De la fabricarea celulelor bateriei de stocare a energiei la PACK de baterii în grupuri, sudarea este un proces de fabricație foarte important, conductivitatea bateriei cu litiu, rezistența, etanșeitatea la aer, rezistența la oboseala metalelor și la coroziune, este un criteriu tipic de evaluare a calității sudurii bateriei. Alegerea metodei de sudare și a procesului de sudare va afecta direct costul bateriei, calitatea, siguranța și consistența bateriei.
Printre multe metode de sudare, sudarea cu laser se remarcă prin următoarele avantaje: în primul rând, sudarea cu laser are densitate mare de energie, deformare mică de sudare și zonă mică afectată de căldură, ceea ce poate îmbunătăți în mod eficient precizia pieselor, iar cusătura de sudură este netedă, lipsit de impurități, uniform și dens, fără lucrări suplimentare de șlefuire;
În al doilea rând, sudarea cu laser poate fi controlată cu precizie, punct mic de focalizare, poziționare de înaltă precizie, cu brațul robotizat este ușor de realizat automatizarea, îmbunătățirea eficienței sudurii, reducerea orelor de lucru, reducerea costurilor; În plus, sudarea cu laser a plăcilor subțiri sau a sârmelor cu diametru fin nu va fi la fel de ușoară ca sudarea cu arc prin problema de topire.
Metodele de sudare a bateriilor de stocare a energiei includ în principal lipirea prin val, sudarea cu ultrasunete, sudarea cu laser, sudarea cu laser a metalelor diferite, dintre care sudarea cu laser este în prezent cele mai populare metode de sudare.
Acumulator de energie
Metode de sudare a bateriilor de stocare a energiei:
- Sudarea prin valuri: în esență o combinație de sudare cu ultrasunete și sudare cu laser;
- Sudarea cu ultrasunete: beneficiile acestui program sunt sudarea simplă, dar trebuie să ocupe mai mult spațiu, volumul modulului în eficiența grupului va fi mai mic;
- Sudarea cu laser: acest program este în prezent cel mai utilizat, dar structura este puțin diferită;
- Sudare cu laser diferită a metalelor: această metodă de sudare într-un grup este, de asemenea, foarte eficientă, viteză de producție rapidă.
Ce este sudarea cu laser?
Sudarea cu laser se face prin sistemul optic, utilizarea densității mari de energie a fasciculului laser ca sursă de căldură, fasciculul laser va fi concentrat pe o zonă foarte mică, într-o perioadă foarte scurtă de timp, astfel încât locul sudat să formeze un zona sursă de căldură de energie foarte concentrată, astfel încât materialul sudat se topește și se formează o sudură solidă sau cordon de sudură.
Sudarea cu laser este un nou tip de metodă de sudare, aflată în prezent în stadiul de dezvoltare de mare viteză. Când se utilizează sudarea cu laser, zona afectată de căldură a piesei de prelucrat este mică; îmbinarea de sudură este mică, iar precizia dimensiunii sudurii este mare; metoda de sudare este sudarea fără contact, nu este necesară nicio forță externă, deformarea produsului este mică, calitatea sudurii este ridicată, eficiența este ridicată și este ușor de realizat producția automată.
Echipament de sudare cu laser pentru acumulator de stocare a energiei
Structura bateriilor conține de obicei o varietate de materiale, cum ar fi oțel, aluminiu, cupru, nichel etc. Aceste metale pot fi transformate în electrozi, fire sau carcase, prin urmare, indiferent dacă este vorba de un material sau de o varietate de materiale între suduri. , procesul de sudare propune cerințe ridicate.
Avantajul procesului de sudare cu laser constă în gama largă de materiale care pot fi sudate și capacitatea de a suda între diferite materiale.
Tipuri de sudare cu laser
Tipurile de sudare cu laser includ sudarea cu conducție de căldură cu laser și sudarea cu laser prin topire adâncă. Principala diferență dintre sudarea prin conducție de căldură și sudarea prin topire adâncă este densitatea de putere aplicată pe suprafața metalului pe unitatea de timp, care are praguri diferite pentru diferite metale.
Trei lasere majore utilizate în mod obișnuit pentru sudarea cu laser a bateriilor de stocare a energiei
Bateria de stocare a energiei este un întreg compus din echipamente de stocare a bateriei (de la o singură componentă → modul de acumulator → dulap baterie → unitate de stocare a bateriei → echipament de stocare a bateriei), PCS și legături de filtrare.
Câmp de sudare cu laser a bateriei de stocare a energiei, utilizarea curentă a celui mai puls laser, laser continuu, laser cvasi-continuu.
Laser pulsat: laser YAG, laser MOPA;
Laser continuu: laser semiconductor continuu, laser cu fibră continuă;
Lasere cvasi-continue: seria laser QCW.
