Краткий ответ

Начните с вашего аккумуляторного блока, а не с машины

Для нового проекта аккумуляторного блока основная информация обычно начинается с элемента и готового блока.

Поставщик, который задаёт эти вопросы перед подготовкой предложения, находится в гораздо лучшем положении для рекомендации правильного оборудования, чем поставщик, который сразу предлагает стандартную производственную линию.

Проверьте, понимает ли производитель различные процессы сборки аккумуляторных блоков

Не существует единственного процесса сборки, подходящего для каждого литиевого аккумуляторного блока.

Цилиндрические аккумуляторные блоки

Процесс производства цилиндрического аккумуляторного блока включает сортировку элементов по ёмкости, нанесение изоляционной бумаги, сортировку по напряжению и внутреннему сопротивлению, проверку CCD, точечную сварку, тестирование BMS, тестирование аккумуляторного блока, упаковку и старение.
В зависимости от объёма производства эти процессы могут выполняться с помощью отдельных станков, полуавтоматической производственной линии или более высокоавтоматизированной системы.
Точечная сварка особенно важна, поскольку конфигурация оборудования должна соответствовать соединительному материалу, толщине, размерам блока и схеме сварки.

Аккумуляторные блоки с призматическими элементами

Аккумуляторные блоки с призматическими элементами включают другой набор процессов. Для крупных блоков ESS производство включает тестирование OCV и внутреннего сопротивления элементов, укладку, прессование, проверку полярности, обработку выводов, лазерную очистку, лазерную сварку, установку BMS, тестирование EOL и проверку герметичности.
Крупноформатные элементы также предъявляют дополнительные требования к обработке материалов, сжатию модулей, приспособлениям и компоновке производственной линии.
По этой причине производитель, имеющий опыт только с оборудованием для цилиндрических аккумуляторов, не обязательно будет подходящим поставщиком для крупного проекта сборки призматических ESS.

Убедитесь, что рекомендуемый уровень автоматизации соответствует вашему производству

Более высокая автоматизация не означает автоматически лучшую производственную линию.
Полностью автоматическая линия может сократить ручную обработку и повысить стабильность производства, но также требует больших первоначальных инвестиций и менее экономична, когда объём производства всё ещё низкий или характеристики продукции часто меняются.
Полуавтоматическое производство может быть лучшей отправной точкой для пилотного производства, нескольких SKU и предприятий, которые ожидают постепенного увеличения объёма выпуска.
Полезный пример — проект цилиндрического аккумуляторного блока, в основном основанный на элементах 21700. Заказчик планировал несколько конфигураций блоков, включая 2S4P, 6S3P, 6S4P и 8S5P. Ожидалось, что первоначальное производство составит всего 500–1 500 блоков в месяц, затем увеличится до 3 000–7 000 блоков в месяц и потенциально достигнет около 15 000 блоков в месяц после расширения.
В этой ситуации немедленная покупка большой полностью автоматической линии не обязательно была бы наиболее практичным подходом. Поэтапная конфигурация оборудования с использованием отдельных или полуавтоматических станков может поддерживать начальное производство, позволяя добавлять дополнительное оборудование по мере роста выпуска.
Это важный момент, который следует обсудить с любым потенциальным производителем:
Спросите, почему рекомендуется определённый уровень автоматизации, а не просто спрашивайте, насколько автоматической может быть линия.

Проверьте совместимость оборудования с вашим фактическим ассортиментом продукции
Совместимость оборудования следует тщательно оценивать.
Заявление вроде «поддерживает элементы 21700» не означает автоматически, что оборудование подходит для каждого аккумуляторного блока 21700.
Например, заказчик, разрабатывающий цилиндрические блоки, может использовать один и тот же формат элементов 21700 для нескольких продуктов, но производить блоки от компактных конструкций 2S4P до блока 8S5P, содержащего 40 элементов. Поэтому требования к приспособлениям, ходу сварки, рабочей зоне и обработке материалов могут значительно различаться.
Соединительный материал также имеет значение. В одном проекте может использоваться чистый никель толщиной 0,15 мм, тогда как в другом требуется материал толщиной 0,20 или 0,25 мм, полосы с прорезями или различные комбинации материалов.
При сравнении производителей попросите их подтвердить совместимость с учётом фактического блока, а не только диаметра элемента.
Тот же принцип применяется к призматическим элементам.
Для проекта ESS с использованием элементов 3,2 В 314 А·ч готовый аккумуляторный блок заказчика был рассчитан на 332,8 В и 314 А·ч с конфигурацией 1P104S. Размеры блока составляли примерно 2180 × 790 × 250 мм, а в конструкции соединения использовались алюминиевые токопроводящие шины толщиной 2 мм.
Эти детали напрямую влияют на укладку, сжатие, сварку, транспортировку, приспособления и общую компоновку линии.

