سلسلة عملية تجميع حزمة البطاريات 4 – تجميع المنتج شبه النهائي
يمكن مقارنة نظام بطارية الطاقة مجازيًا بـ "
جيش
"التي تحتاج إلى العمل بشكل مستمر لمدة تتراوح بين 5 إلى 10 سنوات، حيث يلعب كل مكون دورًا ووظيفة مميزة:
-
خلايا البطارية
:مثل الجنود في وحدة قتالية (المهمة الأساسية: تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية)، فهم يشكلون الأساس للجيش.
-
نظام إدارة البطارية
(BMS)
:يعمل كمركز قيادة، مسؤول عن تلقي التعليمات، وجمع البيانات، واتخاذ القرارات، وإصدار الأوامر، وتوفير الحماية.
-
نظام الإدارة الحرارية
:يعمل كنظام دعم لوجستي، مسؤول عن التسخين أو التبريد للحفاظ على الحالة التشغيلية المثلى للبطارية.
-
أجهزة الاستشعار
:العمل ككشافة، وجمع المعلومات الهامة.
-
أسلاك التوصيل والموصلات
:العمل كشبكة للاتصالات والنقل، وتسهيل نقل المعلومات وتوصيل الطاقة.
-
المكونات الأخرى
:على غرار الإمدادات المختلفة - على الرغم من أنها ليست أساسية، إلا أنها تؤثر بشكل كبير على أداء النظام.
يتضمن تجميع المنتجات شبه المصنعة دمج كل هذه الأقسام والإمدادات وأنظمة الاتصالات والنقل في "جيش" متماسك وجاهز للقتال.
01 صندوق المعالجة المسبقة
في الوقت الحالي، تُصنع صناديق حزمة البطاريات في الغالب من مقاطع سبائك الألومنيوم المبثوقة، والتي يتم تصنيعها أولاً ثم توصيلها عن طريق لحام CMT، ولحام قوس الأرجون، ولحام الاحتكاك التحريكي (FSW)،
اللحام بالليزر
وطرق اللحام الأخرى.
عادةً ما يُرشّ الجزء الداخلي من الصندوق بمسحوق عازل لتجنب أي تسرب محتمل. أما الجزء السفلي من الصندوق، فيُرشّ بالتساوي برغوة البولي يوريثان لحماية صفيحة التبريد السائل، كما يلعب دورًا في الحفاظ على الحرارة.
يجب أن يخضع الصندوق لتنظيف دقيق وفحص دقيق لنفاذ الهواء. على المورد إجراء فحص شامل للصندوق قبل التسليم لضمان نفاذ الهواء.
تشمل المعالجة المسبقة للصندوق عمومًا ما يلي:
-
تركيب وتثبيت الجهد العالي/المنخفض
المكونات الإضافية (المكونات الإضافية السريعة الإيجابية والسلبية، والمقابس السريعة للاتصالات ذات الجهد المنخفض)
-
تثبيت قضيب التوصيل
-
ص
إزالة وسادات حدود الوحدة (لمنع الاتصال المباشر بين خلية البطارية ولوحة التبريد السائل للصندوق)
02 اللصق
اللصق هو خطوة أساسية في
مجموعة حزمة البطارية
، تستخدم بشكل أساسي لتحقيق الختم والتثبيت والتوصيل الحراري بين الصندوق والوحدة، وبين الوحدات.
يتم استخدام المادة المانعة للتسرب بشكل أساسي بين الصندوق والوحدة لمنع الرطوبة والغبار والشوائب الخارجية الأخرى من دخول الصندوق وضمان استقرار البيئة الداخلية لحزمة البطارية.
نظرًا لوجود فجوة معينة بين الوحدة ولوحة التبريد السائلة أو فيلم التسخين، تتم إضافة طبقة من الغراء الموصل للحرارة بين الاثنين لتوصيلهما، مما لا يعزز القوة الهيكلية الشاملة لحزمة البطارية فحسب، بل يحسن أيضًا كفاءة تبديد الحرارة لخلية البطارية.
غراء موصل للحرارة
:يتكون بشكل عام من مكونين، أ و ب:
-
الغراء أ
هو الغراء الرئيسي للأداء
-
الغراء ب
هو مساعدة الغراء على التصلب.
في عملية الإنتاج الفعلية في المصنع، ولزيادة سرعة الإنتاج، تُستخدم عادةً آلة الغراء لرش الغراء الموصل للحرارة. وفي حالات خاصة، يمكن أيضًا استخدام مسدسات الغراء الهوائية للرش اليدوي.
إن الغراء الموصل للحرارة الذي يلعب دور توصيل الحرارة فقط يكون له عمومًا لزوجة أقل، في حين أن الغراء الهيكلي الموصل للحرارة له لزوجة أقوى، مما له تأثيرات توصيل الحرارة وتأثيرات تثبيت معينة.
طرق اللصق
: توزيع الغراء، طلاء الغراء، رش الغراء وملء الغراء.