Pentru aceste lasere, ele pot fi înțelese în felul următor: folosind un ciocan pentru a sparge cuiul unul câte unul, care este pulsat; apăsarea cuierului direct cu mâna, care este continuă; atunci când forează o gaură, burghiul forează continuu timp de 10 secunde, se odihnește o secundă, apoi forează din nou continuu timp de 10 secunde, se odihnește încă o secundă, ceea ce se numește cvasi-continuu.
Laserul pulsat se referă la laserul a cărui lățime a impulsului laser unic este mai mică de 0.25 secunde și funcționează o singură dată la fiecare anumit interval de timp, care are o putere mare de ieșire și este potrivit pentru marcarea, tăierea, distanțarea și așa mai departe cu laser. pe.
Laser pulsat Crylas-1064nm
Laserele pulsate obișnuite includ lasere cu ytriu și aluminiu granat (YAG), lasere cu rubin și lasere cu sticlă cu neodim printre laserele cu stare solidă, precum și laserele cu molecule de azot și laserele cu excimeri. Laserele cu impulsuri se bazează pe principiul laserului YAG, cu energie mare cu un singur impuls și consum mare de energie, necesitând înlocuirea regulată a consumabilelor precum lămpile cu xenon, care trebuie echipate cu un răcitor.
Laser pulsat 1550nm
Acest tip de laser este un laser foarte matur, costul unei singure mașini este relativ scăzut, este, de asemenea, în prezent cel mai utilizat în sudarea metalelor un laser, deoarece pe baza principiului laserului YAG, industria generală este limitată de tehnica Condițiile limitărilor puterii laser nu pot fi foarte mari, generalul convențional în 500W, cel mai mare din țară pe 1,000W, eficiența conversiei electro-optice nu este mare (la aproximativ 13 la sută ) . Eficiența conversiei electro-optice nu este mare (aproximativ 13 la sută).
Laser pulsat
Laserul continuu este un laser care produce lumină în mod continuu, adică are o stare de lucru stabilă, adică o stare de echilibru. Numărul de particule din fiecare nivel de energie și câmpul de radiație din cavitatea unui laser continuu au o distribuție stabilă.
Lucrarea sa este caracterizată de excitarea materialului de lucru și de ieșirea laser corespunzătoare, care poate fi efectuată în mod continuu pe o perioadă lungă de timp. În această categorie aparțin laserele cu stare solidă excitate de o sursă de lumină continuă și laserele cu gaz și laserele semiconductoare operate prin excitație electrică continuă.
Lasere continue
Deoarece supraîncălzirea dispozitivului este adesea inevitabilă în timpul funcționării continue, majoritatea necesită măsuri adecvate de răcire.
Laserele continue se bazează pe principiul laserului cu fibră YLP, deoarece pot emite în mod continuu lumină la o putere constantă (atunci când laserul emite lumină suficient de rapid și în număr suficient, este conectat la o linie), energia laser de ieșire este constantă, stabilitatea laserului este foarte bună, modelul spot este, de asemenea, foarte bun, iar eficiența conversiei electro-optice este, de asemenea, foarte mare (aproximativ 30 la sută).
Lasere continue
Laserele cvasi-continue (QCW), numite și lasere cu impulsuri lungi, produc impulsuri de ordinul ms cu un ciclu de lucru de 10%. Acest lucru conferă luminii pulsate o putere de vârf de peste zece ori mai mare decât lumina continuă, ceea ce este foarte favorabil pentru aplicații precum găurirea. În funcție de lățimea impulsului, frecvența de repetiție poate fi modulată până la 500 Hz. Laserele QCW pot fi operate atât în modul continuu, cât și în modul pulsat de putere de vârf ridicată.
Lasere cvasi-continuu
Spre deosebire de laserele convenționale continue (CW), unde puterea maximă și medie sunt întotdeauna aceleași în ambele moduri CW și CW/modulat, laserele QCW furnizează de până la 10 ori mai multă putere de vârf decât puterea medie în modul pulsat.
Acest lucru permite, prin urmare, generarea de impulsuri de microsecunde și milisecunde cu energii mari la frecvențe de repetiție de la zeci de herți la mii de herți și pot fi realizate puteri medii și de vârf de câțiva kilowați.
Laser cvasi-continuu
Echipamente de sudare cu laser în avantajele de sudare a bateriei de stocare a energiei:
- Procesul de sudare este sudură fără contact, procesul de sudare pe bara de sudare este redusă la minimum;
- Procesul de sudare nu produce alte scurgeri și alte substanțe eliberate, prevenind poluarea secundară;
- Sudarea de înaltă rezistență și etanșeitate la aer, poate satisface nevoile funcționale;
- Sudarea cu laser poate îndeplini sudarea între diferite substanțe, poate realiza și materialul membranei, de asemenea poate realiza tehnologia de conectare între substanțe eterogene;
- Sudarea cu laser este convenabilă pentru integrarea automatizării, se poate face și în funcție de capacitatea necesară de sincronizare a programului procesului de sudare cu laser, eficiență ridicată, stresul intern de sudare este mic;
- Sudarea cu laser presupune o structură simplă și convenabilă, reducând factorul de dificultate a structurii matriței;
- Procesul de sudare poate realiza monitorizare digitală inteligentă, pentru a satisface nevoile de vizualizare a datelor din procesul de sudare;
- Tipul de soluții de proces de sudare, poate fi integrat eficient cu linii de producție automate, pentru a satisface nevoile programului de producție în masă, pentru a obține o producție eficientă, un consum redus și alte caracteristici.
