Ligne d'assemblage automatique de modules de batteries de stockage d'énergie et de PACK

Ligne d'assemblage automatique de modules de batteries de stockage d'énergie et de PACK

Présentation du produit
ACEY-APAL-ESS Stockage d'énergie automatique La ligne de production de packs de batteries est conçue pour la production de modules de batteries au lithium prismatiques et de packs de batteries de stockage d'énergie. La ligne complète combine la manutention automatisée des cellules, les tests OCV, le tri, l'empilage, la compression, le nettoyage laser, le soudage laser, les tests des modules, l'assemblage des PACK, les tests EOL et la gestion de la traçabilité.

La ligne de production se compose de deux sections principales : la ligne d'assemblage des modules de batteries et module assembly linela ligne d'assemblage des packs de batteries Elle peut être configurée pour des conceptions de batteries de stockage d'énergie refroidies par liquide et refroidies par air, et adaptée à différentes tailles de cellules, structures de modules, capacités de production et exigences d'automatisation.

La configuration de référence est basée sur un module 1P13S refroidi par liquide utilisant des cellules prismatiques, tandis que l'outillage et les fixations peuvent être ajustés pour d'autres formats de modules.

Applications

Cette ligne de production de batteries de stockage d'énergie convient pour :

• Systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels
• Systèmes de stockage d'énergie par batteries conteneurisés
• Packs de batteries de stockage d'énergie résidentiels
• Packs de batteries de stockage d'énergie refroidis par liquide
• Packs de batteries de stockage d'énergie refroidis par air
• Modules de batteries prismatiques LiFePO₄
• Production de PACKs de batteries au lithium haute capacité
• Projets d'assemblage personnalisés de modules ESS et de PACKs

Caractéristique principales

• Compatible avec les packs de batteries de stockage d'énergie refroidis par liquide et par air.
• Prend en charge les cellules prismatiques à coque en aluminium d'environ 100 Ah à 314 Ah.
• Configurable pour les structures de modules 1P8S, 1P12S, 1P13S et certaines structures à double rangée.
• Chargement automatisé des cellules, tri, empilage, inspection de polarité, nettoyage laser et soudage laser.
• Force de compression du module réglable de 10 à 1 500 kgf.
• Numérisation intégrée des codes-barres et traçabilité des données MES.
• Enregistrement automatique des données OCV, de résistance interne, de soudage, de compression et des tests EOL.
• La conception modulaire de la ligne prend en charge le changement de produit et l'extension future de la capacité.
• Compatible avec des outillages personnalisés pour différentes dimensions de cellules, modules et PACKs.
• Les postes d'assemblage manuel des PACKs peuvent être ajustés selon le processus de production du client.

Organigramme du processus de la ligne complète

*Module de batterie Assemblage Processus

*Assemblage de PACK de batteriebly Processus

Toute la ligne d'agencement

*2D Mise en pagemise en page

*Pleine ligne Taille Diagramme

Taille globale de la ligne : 56x8,5x3,5 m (L*l*H m) (la taille finale est soumise à la conception réelle).
La ligne entière est divisée en : section de traitement des cellules, section d'empilage des modules, section de pré/soudage/post-traitement des modules, section de traitement en ligne des boîtiers PACK, section d'assemblage des modules dans les boîtiers, section de test des produits finis PACK et section hors ligne.

*3D Mise en pageymise en page

Assemblage des modules de batterieligne

1. Chargement des cellules Chargement
Les cellules prismatiques sont fournies dans des plateaux en mousse ou des boîtes et sont transférées manuellement vers la zone de chargement. Un robot équipé d'un système de vision identifie la position des cellules, saisit les cellules et les place sur le convoyeur d'entrée OCV.
Après le retrait de toutes les cellules, le robot transfère la boîte vide vers la station de placement des boîtes vides désignée. Des clôtures de sécurité sont installées autour de la zone de chargement robotisée.

