Proč jsou ceny lithiových baterií tak rozdílné?

"Vaše lithiová baterie je příliš drahá! Mám tady levnější nabídku!" Po předložení nabídky zákazníkovi často slyšíme takové poznámky. Mnoho zákazníků, zejména jednotlivých kupujících, nemá o bateriích dobré znalosti. Proto se zaměřují především na výkon a cenu lithiové baterie a na počet cyklů uvedený v parametrické tabulce. Dnes vás provedeme celým výrobním procesem lithiové baterie, abyste mohli lépe posoudit a vybrat vhodnou baterii.

Kontrola článků baterie

Po každém lithiová baterie po příjezdu článků do továrny je prvním krokem jejich komplexní kontrola. Kromě prohlídky povrchu na přítomnost škrábanců nebo vypouklých míst měříme také napětí v klidovém stavu a vnitřní odpor. Tyto údaje jsou automaticky zadávány do systému. Do stejného modulu lithiové baterie mohou být zařazeny pouze články s vysoce konzistentními parametry.

Tento krok je velmi důležitý. Jakmile dojde k chybě, vzniknou problémy v následném procesu. Proto je kontrola na místě zvláště přísná.

Laserové čištění – účinnější než otírání alkoholem

Dalším krokem je laserové čištění. Z informačních tabulí na místě je patrné, že jsme laserové čištění určili jako klíčový bod řízení procesu (číslo R-T-34-3) a přísně kontrolovat účinek čištění.

Možná se ptáte: Elektrodové svorníky lithiových akumulátorových článků jsou již velmi čisté – proč je tedy musíme čistit?

Je to způsobeno tím, že povrch tyčí má velmi tenkou vrstvu oxidu a drobné olejové skvrny. Pokud se použije tradiční čištění alkoholem, je to nejen velmi neefektivní, ale alkohol také nedokáže povrch důkladně vyčistit. Pouze laserové čištění umožňuje okamžité odpaření a vypaření povrchových kontaminantů, čímž se odhalí čerstvý kovový základ. Tímto způsobem mohou být při následném svařování pájené spoje pevně spojeny a odpor může být nižší. Výrobní závod kvantitativně kontroluje účinek čištění, nikoli pouze spoléhá na čištění alkoholem nebo na to, že povrch vypadá čistý pouhým okem.

Laserové svařování – spojování článků

Po čištění následuje další klíčový krok: pomocí laseru se svařují a upevňují sběrné lišty (měděné nebo hliníkové pásy) na kladnou a zápornou elektrodu článků, čímž se spojuje desítky nebo dokonce stovky článků sériově nebo paralelně.

Na výrobním místě jsme u tohoto procesu viděli řídící tabuli, která jasně uváděla:

Hloubka průniku svařování: 0,8 – 1,5 mm

Šířka svaru: 1,5 – 3,0 mm

Tyto dva parametry přímo určují pevnost a vodivost svaru. Pokud je hloubka průniku příliš malá, může dojít snadno ke selhání svaru; pokud je příliš velká, může poškodit vnitřní komponenty lithiových článků; pokud je šířka nedostatečná, bude nedostatečná nosnost proudu.

Kromě toho továrna pravidelně provádí kontrolu profilu svaru, aby bylo zajištěno, že každý svarový šev spadá do stanoveného rozsahu. Na místě svařování létají jiskry všude kolem, ale CCD vizuální kontrola v blízkosti pořizuje snímky v reálném čase. Při výskytu pórů nebo trhlin se okamžitě aktivuje poplach, čímž se zajišťuje přísná kontrola tohoto procesu.

Závěreční test modulu (EOL) – jediným testem zjistíte, zda je svar kvalitní či nikoli

Po svaření modulu není okamžitě zabalen, ale nejprve je umístěn do testovací skříně pro konečné (offline) testování: izolační odpor, výdržné napětí, celkové napětí modulu, kapacita… Všechna data jsou automaticky nahrána, čímž je zajištěno, že lze každý modul dohledat.

Tento krok efektivně odhalí lithiové bateriové moduly se špatnou kvalitou svařování nebo neobvyklou shodou článků a zajistí, že žádné nepodstatné výrobky nepostoupí do dalšího procesu.

Sestavení lithiové bateriové sady – řídicí systém baterie (BMS) a systém tepelného řízení

Po absolvování výše uvedeného procesu jsou kvalifikované bateriové moduly umístěny do pouzdra bateriové sady a následně jsou nainstalovány řídicí systém baterie a systém tepelného řízení.

The lithiová baterie řídicí systém, také známý jako BMS, má za hlavní funkci sledovat napětí, proud a teplotu článků v reálném čase a řídit nabíjení a vybíjení.

Systém tepelného řízení je obvykle chladicí deska s kapalinou nebo ventilátor pro chlazení proudem vzduchu. Jeho hlavní funkcí je zajistit, aby se baterie v zimě ohřívala a v létě nepřehřívala, čímž se zajišťuje dlouhodobé používání. V této fázi lze pozorovat bezpočet vzorkovacích kabelových svazků a chladicích potrubí.

Test před uzavřením – izolační pevnost vůči napětí a těsnost vůči vzduchu

Před uzavřením horního krytu bateriového balení je nutné provést dva „životně důležité testy“:

Test izolační pevnosti vůči napětí: Na izolaci mezi skříní bateriového balení a vnitřním vysokonapěťovým obvodem se aplikuje násobek provozního napětí, aby se zjistilo, zda dojde k úniku proudu.

Test těsnosti vůči vzduchu: Při tomto testu se uzavřené lithiové bateriové balení naplní stlačeným vzduchem a měří se pokles tlaku. Pro splnění standardu IP67 znamená, že balení musí být půl hodiny ponořeno ve vodě, aniž by došlo k proniknutí vody.

Pokud tyto dva testy selžou, budou výrobky okamžitě vráceny na opravu nebo se zahodí bez možnosti vyjednávání.

Offline a digitální sledovatelnost

Nakonec každý lithiová baterie balíček musí absolvovat kompletní koneční test (EOL), včetně nabíjení a vybíjení, komunikační funkce (BMS a externí CAN komunikace), izolačního a napěťového odolnostního testu a dalších komplexních výkonnostních testů. Všechny tyto testy musí být úspěšně dokončeny, než mohou být výrobky uvedeny na trh.

Zde stojí za zmínku: V dílně jsem viděl mnoho počítačových monitorů (ty fotografie s opakovaně se objevující obrazovkou spuštění počítače). Na začátku jsem byl zmatený, ale později jsem pochopil – jednalo se ve skutečnosti o provozní terminály automatického testovacího systému, systému digitální sledovatelnosti dat MES a systému monitorování svařovacích parametrů. Každý proces, každý parametr a každý výsledek testu je v reálném čase nahrán do cloudu.

Nakonec každý lithium-iontový bateriový modul vygeneruje jedinečný QR kód – tzv. „osvědčení o narození“, jehož naskenováním lze získat veškerá klíčová data o tomto modulu z výrobní linky.

Shrnutí

Díky tomuto článku by měl každý získat určitou představu o výrobním procesu lithium-iontových baterií před jejich expedicí. Od výběru bateriových článků až po testovací fáze během montáže je každý krok sledován a monitorován prostřednictvím dat. To našim zákazníkům poskytuje vysoký pocit bezpečí.