سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 2 - تكديس الوحدات وتشكيلها-xmacey.com

مدونة

التصنيفات

مدونة

مدونة جديدة

العلامات

سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 2 - تكديس الوحدات وتشكيلها

May 21 , 2025

سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 2 - تكديس الوحدات وتشكيلها

1. الخطوات الرئيسية لتكديس الوحدات
تجميع الوحدات هو عملية دمج خلايا متعددة وفقًا لتصميم وهيكل مُحددين مسبقًا لتكوين وحدة بطارية ذات وظائف وأداء مُحددين. في هذه العملية، تُدمج الخلايا بإحكام باستخدام طرق توصيل مُختلفة (مثل اللحام والتثبيت الميكانيكي، إلخ)، وتُضاف مواد مُساعدة مثل الدروع الحرارية والألواح العازلة لضمان الأداء المُمتاز للوحدة من حيث الأداء الكهربائي والإدارة الحرارية والسلامة.

1.1 تكديس الوحدات

غرض التشغيل: دمج الخلايا في الترتيب المتسلسل المتوازي الصحيح مع ضمان الاتصال الكهربائي والاستقرار الميكانيكي بين الخلايا.

عادةً ما يُستخدم معدن النحاس في القطب السالب لخلايا أيونات الليثيوم، بينما يُستخدم معدن الألومنيوم في القطب الموجب. ويُصمم توزيع الخلايا داخل الوحدة وفقًا للجهد والسعة المطلوبين لحزمة البطارية.

على سبيل المثال، السعة والجهد المطلوبان لحزمة بطارية تخزين طاقة معينة هما 314 أمبير/ساعة و332.8 فولت، مما يسمح بتوصيل 104 خلايا على التوالي في حزمة البطارية (الجهد الاسمي لخلية فوسفات حديد الليثيوم هو 3.2 فولت)، مقسمة إلى 4 وحدات من 26 سلسلة، وسعة الخلية الواحدة 314 أمبير/ساعة، وبالتالي تكون حزمة البطارية 1P104S والوحدة 1P26S. داخل الوحدة، يمكن استخدام قضبان الألومنيوم المتسلسلة بشكل مريح في الترتيب المتناوب للأقطاب الموجبة والسالبة للخلايا، والتي يمكن توصيلها على التوالي بشكل موثوق. آلة لحام ليزر لبطاريات أيون الليثيوم .

*يجب أن تتجنب عملية الإنتاج أخطاء ترتيب القطبية، والتي قد تتسبب في تلف وحدة البطارية، وتدهور الأداء، وحتى الحوادث المتعلقة بالسلامة.

طريقة فحص القطبية: الكشف عن القطبية أولينغ أو CCD v عادي كشف

Battery stacking and pressing machine

في عملية تكديس الوحدات هذه، تلعب تقنية التجميع الآلي دورًا حيويًا. تستطيع المعدات الآلية وضع الخلايا بدقة في المواضع المحددة مسبقًا، وتحقيق عمليات تكديس فعالة ومستقرة من خلال الأذرع الروبوتية والناقلات وأجهزة أخرى.

لتحسين أداء الوحدة وسلامتها بشكل أكبر، ستُضاف ألواح عازلة للحرارة وألواح عازلة أثناء عملية التكديس. تُثبّت ألواح العزل الحراري وألواح العزل على السطح الكبير لخلية البطارية باستخدام مادة لاصقة، مما يُسهم في تثبيت خلايا البطارية بين الوحدات ومنعها من السقوط أثناء عملية الرفع.

1.1.1 التجميع الآلي لألواح العزل الحراري: "جدار الحماية" تحت درجة حرارة عالية
الوظيفة الأساسية

عادة ما تكون صفائح العزل الحراري مصنوعة من مواد عزل عالية الأداء، مثل الألياف الخزفية أو مواد مركبة بوليمرية خاصة، والتي يمكنها تقليل انتقال الحرارة بين خلايا البطارية بشكل فعال، وتشكيل حاجز حراري بين خلايا البطارية، ومنع انتشار الهروب الحراري، وتحمل درجات حرارة تصل إلى 1200 درجة مئوية، ومنع تدهور أداء البطارية أو المخاطر الأمنية الناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة المحلية.

1.1.2 التركيب الذكي لألواح العزل: "شرطة المرور" الحالية

اختيار المواد
استخدم مواد ذات خصائص عزل ممتازة، مثل فيلم البولي إيميد (مقاومة الجهد > 3 كيلو فولت)، أو لوح راتنج الإيبوكسي أو التفلون، بسمك يتراوح عادةً بين 0.2-0.5 مم، لمنع حدوث ماس كهربائي بين خلايا البطارية وضمان السلامة الكهربائية للوحدة.

يتم عادةً لصق الورقة العازلة والورقة العازلة الحرارية بالتناوب بين خلايا البطارية في الوحدة للتأكد من أن درجة حرارة خلية البطارية متوازنة وأن القوة موحدة.