Оцените способность производителя настроить полный технологический процесс
Для замены одного станка может быть достаточно работать со специализированным поставщиком оборудования.
Однако для нового проекта производства аккумуляторных блоков взаимодействие между станками становится гораздо более важным.
Производительность сортировки элементов должна соответствовать производительности последующей сборки. Процесс сварки должен подходить для выбранного соединительного материала. Испытательное оборудование должно охватывать электрические характеристики готового блока. Компоновка производства должна обеспечивать достаточно места для операторов, промежуточного хранения, перемещения материалов и будущего расширения.
Поэтому поставщик, предоставляющий комплексное решение для сборки аккумуляторных блоков, должен уметь объяснить не только, что делает каждый станок, но и почему он включён в процесс.
Например, решение ACEY для полуавтоматической сборки цилиндрических аккумуляторных блоковобъединяет такие процессы, как сортировка элементов, наклеивание изоляционной бумаги, сортировка по напряжению и внутреннему сопротивлению, проверка CCD, точечная сварка, тестирование BMS, комплексное тестирование, упаковка и старение.
Для аккумуляторных блоков с призматическими элементами конфигурация оборудования изменяется в соответствии с такими процессами, как сортировка элементов, укладка и прессование, лазерная очистка, лазерная сварка и тестирование блока.
Разница между этими решениями показывает, почему выбор оборудования следует начинать с аккумуляторного блока, а не с фиксированного списка станков.

Обратите внимание на требования к сварке и соединению

Сварка — одна из областей, где неполная информация о проекте может легко привести к неправильному выбору оборудования.
Для цилиндрических аккумуляторных блоков поставщик должен понимать материал никелевой полосы, её толщину, форму и схему сварки.
Для призматических аккумуляторных модулей вместо этого необходимо учитывать алюминиевые или другие материалы токопроводящих шин, толщину шин, конструкцию выводов и способ соединения — лазерная сварка или механическое крепление.
Эти детали влияют на метод сварки и конфигурацию оборудования.
Перед подтверждением сварочного станка полезно предоставить чертежи или образцы, когда это возможно. Тогда поставщик сможет оценить фактическую структуру соединения, а не делать рекомендацию только на основе модели элемента.

Не игнорируйте требования к тестированию

Сборка аккумуляторного блока не заканчивается после соединения ячеек.
Готовый аккумуляторный блок необходимо проверить в соответствии с его электрическими требованиями и требованиями безопасности, при этом необходимый диапазон испытаний может значительно различаться для разных продуктов.
Например, в ранее упомянутом цилиндрическом проекте заказчик требовал, чтобы итоговое испытательное оборудование поддерживало как минимум непрерывный ток 150 А и пиковый ток до 300 А.
Поэтому меньший тестер, который в остальном подходит для напряжения блока, не будет соответствовать требованиям проекта.
При обсуждении оборудования с производителем этап тестирования следует рассматривать вместе с процессом сборки, а не добавлять его как последующую доработку.
В зависимости от проекта производственная система может включать тестирование заряда-разряда ячеек, тестирование BMS, комплексное тестирование аккумуляторного блока и оборудование для старения аккумуляторов.

Учитывайте изменения продукта и дальнейшее расширение

Производители аккумуляторных блоков редко выпускают абсолютно один и тот же продукт постоянно.
Могут быть введены новые поставщики ячеек. Емкость блока может увеличиться. Могут быть добавлены дополнительные SKU, или производство может перейти от пилотных объемов к крупносерийному выпуску.
Это делает гибкость важной частью выбора оборудования.
Для обсуждавшегося выше цилиндрического проекта 21700 заказчик планировал использовать ячейки Samsung INR21700-50S в качестве основного варианта, одновременно рассматривая эквивалентные ячейки 21700. Заказчик также хотел, чтобы оборудование обеспечивало гибкость для форматов 18650 и других распространенных цилиндрических форматов при будущей разработке продуктов.
Ожидалось, что производственная площадь увеличится с первоначальных примерно 500 м² до предпочтительного масштабируемого объекта площадью около 700–900 м².
В таком случае оснастку, рабочие диапазоны станков и планировку завода следует рассматривать с учетом будущих продуктов.
Это не означает, что каждая машина должна поддерживать все возможные аккумуляторы. Это означает, что производитель должен определить, какие части системы можно регулировать, а какие изменения потребуют дополнительного или заменяющего оборудования.

