pacco.
La differenza tra queste soluzioni illustra perché la selezione delle apparecchiature dovrebbe iniziare dal pacco batterie anziché da un elenco fisso di macchine.

Prestare attenzione ai requisiti di saldatura e collegamento

La saldatura è una delle aree in cui informazioni incomplete sul progetto possono facilmente portare alla scelta della macchina sbagliata.
Per i pacchi batterie cilindrici, il fornitore dovrebbe comprendere il materiale, lo spessore, la forma e il modello di saldatura della striscia di nichel.
Per i moduli batteria prismatici, la discussione riguarda invece materiali delle barre collettrici in alluminio o altri materiali, spessore delle barre collettrici, struttura dei terminali e se il collegamento verrà realizzato tramite saldatura laser o fissaggio meccanico.
Questi dettagli influenzano il metodo di saldatura e la configurazione delle apparecchiature.
Prima di confermare una saldatrice, è utile fornire disegni o campioni quando possibile. Un fornitore può quindi valutare la struttura effettiva del collegamento anziché formulare una raccomandazione basata solo sul modello della cella.

Non ignorare i requisiti di collaudo

L'assemblaggio del pacco batteria non termina dopo il collegamento delle celle.
Il pacco batteria finito deve essere controllato in base ai suoi requisiti elettrici e di sicurezza, e l'intervallo di test richiesto può variare considerevolmente tra prodotti diversi.
Nel progetto cilindrico menzionato in precedenza, ad esempio, il cliente richiedeva che l'apparecchiatura di collaudo finale supportasse almeno 150 A di corrente continua e fino a 300 A di corrente di picco.
Un tester più piccolo che altrimenti sarebbe adatto alla tensione del pacco non soddisferebbe quindi il requisito del progetto.
Quando si discutono le apparecchiature con un produttore, la fase di collaudo dovrebbe essere considerata insieme al processo di assemblaggio anziché essere aggiunta in un secondo momento.
A seconda del progetto, il sistema di produzione può includere test di carica-scarica delle celle, test del BMS, test completi del pacco batteria e apparecchiature per l'invecchiamento delle batterie.

Considerare le modifiche al prodotto e l'espansione futura

I produttori di pacchi batteria raramente realizzano esattamente lo stesso prodotto per sempre.
Possono essere introdotti nuovi fornitori di celle. La capacità del pacco può aumentare. Possono essere aggiunti ulteriori SKU oppure la produzione può passare da quantità pilota alla produzione ad alto volume.
Questo rende la flessibilità una parte importante della selezione delle macchine.
Per il progetto cilindrico 21700 discusso sopra, il cliente prevedeva di utilizzare le celle Samsung INR21700-50S come opzione primaria, considerando anche celle 21700 equivalenti. Il cliente voleva inoltre che le apparecchiature offrissero flessibilità per 18650 e altri formati cilindrici comuni nello sviluppo futuro dei prodotti.
Si prevedeva che lo spazio produttivo aumentasse da circa 500 m² inizialmente a una struttura scalabile preferita di circa 700–900 m².
In un caso come questo, attrezzature di fissaggio, intervalli di lavoro delle macchine e layout della fabbrica dovrebbero essere considerati tenendo presenti i prodotti futuri.
Ciò non significa che ogni macchina debba supportare ogni batteria possibile. Significa che il produttore dovrebbe identificare quali parti del sistema possono essere regolate e quali modifiche richiederebbero apparecchiature aggiuntive o sostitutive.

Chiedere informazioni sul layout della fabbrica prima di ordinare una linea completa

Lo spazio produttivo disponibile può influenzare la selezione delle apparecchiature tanto quanto la capacità.
Una grande linea automatizzata ESS richiede spazio non solo per le apparecchiature di assemblaggio stesse, ma anche per il carico dei materiali, gli operatori, l'ispezione, lo stoccaggio intermedio, la manutenzione e i prodotti finiti.
Ad esempio, il progetto ESS con celle prismatiche da 314 Ah disponeva di un'area di officina disponibile di circa 84 × 60 metri. Questo fornisce al fornitore delle apparecchiature un limite reale nella pianificazione delle posizioni delle macchine, dei trasportatori e del flusso dei materiali.
Per la produzione di batterie cilindriche più piccole, la stessa considerazione rimane valida. Una disposizione modulare di macchine autonome può adattarsi meglio alla fabbrica disponibile e rendere più semplice la successiva espansione.
Prima di ordinare una linea completa, chiedere al produttore di fornire un layout produttivo preliminare basato sulle dimensioni effettive della propria officina.