Fonctions principales

• Reconnaissance automatique de la position des cellules
• Chargement robotisé guidé par CCD
• Capacité de préhension de plusieurs cellules
• Manutention automatique des boîtes vides
• Chargement des cellules sur le convoyeur OCV
• Clôtures de sécurité et protection par verrouillage

2. Tri OCV des batteries
Chaque cellule est automatiquement scannée avant le test. Le système mesure la tension en circuit ouvert et la résistance interne et peut calculer la valeur K selon les exigences de processus configurées.Chaque cellule est automatiquement scannée et testée pour la tension en circuit ouvert et la résistance interne. Le système calcule la valeur K, trie les cellules conformes dans quatre canaux selon la recette du module et transfère les cellules non conformes vers le convoyeur NG ou la station de reprise.

Après le tri, les cellules sont automatiquement retournées lorsque cela est nécessaire et transférées vers le convoyeur de traitement. Une tête de nettoyage plasma entraînée par servo nettoie le film isolant de la cellule avant l'application manuelle d'adhésifs ou de tampons isolants. Les cellules terminées sont ensuite positionnées verticalement par un mécanisme automatique et transférées vers la station d'empilage des modules.
Les cellules sont réparties dans quatre canaux de tri selon les résultats des tests et la recette du module. Les cellules non conformes sont automatiquement transférées vers le convoyeur NG ou le chariot de reprise.

Fonctions principales

• Reconnaissance des codes QR et des codes-barresFonctions principales
• Reconnaissance des codes QR et des codes-barres
• Test de la tension en circuit ouvert et de la résistance interne
• Calcul de la valeur K
• Tri automatique à quatre canaux
• Rejet automatique des produits NG
• Regroupement des cellules basé sur la recette
• Retournement sélectif des cellules
• Nettoyage de surface au plasma
• Application manuelle d'adhésif ou de tampon isolant
• Redressement automatique des cellules
• Téléversement des données MES et traçabilité
• Stockage jusqu'à 13 cellules par canal de tri

4. AutomatiqueEmpilage de modules
Le système d'empilage automatique organise les cellules préparées selon la configuration série et parallèle sélectionnée.

L'opérateur peut définir la recette de module requise via l'écran tactile du PLC. Les pinces d'empilage transfèrent les cellules redressées vers le dispositif d'empilage et terminent automatiquement l'agencement du module.

Fonctions principales

• Empilage contrôlé par recette
• Positionnement automatique des cellules
• Stations d'empilage doubles disponibles
• Séquence d'empilage réglable
• Compatible avec les modules de référence jusqu'à 1P13S 314 Ah
• Outillage d'empilage personnalisé pour différents formats de modules

5. Compression du module et installation de la bande d'acier
Après l'empilage, le module est transféré vers la station de compression. Le vérin électrique servo applique une pression contrôlée via les plaques d'extrémité du module.

La force et la course de compression peuvent être ajustées selon les dimensions du module. Après compression, le module peut être fixé avec des bandes d'acier ou des sangles acier-plastique.

Tous les codes de cellules peuvent être scannés et associés à un nouveau code-barres de module généré pour assurer la traçabilité de la production.

Fonctions principales

• Force de compression réglable
• Course de compression réglable
• Plage de force de référence : 10–1 500 kgf
• Conception à double protection
• Fente de pré-installation de la bande d'acier
• Compatible avec la compression côté gauche et côté droit
• Génération de code-barres de module
• Données de compression téléversées vers le MES
• Réglage des paramètres via écran tactile

6. Inspection de polarité et positionnement des bornes
Un système de vision CCD scanne le code-barres du module et inspecte la position et la polarité de chaque borne de cellule.

Les coordonnées d'inspection sont enregistrées et transférées aux stations suivantes de nettoyage laser et de soudage laser. Les modules qui échouent à l'inspection sont automatiquement transférés vers le poste NG avec une alarme sonore et visuelle.

Fonctionsprincipales

• Scan automatique du code-barres du module
• Positionnement des bornes de cellule
• Inspection de la polarité positive et négative
• Génération de coordonnées basée sur la vision
• Rejet du module NG
• Téléversement des données d'inspection MES

7. Nettoyage laserNettoyage du laser
La station de nettoyage laser élimine les couches d'oxyde, la poussière et les contaminations de surface des bornes des cellules avant le soudage.