Уточняйте планировку завода перед заказом полной линии

Доступное производственное пространство может влиять на выбор оборудования так же сильно, как и производительность.
Большая автоматизированная линия ESS требует места не только для самого сборочного оборудования, но и для загрузки материалов, операторов, контроля, промежуточного хранения, обслуживания и готовой продукции.
Например, проект призматической ESS на 314 А·ч имел доступную площадь цеха примерно 84 × 60 метров. Это дает поставщику оборудования реальные ограничения при планировании расположения машин, конвейеров и потока материалов.
Для производства небольших цилиндрических аккумуляторов также применяется тот же принцип. Модульное размещение отдельных машин может лучше соответствовать доступной площади завода и упростить последующее расширение.
Перед заказом полной линии попросите производителя предоставить предварительную производственную планировку на основе фактических размеров вашего цеха.

Сравнивайте поставщиков на основе предлагаемого решения, а не только коммерческого предложения

Два коммерческих предложения с разными ценами могут не представлять одинаковое производственное решение.
Один поставщик может включить тестирование ячеек, сортировку, сварку и тестирование готового блока, тогда как другое предложение может охватывать только сборочные станции. Один может разработать оснастку для нескольких моделей блоков, тогда как другое предложение будет основано на одной конфигурации. Диапазоны тестирования, уровень автоматизации, функции данных и вспомогательное оборудование также могут отличаться.
Поэтому для значимого сравнения необходимо учитывать объем поставки вместе с ценой.
При рассмотрении коммерческих предложений проверьте, какие процессы включены, какие машины являются опциональными, какие форматы продуктов поддерживаются, какая настройка требуется и что необходимо будет приобрести позже при увеличении производства.
Это значительно упрощает понимание реальных инвестиций вместо сравнения только итоговой суммы коммерческого предложения.

Проверьте возможности производителя в области проектов и кастомизации

Стандартные машины хорошо работают, когда продукт соответствует стандартным условиям производства. Однако проекты аккумуляторных блоков часто содержат требования, которые нельзя решить простым выбором оборудования из каталога.
Размеры оснастки могут потребовать изменения. Ход сварки может потребовать увеличения. Более крупная цилиндрическая ячейка может потребовать измененной конструкции машины. Производственные данные могут потребовать подключения к MES заказчика. Расположение конвейеров может потребовать соответствия существующему заводу.
По этой причине полезно оценить, обладает ли поставщик инженерными возможностями помимо производства машин.
ACEY предоставляет оборудование для сборки аккумуляторных блоков для применений с цилиндрическими, призматическими и пакетными ячейками, включая полуавтоматические и автоматические решения для сборки. Его ассортимент оборудования также охватывает тестирование аккумуляторных ячеек и готовых аккумуляторных блоков, что позволяет рассматривать эти процессы вместе при планировании производственной системы.
Для индивидуальных проектов конфигурация оборудования может определяться в соответствии с характеристиками аккумулятора заказчика, конструкцией блока, производственной мощностью и условиями завода, а не с использованием одной и той же стандартной линии для каждого проекта.

Проверяйте оборудование перед отгрузкой

Перед тем как индивидуальная машина или производственная линия покинет завод производителя, согласованные производственные функции должны быть проверены.
Для проекта аккумуляторного блока это более полезно, когда тестирование основано на фактическом продукте или репрезентативных образцах, а не только на демонстрации того, что машина может работать.
Ключевые моменты должны включать проверку того, может ли машина работать с указанными размерами аккумулятора, может ли требуемый процесс выполняться правильно, соответствуют ли параметры сварки или тестирования согласованному диапазону и работает ли производственная последовательность так, как задумано.
Для полной линии покупатели также должны заранее уточнить процедуру приемки, чтобы обе стороны знали, что будет проверяться перед отправкой.

Послепродажная поддержка по-прежнему важна — но проверьте, что именно она включает

«Хорошее послепродажное обслуживание» — слишком общее понятие, чтобы быть полезным критерием выбора.
Вместо этого спросите, что происходит после доставки оборудования.
Уточните, предоставляет ли поставщик руководство по установке, эксплуатационные инструкции, обучение работе с оборудованием, удаленную техническую поддержку, запасные части и постоянное техническое обслуживание. Для индивидуализированных линий также выясните, как будут выполняться корректировки программного обеспечения или процессов, если характеристики аккумуляторного продукта изменятся в будущем.
ACEY предоставляет услуги OEM и ODM, а также круглосуточную техническую поддержку после продажи для проектов оборудования для аккумуляторов. Для международных клиентов эти возможности особенно важны, поскольку коммуникация и устранение неполадок часто должны продолжаться после поставки оборудования.