Tehnologia cheie a sudării cu laser în linia de producție PACK de baterii cu litiu
Linie de producție de automatizare a modulelor de baterii pentru mașină de sudat cu laser cu baterie cu litiu, care include în general încărcarea miezului, scanarea, testarea, curățarea, sortarea, stivuirea modulelor, detectarea stivuirii și sudarea modulelor, detectarea sudării, descărcarea modulelor și alte procese, sistemul de transfer de materiale, sistemul adaptiv, sistemul de poziționare viziune, managementul execuției de producție MES, etc., este tehnologia cheie în întreaga linie de producție, dar și o formă de producție importantă pentru a se adapta la lotul mic și la suport tehnic multi-specii.
Sistem de transfer de material
De la încărcarea miezului până la descărcarea finală a modulului, întregul transfer de material este finalizat prin sistemul de transfer de material. Sistemul de transfer de materiale poate extinde, de asemenea, în mod flexibil, stațiile de lucru în funcție de nevoile de ajustare ale procesului, iar transferul între diferite stații de lucru nu necesită operare umană. Placa de poziționare a modulelor vine cu un mecanism de reglare a dimensiunii produsului, care poate fi adaptat la prinderea modulelor de diferite dimensiuni și este foarte potrivită pentru nevoile de producție în loturi mici, cu mai multe specii.
Sistem adaptiv
În procesul de producție al modulelor de baterie, cele mai comune tipuri de celule sunt pachetul moale, pătrate și cilindrice. După stivuirea diferitelor dimensiuni de celule în diferite dimensiuni de module, fiecare proces trebuie adaptat cu un sistem adaptiv pentru a asigura legătura întregii linii, în special în procesul de sudare, care poate fi adaptat numai la diferite dimensiuni de module pentru a finaliza procesul PACK al modulului.
Sistemul adaptiv adoptă o legătură combinată cu mai multe axe pentru a implementa poziționarea pozițională în zona de prelucrare a produsului și completează munca de sudare și transmite la următorul proces fără nicio limitare a materialelor primite.
Sistem de poziționare vizuală
Curățarea suprafeței de sudură a celulei bateriei, marcarea modulului, sudarea pieselor convergente este de obicei finalizată prin prelucrare cu laser, asamblare a modulului bateriei, adesea cu toleranțe dimensionale mari, este dificil de îndeplinit cerințele de prelucrare cu laser pe dimensiunea poziției golului, rezultând o scăderea rapidă a calității procesării.
Introducerea sistemului de poziționare vizuală poate satisface cererea de poziționare precisă, precizia poate ajunge la ±0.05mm, prin viziunea achiziției de date foto și poate alimenta abaterea materialului de intrare la sistemul de control, astfel încât pentru a realiza poziția de procesare a poziționării de înaltă precizie.
MES Producție Execuție Management Sistem
MES Manufacturing Execution Management System are o platformă de dezvoltare deschisă, care poate finaliza implementarea și dezvoltarea proiectului MES în funcție de nevoile utilizatorului într-un mod rapid și agil, bazat pe platforma de bază a sistemului, iar forța de muncă trebuie doar să ghideze lucrează în conformitate cu instrucțiunile de parametri ale MES și îmbunătățește informațiile existente despre setările de producție după statistici și analize cuprinzătoare sub formă de diagrame și grafice.
De la încărcarea de bază până la descărcarea finală a modulului, parametrii, datele și alte informații primite ale fiecărui proces pot fi interogați rapid și analizate în timp util prin sistemul MES, ceea ce face procesul cu adevărat controlabil și eficient.
Pachetul de date de proces în procesul de sudare cu laser este integrat direct în sistemul MES pentru a facilita utilizatorilor să apeleze și să comute, întregul set de sistem MES poate transforma direct linia de producție într-un atelier de producție cvasi-fără echipaj, iar muncitorii manuali trebuie doar să facă completați materialele din periferie, ceea ce îmbunătățește siguranța.
Cu interfața de comunicare industrială rezervată, utilizatorii pot nu numai să realizeze monitorizarea și managementul de la distanță, ci și să se andoceze eficient cu ERP-ul întreprinderii, realizând cu adevărat o fabrică inteligentă și informativă.