Le système lit le code du module et récupère les coordonnées correspondantes des bornes. Une caméra CCD, un capteur de distance laser et un portique à trois axes guident la tête de nettoyage laser vers chaque borne. Une fois le nettoyage terminé, le mécanisme se réinitialise et la palette passe au processus suivant ;

8. Barre omnibus et CCSPlacement
Le module est transféré vers la station de placement manuel des barres omnibus. L'opérateur installe le dispositif de positionnement et place les barres omnibus, les blocs de bornes positives et négatives ou l'assemblage CCS selon la recette de module sélectionnée.Après le placement, le module est libéré vers la station de soudage laser.

9. Soudage laser
La station automatique de soudage laser connecte les barres omnibus aux bornes des cellules.Le système scanne le code du module, récupère les coordonnées de positionnement, identifie les points de référence, ajuste la distance focale, serre les barres omnibus et termine automatiquement le processus de soudage.

Fonctions principales

• Scan automatique des codes-barres
• Positionnement assisté par CCD
• Soudage laser Galvo
• Réglage automatique de la distance focale
• Serrage des barres omnibus avec amortissement par ressort
• Enregistrement des paramètres de soudage
• Téléversement des données MES
• Arrêt d'urgence et protection de sécurité

11. Test EOL du module
La station EOL du module utilise des sondes réglables indépendamment pour entrer en contact avec les bornes du module et les positions des plaques d'extrémité.

Éléments detest disponibles :

• Tension totale du module
• Résistance interne CA
• Résistance d'isolement
• Tension de tenue diélectrique
• Test de fuite
• Vérification des bornes positives et négatives

12. Transfert du module
Les modules qualifiés sont transférés de la ligne de modules vers la section d'assemblage PACK à l'aide d'un système de levage par portique.

Le système de levage de référence offre une capacité de charge maximale de 500 kg et comprend une protection contre les pertes d'alimentation, les opérations accidentelles et le décrochage du crochet.

Palette d'outillage du module
La palette d'outillage se compose d'une plaque de base en aluminium de 15 mm et d'une couche de surface isolante en bakélite de 5 mm, avec des dimensions globales de 1 200 × 600 × 20 mm.

Module Convoyeur Système
Un convoyeur à chaîne double vitesse continue transfère les modules entre les postes de travail. Des élévateurs installés aux deux extrémités permettent le retour automatique des palettes d'outillage et une circulation en boucle fermée.

BatterieLigne d'assemblage de packs batterie

La section PACK utilise des convoyeurs à rouleaux modulaires entraînés par chaîne et peut être divisée en trois zones :

1. Préparation du boîtier PACK
2. Chargement des modules et assemblage du PACK
3. Test final du PACK et déchargement

1. Préparation du boîtier PACKPréparation
La plaque de refroidissement liquide ou le boîtier PACK est chargé manuellement sur la ligne de production et testé pour son étanchéité à l'air. Après le test, le système génère un code-barres PACK et téléverse le résultat vers le système de traçabilité MES.

Le boîtier est ensuite positionné au poste d'application d'adhésif, où l'opérateur applique l'adhésif conformément à la recette de production. Après l'application de l'adhésif, les modules de batterie sont soulevés depuis la ligne de modules et placés dans le boîtier PACK à l'aide d'un système de levage à portique.

Processus principaux :
Test de la plaque de refroidissement liquide → Génération du code-barres PACK → Application manuelle d'adhésif → Chargement des modules dans le boîtier PACK

2. Chargement des moduleset assemblage du PACK
Après le chargement des modules dans le boîtier, les opérateurs terminent la fixation des modules, l'installation du faisceau de câblage, l'installation du BMS et l'installation du couvercle supérieur.

Au poste d'installation du BMS, les codes-barres du module et du BMS sont scannés et associés. Le système intègre ensuite les informations du module et du BMS dans le code-barres PACK et téléverse les données vers le système MES pour la traçabilité de la production.