Вопросы, которые следует задать перед выбором производителя оборудования для аккумуляторных блоков

Перед запросом окончательного коммерческого предложения полезно проверить, может ли поставщик четко ответить на следующие вопросы:

Заключение

Выбор производителя оборудования для сборки литиевых аккумуляторных блоков должен начинаться с вашего аккумуляторного продукта, а не с каталога оборудования.
Компетентный поставщик должен понимать характеристики элементов, конфигурацию блока, материалы соединений, электрические требования, производственные цели и доступное пространство фабрики до рекомендации оборудования.
Для небольшой или развивающейся операции с цилиндрическими аккумуляторами это может означать начало с гибких отдельных машин и постепенное увеличение уровня автоматизации. Для высокообъемного проекта ESS с элементами 314 А·ч может потребоваться интегрированная автоматизированная линия, объединяющая обработку элементов, укладку, сжатие, лазерную обработку, тестирование и отслеживание данных.
Таким образом, правильный производитель — это не обязательно поставщик, предлагающий самую большую производственную линию или самую низкую цену. Это тот, кто может четко объяснить, как каждая часть предлагаемого оборудования соответствует вашему аккумуляторному блоку и производственному плану.
ACEY New Energy предоставляет оборудование для сборки литиевых аккумуляторных блоков и индивидуальные производственные решения для цилиндрических, призматических и пакетных аккумуляторов. Если вы планируете новую производственную линию для аккумуляторных блоков, предоставление характеристик элементов, конфигурации блока, материалов соединений, ожидаемой мощности и доступного пространства фабрики является практичным началом выбора оборудования.

Часто задаваемые вопросы
Какую информацию я должен предоставить перед запросом коммерческого предложения на линию сборки аккумуляторных блоков?
Начните с области применения аккумулятора, типа и размеров элементов, напряжения и емкости блока, последовательной и параллельной конфигурации, максимального размера блока, соединительного материала, ожидаемой производственной мощности и доступного пространства фабрики. Чертежи блоков и образцы также полезны, если они доступны.

Следует ли мне выбрать полуавтоматическую или полностью автоматическую линию сборки аккумуляторных блоков?
Это в основном зависит от объема производства, разнообразия продукции, требований к рабочей силе и инвестиционного плана. Полуавтоматическое оборудование более гибко для пилотного производства и выпуска нескольких SKU, тогда как продукция с большим объемом производства и относительно стабильными характеристиками может оправдывать более высокий уровень автоматизации.

Может ли одна линия сборки аккумуляторных блоков производить разные аккумуляторные блоки?
Некоторое оборудование может поддерживать несколько продуктов благодаря регулируемым настройкам или сменным приспособлениям, но совместимость следует подтверждать с учетом фактических размеров ячеек и блоков. Поддержка одного и того же типа ячеек не означает автоматически, что любая конфигурация блока может работать на одном и том же оборудовании.

Какое оборудование необходимо для цилиндрического аккумуляторного блока?
В зависимости от процесса оборудование включает машины для сортировки и классификации ячеек, машины для наклеивания изоляционной бумаги, точечные сварочные аппараты, тестеры BMS, комплексные тестеры аккумуляторов, упаковочное оборудование и системы старения.

Какое оборудование необходимо для призматического аккумуляторного блока ESS?
Процесс включает проверку OCV и внутреннего сопротивления ячеек, укладку и прессование, проверку полярности, лазерную очистку, лазерную сварку, установку BMS, выходное тестирование EOL, проверку герметичности и соответствующее оборудование для перемещения материалов. Точная конфигурация зависит от конструкции модуля и блока.

Почему производителю необходимо знать характеристики никелевой полосы или токоведущей шины?
Тип материала, толщина и геометрия влияют на процесс сварки и конфигурацию оборудования. Предоставление этой информации помогает поставщику определить, подходит ли точечная сварка, лазерная сварка или другой метод соединения.

Можно ли расширить линию сборки аккумуляторных блоков в дальнейшем?
Да, если расширение учитывается на этапе первоначального проектирования. Модульное отдельностоящее оборудование можно постепенно добавлять, а автоматические линии можно планировать с дополнительными станциями или увеличенной производительностью. Способ расширения следует обсудить до первой закупки оборудования.

Как следует сравнивать коммерческие предложения от разных производителей аккумуляторного оборудования?
Сравнивайте полный объем поставки, а не только общую цену. Проверьте включенные процессы, характеристики оборудования, совместимые размеры аккумуляторов, диапазоны тестирования, уровень автоматизации, приспособления, вспомогательное оборудование, индивидуальную настройку, установку и послепродажную поддержку.