Confrontare i fornitori in base alla soluzione proposta, non solo al preventivo

Due preventivi con prezzi diversi potrebbero non rappresentare la stessa soluzione produttiva.
Un fornitore può includere test delle celle, selezione, saldatura e test del pacco finito, mentre un altro preventivo può coprire solo le stazioni di assemblaggio. Uno può progettare attrezzature di fissaggio per diversi modelli di pacco, mentre un altro preventivo può essere basato su una singola configurazione. Anche intervalli di test, livello di automazione, funzioni dei dati e apparecchiature ausiliarie possono differire.
Un confronto significativo deve quindi considerare l'ambito della fornitura insieme al prezzo.
Quando si esaminano i preventivi, verificare quali processi sono inclusi, quali macchine sono opzionali, quali formati di prodotto sono supportati, quale personalizzazione è necessaria e cosa dovrebbe essere acquistato successivamente se la produzione aumenta.
Questo rende molto più semplice comprendere il reale investimento invece di confrontare solo l'importo finale del preventivo.

Verificare la capacità del produttore in termini di progetto e personalizzazione

Le macchine standard funzionano bene quando il prodotto corrisponde alle condizioni di produzione standard. I progetti di pacchi batteria, tuttavia, spesso contengono requisiti che non possono essere risolti semplicemente selezionando apparecchiature da un catalogo.
Le dimensioni delle attrezzature di fissaggio potrebbero dover cambiare. La corsa di saldatura potrebbe dover aumentare. Una cella cilindrica più grande potrebbe richiedere una struttura della macchina modificata. I dati di produzione potrebbero dover essere collegati al MES del cliente. La disposizione dei trasportatori potrebbe dover adattarsi a una fabbrica esistente.
Per questo motivo, è utile valutare se il fornitore possiede capacità ingegneristiche oltre alla produzione di macchine.
ACEY fornisce apparecchiature per l'assemblaggio di pacchi batteria per applicazioni con celle cilindriche, prismatiche e a sacca, incluse soluzioni di assemblaggio semiautomatiche e automatiche. La sua gamma di apparecchiature comprende anche test delle celle batteria e test dei pacchi batteria finiti, consentendo di considerare questi processi insieme durante la pianificazione di un sistema produttivo.
Per progetti personalizzati, la configurazione delle apparecchiature può essere determinata in base alle specifiche della batteria del cliente, al design del pacco, alla capacità produttiva e alle condizioni della fabbrica, invece di utilizzare la stessa linea standard per ogni progetto.

Verificare le apparecchiature prima della spedizione

Prima che una macchina personalizzata o una linea di produzione lasci la fabbrica del produttore, le funzioni produttive concordate dovrebbero essere verificate.
Per un progetto di pacco batteria, questo è più utile quando i test si basano sul prodotto reale o su campioni rappresentativi anziché dimostrare soltanto che la macchina può funzionare.
I punti chiave dovrebbero includere se la macchina può gestire le dimensioni specificate della batteria, se il processo richiesto può essere completato correttamente, se i parametri di saldatura o di test soddisfano l'intervallo concordato e se la sequenza produttiva funziona come previsto.
Per una linea completa, gli acquirenti dovrebbero inoltre chiarire in anticipo la procedura di accettazione, affinché entrambe le parti sappiano cosa verrà verificato prima della spedizione.

L'assistenza post-vendita è ancora importante — ma verifica cosa include realmente

Un “buon servizio post-vendita” è troppo generico per essere un criterio di selezione utile.
Invece, chiedi cosa succede dopo l'arrivo della macchina.
Conferma se il fornitore offre indicazioni per l'installazione, manuali operativi, formazione sulle macchine, supporto tecnico da remoto, pezzi di ricambio e assistenza per la manutenzione continua. Per le linee personalizzate, chiarisci anche come verranno gestiti gli adeguamenti del software o del processo se il prodotto della batteria cambia in seguito.
ACEY fornisce servizi OEM e ODM oltre al supporto tecnico post-vendita 24/7 per progetti di apparecchiature per batterie. Per i clienti internazionali, queste capacità sono particolarmente importanti perché la comunicazione e la risoluzione dei problemi spesso devono continuare dopo la consegna delle apparecchiature.