Processus principaux :
Fixation du module → Installation du faisceau de câblage → Installation du BMS et association du code-barres → Agencement du câblage → Installation du couvercle supérieur

3. Test finalet déchargement
Le PACK assemblé est transféré vers la section de test final. La station PACK EOL peut tester la résistance d’isolement, la tension de tenue diélectrique, la communication BMS, la tension à vide, la résistance interne CA et la surveillance de la température.

Après le test EOL, le PACK complet est soumis à un test d’étanchéité à l’air. Tous les résultats des tests sont associés au code-barres du PACK et téléversés dans le système MES. Les produits qualifiés sont ensuite retirés de la ligne à l’aide d’un système de levage à portique.

Processus principaux :
Test EOL du PACK → Test d’étanchéité à l’air → Téléversement des données de test → Déchargement du PACK

Système de convoyeur PACK
La ligne d’assemblage PACK utilise un convoyeur à rouleaux entraîné par chaîne avec une structure de retour d’outillage supérieur et inférieur. La ligne est fabriquée en sections modulaires, chaque section mesurant environ 2,5 mètres de long et étant équipée d’un éclairage, de butées et d’interrupteurs de commande.

Principaux paramètres techniques

La capacité de production est calculée sur la base du module refroidi par liquide de référence 1P13S et exclut le temps de chargement et de déchargement manuel. Les paramètres finaux sont déterminés par les dessins de produit approuvés et la configuration de la ligne.

MES et traçabilité de la production
Toutes les machines principales peuvent être connectées au système MES pour une collecte centralisée des données de production et une traçabilité.

Des protocoles de communication MES et un environnement serveur compatible sont requis pour l'intégration du système. Selon le périmètre du projet, le système peut enregistrer :

• Informations sur les codes-barres des cellules
• Résultats de la tension en circuit ouvert (OCV) et de la résistance interne
• Classe de tri des cellules
• Recette du module
• Force de compression et course du module
• Résultats de l'inspection de polarité
• Paramètres de nettoyage laser
• Paramètres de soudage laser
• Résultats EOL du module
• Informations de liaison du BMS
• Résultats EOL du PACK
• Résultats d'étanchéité à l'air
• Enregistrements des produits NG et des reprises

Exigences d'installation de l'usineences

FAQ

*Quelles cellules de batterie la ligne de production peut-elle traiter ?
La ligne de référence est conçue pour des cellules lithium à boîtier prismatique en aluminium d'environ 100 Ah à 314 Ah. D'autres dimensions de cellules peuvent être prises en charge grâce à des outillages et des mécanismes de manutention personnalisés.

*La ligne est-elle entièrement automatique ?
La section module comprend le chargement, le tri, l'empilage, l'inspection, le nettoyage, le soudage et les tests automatisés. Plusieurs processus d'assemblage, notamment dans la section PACK, sont réalisés manuellement ou semi-automatiquement. Le niveau d'automatisation peut être augmenté selon les exigences du projet.

*La ligne peut-elle produire des packs de batteries à refroidissement liquide et à refroidissement par air ?
Oui. La ligne peut être configurée pour les conceptions de batteries de stockage d'énergie à refroidissement liquide et à refroidissement par air.

*La ligne prend-elle en charge l’intégration MES ?La ligne prend-elle en charge l’intégration MES ?
Oui. Les données de production des cellules, modules, BMS, du soudage, des tests et des PACK peuvent être téléchargées vers le système MES du client. Le client doit fournir le protocole de communication et l’interface serveur.

*La taille du module peut-elleêtre personnalisée ?
Oui. Les équipements de positionnement pour l’empilage, la compression, le convoyage, le levage, l’inspection et le soudage peuvent être personnalisés selon les dimensions du module et la configuration série-parallèle.

*Quels tests sont inclus ?
La ligne peut inclure des tests OCV et de résistance interne, une inspection de polarité, des tests de tension du module, des tests de résistance d’isolement, des tests de tenue diélectrique, des tests de communication BMS, des tests EOL PACK et des tests d’étanchéité à l’air.

*Combien de temps la modification de produit prend-elle ?
Le temps de changement de référence est généralement inférieur à quatre heures. Le temps réel dépend des différences entre les modèles de produits et du nombre d’équipements de positionnement ou de paramètres devant être modifiés.