O que é um módulo de bateria?
Módulo de bateria é uma unidade intermediária de armazenamento de energia entre a célula da bateria e a bateria. O módulo de bateria consiste em várias células de bateria conectadas em série e paralelo, além de elementos estruturais auxiliares que servem para agrupar a corrente, coletar dados, proteger e proteger as células da bateria.
Em relação ao módulo de bateria, frequentemente vemos expressões como 2P4S, onde P refere-se à conexão paralela e S refere-se à conexão em série. Conectando dois grupos de quatro células de bateria em série e em paralelo, obtemos um módulo de bateria 2P4S com um total de oito células de bateria.
Índice
What is the Use of Battery Module?
Simplificando, módulos de bateria são usados para atingir a tensão desejada, capacidade e potência. Esses módulos de bateria podem ser usados como blocos de construção para baterias maiores, fornecendo uma solução escalável e eficiente para uma variedade de aplicações.
Os módulos de bateria desempenham um papel vital nos sistemas de armazenamento e transmissão de energia. Seu objetivo principal é armazenar energia elétrica e fornecê-la quando necessário, como uma fonte de energia confiável e eficiente.. Módulos de bateria combinam múltiplas células de bateria para atingir tensão mais alta, capacidade e potência de saída do que uma única célula de bateria.
Combinando células de bateria no módulo de bateria, os fabricantes podem criar unidades padronizadas que são mais fáceis de gerenciar, substituir e expandir. Esta abordagem modular permite que baterias maiores sejam construídas combinando vários módulos de bateria, permitindo que soluções de energia sejam adaptadas a aplicações específicas.
Essencialmente, um módulo de bateria preenche a lacuna entre uma única célula de bateria e um sistema completo de armazenamento de energia, proporcionando um versátil, solução gerenciável e segura para armazenar e fornecer energia em diversas aplicações.
Nascimento do Módulo de Bateria
Uma célula de bateria, de uma perspectiva de fabricação mecânica, sofre de características mecânicas pobres e interfaces externas hostis, entre outros problemas:
- O tamanho, a forma e outros estados físicos externos não são estáveis, com o processo do ciclo de vida produzirá mudanças óbvias.
- A falta de instalação mecânica simples e confiável e interface de fixação.
- A falta de conexão de saída conveniente e fácil e interface de monitoramento de status.
- Sua própria fraca proteção mecânica e de isolamento.
Devido a esses problemas com uma célula de bateria, uma camada adicional deve ser adicionada para resolvê-los e tornar a célula da bateria mais fácil de montar e integrar. O módulo de bateria consiste em algumas a uma ou duas dúzias de unidades de células com um estado externo relativamente estável, mecânica conveniente e confiável, interfaces de saída e monitoramento, bem como isolamento mais forte e proteção mecânica, que é uma boa solução para o problema de uma única célula.
Os principais benefícios dos módulos de bateria padrão incluem:
- Pode realizar mais facilmente a produção automatizada, e tem uma alta eficiência de produção, a qualidade do produto e os custos de produção são mais fáceis de controlar.
- Pode formar um alto grau de padronização, ajudam a reduzir significativamente os custos da linha de produção e a melhorar a eficiência da produção. Interfaces e especificações padrão para o mercado competir plenamente com escolha bidirecional, e manter uma melhor operabilidade de utilização da escada.
- Excelente confiabilidade, todo o ciclo de vida dos aspectos mecânicos e de isolamento da bateria pode formar uma boa proteção.
- Custos de matéria-prima relativamente baixos, não causará muita pressão nos custos finais de montagem do trem de força.
- O valor da menor unidade sustentável é relativamente pequeno, o que tem um efeito significativo na redução dos custos pós-venda.
Estrutura dos componentes do módulo de bateria
Como visto na foto acima, o módulo da bateria é composto principalmente de células de bateria, placas de isolamento, placas finais, CCS(Sistema de conexão celular), placas de cobertura superior, e placas inferiores isoladas.
Estes não são absolutos, o módulo de bateria pode ajustar sua estrutura de composição de acordo com diferentes situações do projeto. Por exemplo, se a bateria precisar operar em um ambiente de baixa temperatura, filme de aquecimento pode ser adicionado. Não quero usar fita adesiva para fixar também pode ser substituída por placa lateral.
Processo de montagem do módulo de bateria
Simplesmente falando, o processo de montagem do módulo de bateria consiste em conectar e montar várias células de bateria com estrutura de estrutura, Sistema de conexão celular (CCS), componentes de isolamento e outras peças, e então faça todos os tipos de testes. Abaixo está o processo detalhado de montagem de um módulo de bateria.
1. Célula de bateria on-line
O braço robótico organiza as células da bateria recebidas na estrutura do material, que é puxado pelo carrinho AGV para a parte de carregamento no local para carregamento. Cada local com uma estrutura de material é detectado automaticamente. Se faltar material, a função de detecção exibirá um aviso antecipado através do sistema de luz de segurança e MES (Sistema de gerenciamento de informações de fabricação).