2. تشكيل البثق
آلة تكديس وبثق البطاريات يُعدّ هذا الجهاز من المعدات الأساسية في تجميع الوحدات. يهدف إلى تثبيت وحدة خلايا البطارية المكدسة بإحكام باستخدام الألواح الطرفية والأشرطة الفولاذية والأجزاء الهيكلية الأخرى من خلال الضغط الفيزيائي، مما يعزز الاستقرار الهيكلي العام والأداء الكهربائي للوحدة. تتم عملية التشكيل بالبثق كما يلي:

2.1 تركيب اللوحة النهائية والبثق التلقائي
بعد اكتمال تكديس خلايا البطارية، تدخل الوحدة إلى محطة البثق التلقائي. تُركّب اللوحة الطرفية على أداة البثق، التي تُشغّل بواسطة أسطوانة كهربائية وتتعاون مع مستشعر ضغط لمراقبة حجم قوة الضغط آنيًا. عندما تصل قوة الشد إلى القيمة المُحدّدة مسبقًا، يُوقف نظام التحكم عملية البثق تلقائيًا ويُحافظ على الوضع الحالي.

الابتكار المادي:

لوحة نهاية مصنوعة من سبيكة الألومنيوم المبثوق (قوة الضغط > 300 ميجا باسكال)، أخف بنسبة 40% من الفولاذ.
لوحة نهاية مركبة من ألياف الكربون، معامل التمدد الحراري يطابق خلية البطارية لتقليل تشوه درجة الحرارة.

غرض العملية:

إن التحكم في طول الوحدة يهدف إلى تجنب إزاحة الوحدة أثناء اللحام ولضمان إمكانية وضع الوحدة في صندوق وتثبيتها بسلاسة أثناء عملية تجميع المنتج النهائي اللاحقة.
إن التحكم في تسطيح القطب هو التحكم في الفجوة بين قضيب التوصيل والقطب ضمن نطاق معين لضمان اتساق جودة اللحام وتجنب التشوهات مثل اللحام البارد والرش الكبير وانهيار حوض المنصهر الناجم عن الفجوة المفرطة.
إن التحكم في تسطيح الجزء السفلي يعني التأكد من أن الوحدة على اتصال كامل بالمادة الموصلة للحرارة في الجزء السفلي (مثل فيلم التسخين، والوسادة الحرارية، وما إلى ذلك) للتحكم في مشكلة اختلاف درجة حرارة الوحدة أثناء الإدارة الحرارية.

2.2 ربط حزام فولاذي
بعد ذلك، يُثبّت العامل الشريط الفولاذي أو شريط الربط على الوحدة لمنع أي إزاحة أو تشوه أثناء النقل والتجميع. كما يُحسّن هذا مقاومة التلامس بين خلايا البطارية، ويرفع الأداء الكهربائي وكفاءة الشحن والتفريغ للوحدة.

أثناء هذه العملية، يجب التحكم بشكل صارم في معلمات مثل ضغط البثق والسرعة وحجم الوحدة وتحميلها إلى نظام MES من أجل إمكانية تتبعها.

3. تغليف الوحدة

لطريقة تغليف الوحدات تأثيرٌ بالغ على أدائها وسلامتها وكفاءة إنتاجها. تشمل طرق التغليف الشائعة: صندوق الوحدة، شريط فولاذي بلاستيكي، شريط فولاذي، لحام أو تثبيت أو تثبيت الألواح الجانبية بالمسامير.

غرض العملية:

تثبيت خلايا البطارية في الوحدة وتوفير الاستقرار الهيكلي الكافي
قم بتحديد حجم الوحدة لمنع حجم الوحدة من الارتداد بعد البثق، بحيث يمكن تعبئتها بسلاسة

4. الأتمتة والاتجاه الذكي لتكديس الوحدات
مع التطور السريع لصناعة الطاقة الجديدة، تتزايد متطلبات كفاءة وجودة إنتاج حزم البطاريات. وقد أصبح استخدام الأتمتة والتقنيات الذكية في تجميع الوحدات وسيلةً أساسيةً لتحسين كفاءة الإنتاج وخفض التكاليف وضمان جودة المنتج.

حديث خطوط تجميع بطاريات الليثيوم أيون عادةً ما تكون مُجهزة بمعدات آلية عالية الدقة، مثل آلات التكديس الآلية، وروبوتات اللحام، ومعدات الاختبار، مما يُمكّن من تنفيذ عمليات آلية في جميع مراحل العملية، بدءًا من تحميل الخلايا، والتكديس، واللحام، ووصولًا إلى التشكيل. لا تقتصر هذه الأجهزة على تحسين سرعة الإنتاج واتساقه بشكل ملحوظ، وتقليل الأخطاء البشرية فحسب، بل تُدمج أيضًا أجهزة استشعار وأنظمة تحكم متطورة لمراقبة مختلف معايير عملية الإنتاج آنيًا، مما يُحقق دقة عالية في مراقبة جودة المنتج وإمكانية تتبعها.

العلامات :

سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 3 - اللحام بالليزر

سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 1 - المعالجة المسبقة للخلايا