-
توزيع الغراء
: يستخدم بشكل أساسي لتثبيت حزمة الأسلاك ومنع أكسدة اللحام
-
طلاء الغراء
: يستخدم بشكل أساسي للتثبيت بين خلايا البطارية، أو التوصيل الحراري بين خلايا البطارية وجسم الصندوق
-
رش الغراء
: يستخدم بشكل أساسي للتثبيت والتوصيل الحراري في الجزء السفلي من جسم الصندوق (يستخدم في الغالب للحلول غير المعيارية)
رفع الوحدة 03 إلى الصندوق
بعد لحام الوحدة، يجب تثبيتها وتثبيتها باستخدام أداة تثبيت، ثم رفعها إلى الموضع المحدد في هيكل الصندوق. عادةً ما تكون أداة الرفع مصممة خصيصًا، ويجب أن تكون قوة التثبيت معتدلة، مما يضمن ثبات الوحدة دون إتلافها. كما يجب أن تضمن أداة التثبيت عدم اهتزاز الوحدة أو سقوطها أثناء عملية الرفع.
بعد إدخال الصندوق، تُثبّت لوحة طرف الوحدة في فتحة التركيب على عارضة الصندوق بواسطة قضيب سحب (برغي طويل غير قياسي). بعد ذلك، يجب تثبيت طبقة من العازل على الغطاء المدمج لمنع تلامس الأفراد المباشر مع عمود الجهد العالي.
04 تركيب لوحة التوصيل ونظام إدارة البطاريات (BMS)
بعد رفع الوحدة إلى الصندوق، يلزم تركيب نظام إدارة البطاريات (BMS) وموصلات متنوعة. تشمل الموصلات العامة: وصلات الجهد العالي، وصلات الجهد المنخفض، صنابير إطفاء الحرائق، صمامات مقاومة للانفجار، مفاتيح الصيانة (MSD)، وغيرها. حاليًا، يعتمد التصميم المعتمد من قِبل كبرى شركات دمج الحزم على دمج هذه الوصلات على لوحة توصيل.
يُسهّل هذا التصميم عملية التركيب ويُسرّع دورة الإنتاج أثناء التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، يكفي فتح فتحة تركيب اللوحة في غطاء صندوق البطارية، بدلاً من فتح فتحة التركيب لكل قابس.
قد تحتوي بعض مجموعات البطاريات على لوحة صيانة، لأن نظام إدارة البطارية (BMS) أكثر عرضة للتعطل أثناء التشغيل طويل الأمد. يمكن إزالة نظام إدارة البطارية (BMS) من مجموعة البطاريات عبر لوحة الصيانة دون الحاجة إلى إزالة غطاء صندوق البطارية بالكامل، وهو أمر مزعج للغاية، كما أن الإزالة المتكررة لغطاء الصندوق قد تؤثر على إحكام إغلاق مجموعة البطاريات، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى حماية IP.
05 تركيب قضبان التوصيل النحاسية التسلسلية وحزم الاتصالات
أصبحت مجموعات البطاريات الآن تصميمات خالية من الوحدات. يتم التوصيل التسلسلي والمتوازي بين الخلايا عبر قضبان التوصيل المتكاملة (CCS)، بينما يتم التوصيل التسلسلي والمتوازي بين الوحدات عبر قضبان التوصيل النحاسية.
تُصنف قضبان التوصيل النحاسية إلى نوعين: لينة وصلبة. تُصنع قضبان التوصيل النحاسية اللينة عن طريق ترقيق طبقات متعددة من رقائق النحاس، ولحام انتشار البوليمر، وفيلم الانكماش الحراري. قضبان التوصيل النحاسية اللينة قابلة للثني، وهي أكثر مرونة، وسهلة التركيب، وتتميز بمقاومة اهتزاز أفضل، لكنها أغلى من قضبان التوصيل النحاسية الصلبة. أما قضبان التوصيل النحاسية الصلبة، فتُصنع عن طريق قطع وثني وتغليف نحاس T2 بفيلم الانكماش الحراري.
ومن الجدير بالذكر أن قضبان النحاس الأطول تحتاج إلى تثبيت على لوحة نهاية الوحدة أو الصندوق، وعادة ما يتم تثبيتها بأبازيم بلاستيكية، أو لصقها مباشرة بمادة لاصقة رغوية.
على الرغم من تبسيط هيكل حزمة البطاريات الحالية بشكل كبير، لا يزال التواصل بين نظامي CCS وBMS يتطلب تسخير جهد منخفض. تتولى مستشعرات درجة الحرارة والجهد في نظام CCS جمع الإشارات، بينما يتولى تسخير الاتصالات نقل البيانات بين نظامي BMS وCCS.
من أجل ضمان استقرار نقل الإشارة، فإن معالجة الحماية والعزل لتوصيلات الاتصالات أمر بالغ الأهمية، مما يمكن أن يمنع بشكل فعال تأثير التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي على الإشارة.