Domande da porre prima di scegliere un produttore di apparecchiature per pacchi batteria

Prima di richiedere un preventivo finale, è utile verificare se il fornitore è in grado di rispondere chiaramente alle seguenti domande:

Conclusione

La scelta di un produttore di macchine per l'assemblaggio di pacchi batteria al litio dovrebbe iniziare dal prodotto della batteria, non da un catalogo di macchine.
Un fornitore competente dovrebbe essere in grado di comprendere le specifiche della cella, la configurazione del pacco, i materiali di collegamento, i requisiti elettrici, l'obiettivo di produzione e lo spazio disponibile nello stabilimento prima di consigliare le apparecchiature.
Per una piccola attività di batterie cilindriche in fase di sviluppo, ciò può significare iniziare con macchine indipendenti flessibili e aumentare gradualmente l'automazione. Per un progetto ESS ad alto volume con celle da 314Ah, potrebbe essere necessaria una linea automatizzata integrata che combini gestione delle celle, impilamento, compressione, lavorazione laser, collaudo e tracciabilità dei dati.
Il produttore giusto quindi non è necessariamente il fornitore che offre la linea di produzione più grande o il preventivo più basso. È quello in grado di spiegare chiaramente come ogni parte delle apparecchiature proposte corrisponda al tuo pacco batteria e al tuo piano di produzione.
ACEY New Energyfornisce apparecchiature per l'assemblaggio di pacchi batteria al litio e soluzioni di produzione personalizzate per batterie cilindriche, prismatiche e pouch. Se stai pianificando una nuova linea di produzione di pacchi batteria, fornire le specifiche delle celle, la configurazione del pacco, i materiali di collegamento, la capacità prevista e lo spazio disponibile nello stabilimento è un punto di partenza pratico per la selezione delle apparecchiature.

Domande frequenti
Quali informazioni dovrei fornire prima di richiedere un preventivo per una linea di assemblaggio di pacchi batteria?
Inizia con l'applicazione della batteria, il tipo e le dimensioni delle celle, la tensione e la capacità del pacco, la configurazione serie-parallelo, le dimensioni massime del pacco, il materiale di collegamento, la capacità produttiva prevista e lo spazio disponibile nello stabilimento. Anche i disegni e i campioni del pacco sono utili quando disponibili.

Dovrei scegliere una linea di assemblaggio di pacchi batteria semiautomatica o completamente automatica?
Dipende principalmente dal volume di produzione, dalla varietà dei prodotti, dai requisiti di manodopera e dal piano di investimento. Le apparecchiature semiautomatiche sono più flessibili per la produzione pilota e per più SKU, mentre prodotti con volumi più elevati e relativamente stabili possono giustificare una maggiore automazione.

Una linea di assemblaggio di pacchi batteria può produrre diversi pacchi batteria?
Alcune apparecchiature possono supportare più prodotti tramite impostazioni regolabili o attrezzature intercambiabili, ma la compatibilità deve essere confermata utilizzando le dimensioni effettive delle celle e dei pacchi. Supportare lo stesso tipo di cella non significa automaticamente che ogni configurazione di pacco possa essere lavorata sulla stessa apparecchiatura.

Quali apparecchiature sono necessarie per un pacco batteria cilindrico?
A seconda del processo, le apparecchiature includono macchine per la classificazione e lo smistamento delle celle, macchine per l'applicazione della carta isolante, saldatrici a punti, tester BMS, tester completi per batterie, apparecchiature per l'imballaggio e sistemi di invecchiamento.

Quali apparecchiature sono necessarie per un pacco batteria ESS prismatico?
Il processo include il test OCV e della resistenza interna delle celle, l'impilamento e la pressatura, l'ispezione della polarità, la pulizia laser, la saldatura laser, l'installazione del BMS, il test EOL, il test di ermeticità e le relative apparecchiature per la movimentazione dei materiali. La configurazione esatta dipende dal design del modulo e del pacco.

Perché il produttore necessita delle specifiche della striscia di nichel o della barra collettrice?
Il tipo di materiale, lo spessore e la geometria influenzano il processo di saldatura e la configurazione della macchina. Fornire queste informazioni aiuta il fornitore a determinare se la saldatura a punti, la saldatura laser o un altro metodo di connessione sia adatto.

Una linea di assemblaggio di pacchi batteria può essere ampliata in seguito?
Sì, se l'espansione viene considerata durante la progettazione iniziale. Le apparecchiature modulari indipendenti possono essere aggiunte gradualmente, mentre le linee automatiche possono essere pianificate con stazioni aggiuntive o maggiore capacità. Il metodo di espansione dovrebbe essere discusso prima del primo acquisto di apparecchiature.

Come dovrei confrontare i preventivi di diversi produttori di apparecchiature per batterie?
Confronta l'ambito completo della fornitura anziché solo il prezzo totale. Verifica i processi inclusi, le specifiche delle macchine, le dimensioni delle batterie compatibili, gli intervalli di test, il livello di automazione, le attrezzature, le apparecchiature ausiliarie, la personalizzazione, l'installazione e il supporto post-vendita.