2. Teste OCV/ACR de célula de bateria
O braço robótico agarra a célula da bateria da estrutura do material e desce, realizando automaticamente as funções de digitalização de código, confirmando a polaridade da célula da bateria, Detecção de OCV, e comparação de valor K. Além disso, o processo tem uma função de detecção anti-embotamento da polaridade da célula da bateria e uma função anti-embotamento da recodificação da célula da bateria. Então, se houver alguma anormalidade, ele irá alarmar e colocar a célula da bateria na mesa NG.
3. Inversão e limpeza da célula da bateria
O braço robótico colocará as células da bateria de acordo com os requisitos de design do módulo de bateria, aplique cola nas células da bateria, colar a tampa de isolamento e a folha de isolamento térmico enquanto pode virar várias células da bateria. O limpador de plasma realizará a limpeza relacionada da célula da bateria. O tratamento de superfície de plasma é um método de tratamento a seco, apenas a superfície do material é tratada, é uma maneira mais segura de limpar baterias de íon de lítio.
4. Colagem de células de bateria
De acordo com o número de células de bateria no módulo de bateria e o local de colagem, o dispositivo de colagem da célula da bateria é colocado separadamente para colagem. As posições de colagem são geralmente placas finais, placas laterais, almofadas amortecedoras, folhas isolantes da placa final e assim por diante.
5. Empilhamento de células de bateria
O braço robótico agarra as células da bateria na mesa de empilhamento para empilhá-las. Durante o processo de empilhamento, existem funções de centralização e modelagem para manter o módulo da bateria em um plano. Depois que o módulo de bateria empilhado for formado, as informações como a posição de colocação das células da bateria no módulo da bateria devem ser inseridas no sistema para realizar a ligação entre o código do módulo da bateria e as células da bateria, e o código do módulo deve ser impresso no processo posterior.
6. Pacote de módulos
Após a conclusão do empilhamento, o módulo da bateria é automaticamente agarrado pelo braço robótico à mesa de formação, e depois enrolado pelo conjunto manual de fita.
7. Impressão de código QR
O código QR do módulo de bateria gerado durante o processo de empilhamento é colocado no módulo de bateria.
8. Quiescência do Módulo de Bateria
Armazene o módulo de bateria na posição de repouso para silenciar.
9. Limpeza de coluna de pólo/posicionamento fotográfico
Depois que o módulo da bateria é transportado para a estação de posicionamento visual e limpeza a laser da coluna polar, completa a digitalização automática de código e adota câmera 2D para tirar fotos para posicionamento. O laser é usado para limpar a coluna do pólo a laser para limpar as impurezas e a camada oxidada na superfície da coluna do pólo. Depois da limpeza, a superfície da coluna do pólo é branca leitosa sob inspeção visual e não tem brilho metálico.
10. Posicionamento CCS
A instalação deve garantir que a fileira de alumínio não causará curto-circuito e outros fenômenos devido a alterações durante o processo de soldagem. Depois que a instalação for concluída, solte e deixe o módulo da bateria fluir para a estação de soldagem automaticamente.
11. Soldagem a laser
Feche a porta da sala de soldagem, iniciar o equipamento, pressurizar o mecanismo de posicionamento, de modo que o gás de proteção da soldagem seja automaticamente acoplado, de modo que o sistema de três eixos carregue o alcance, CCD (Dispositivo acoplado de carga) lente de posicionamento e vibração para completar a soldagem por sua vez. Finalmente, após a conclusão da soldagem, liberar o dispositivo de compressão e outras instituições, abra automaticamente a porta da sala de soldagem, o módulo e o carrinho de fixação foram retirados da sala de soldagem.
12. Limpeza de costuras de soldagem
Depois de soldar, a costura de soldagem é aspirada e limpa.
13. Teste EOL
Este é um teste de função abrangente antes que o módulo de bateria saia da linha de produção. Primeiro escaneie o código para confirmar as informações do módulo de bateria, e então inicie o teste. A sonda é pressionada e os dados de teste são armazenados e carregados no computador de controle industrial ou MES (Sistema de Execução de Processos de Fabricação). No final do teste, a sonda é retirada e o módulo da bateria é removido.
14. Teste de tensão de isolamento
O teste de isolamento consiste em desconectar os terminais positivo e negativo do módulo de bateria do dispositivo externo, selecione o medidor de nível de tensão DC1000V para medir a resistência de isolamento entre o terminal positivo do módulo de bateria e a parte condutora exposta externa, e entre o terminal negativo do módulo de bateria e a parte condutora exposta externa. De acordo com os requisitos, o valor da resistência deve ser ≥ 1GQ. O teste de resistência à tensão serve para medir a corrente de fuga entre o pólo positivo do módulo da bateria e a parte condutora exposta externa, entre o pólo negativo do módulo de bateria e a parte condutora exposta externa.
15. Montagem superior e inferior
Instale a placa de cobertura na parte superior do módulo de bateria e a película isolante na parte inferior.
16. Módulo de bateria off-line
Use o braço robótico para deixar o módulo de bateria off-line, e, em seguida, leve o módulo de bateria para a área de armazenamento pelo carrinho AGV.
This is a video of the battery module assembly process on an automatic production line. Hope it will help you understand the battery module. If you have any questions, whether about battery cells, battery modules or production lines, please feel free to contact us.
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