淺析電池PACK建線要求

代銳華

摘要：為幫助新建電池PACK裝配線的制造工廠了解建線的基礎匹配，解決建線過程中的前期策劃問題，基于目前成熟PACK建線現狀，提供低成本建線方案。

關鍵詞：測試設備;臺車;鋼構;吊具

1引言

近兩年，各國相繼出臺關于提倡國內新能源汽車生產的政策，大力鼓勵新能源的利用與發展。而作為新能源汽車使用的主要電池——動力電池將在政策的驅動下迎來黃金發展機遇期。動力電池PACK行業也將在動力電池一片大好形勢下得到更多的發展機會。而且，隨著技術的不斷更新與突破，經營模式不斷創新與發掘，動力電池PACK行業在新技術與新模式的帶動下也將迎來更高速的增長。促使更多的有能力的公司加入電池PACK生產隊伍。

為給新加入的建線企業提供建線技術參考，特編制此文。

方案總體要求：全新設備;線體設置為環形，采用臺車形式;電動擰緊操作步驟和數據記錄須有系統控制及記錄并與MES對接;高壓操作工位的設備具有員工操作技能識別功能;設備具有擴展IT接口等功能;檢測等設備數據需與MES對接。

2.1、PACK裝配線體

2.1.1、PACK裝配線整線采用寬約1.5M、長約2.2M的10輛臺車以環形線體（最終尺寸以圖紙會簽為準）布置;其中手動工位6個，1個NG上線位和3個擴能預留位。

2.1.2、PACK裝配線臺車承受重量大于1000KG，且可承受較大的沖擊載荷;車架與托盤分離式;托盤具有緩沖作用，其各種機構、裝置相對承載小車可方便拆卸、安裝，接觸面平整光滑;臺車設有重型腳剎和放行開關，車體下連接有轉向輪和驅動輪，轉向輪和驅動輪均采用聚酯硅膠且易更換;臺車的各項機構應轉動輕便、靈活，不允許有卡滯現象發生，并方便操作者操作;臺車必須保障其使用的安全、平穩、可靠;上下兩層，下層留出可配套AGV小車的高度約0.3M;標準工位處安裝有地軌導向槽對小車進行定位。

2.1.3、在每標準工位配置工業平板電腦（15寸研華液晶屏）、掃碼槍（無線）、懸掛擰緊工具的線體框架等標準工位線體配套設施;整線配置有PLC系統，每工位工藝數據及操作順序具有存儲、讀取和分析功能，數據有系統控制且與我公司MES系統對接。每工位配置的工業平板電腦（15寸研華液晶屏）需具有標準化操作防錯功能;PACK裝配線配置控制電柜，含低壓電器、變頻器、PLC，需將控制電柜的線路布置好;此項目中所有網線均采用超5類屏蔽雙絞網線;整線控制系統與我公司MES系統對接，含服務器、終端設備、軟件、條碼打印機、合格銘牌打印機。

2.1.4、整線采用鋼結構，包含立柱，橫梁，工位支架采用鋁型材。包含照明（LED），C型鋼和電源插座等;每鋼結構上設置有與MES系統關聯的報警燈;整線體配有二次接電接氣，含橋架、線槽、電纜、氣管等;全線配置1臺21寸顯示器，含鍵盤、鼠標，與裝配線服務器共用;全線配置1套上位機和1臺交換機、備用電源;鋼結構顏色為淺灰色RAL7035。

2.1.5、全線配置4臺KBK桁吊。整個桁吊（含提升裝置）均采用高博品牌、DEMAG或同等以上品牌。

2.1.5.1、固定型軌軌道及主梁為進口原廠出品，鋼性結構，主梁沿固定軌道行走時平滑且平穩，安全無晃動;軌道需要標識有原廠LOGO并且提供測試報告以及原產地證明文件;固定軌道與主梁均要有安全可靠的二次防護，運行主梁兩端需要同時移動，并采用鋁合金材質，主梁軌道縱向拉動平滑，省力，不造成軌道卡滯現象。

2.1.5.2、整套起重機機構需要有5倍安全系數，即承載5倍范圍內不會發生坍塌等安全事故，5倍安全系數需要提供權威機構第三方檢測報告;吊裝系統負載后仍推行輕便并達到100：1，無偏斜行走，全軌道行走區域無卡滯現象。

2.1.5.3、扁電纜，超過二根主梁需采用滑觸線供電;電動葫蘆采用原裝進口，且工作級別M5或以上;電動葫蘆要求維護簡單，所有的電控裝置集中安裝在電控面板上，采用兼容性設計，可單獨模塊化更換，不允許電控面板損壞需要整體更換，且不允許有密碼設置僅獨家品牌廠家能夠維護現象發生;電控面板可應用于各種型號的葫蘆，操作電壓為24V，保證安全，電動葫蘆采用免維護齒輪機構，油浸式自潤滑。

2.1.5.4、提升裝置具有防反彈功能：防止載荷意外消失發生的吊鉤彈跳;防墜落功能：意外斷電時，設備自動鎖定載荷在當前位置，防止發生載荷墜落;模組抓取工裝采用脹銷式，具有兜底防掉落功能。

2.1.6、整線的布置符合安全、能源、環保和人機工程（裝配線高度設計、料架設計、員工作業方式（姿勢）三者匹配應符合安全人機工程要求）要求。

2.2、電動擰緊工具

2.2.1、所有電動擰緊工具必須帶有角度與扭矩監測功能及擰緊曲線生成及存儲功能。

2.2.2、所有電動擰緊工具需配備數據采集分析，擰緊數據與電池PACK一一對應并將數據上傳至MES系統;擰緊結果與臺車制動裝置有互鎖功能，擰緊OK后允許操作臺車放行，NG則不允許臺車放行;具備每臺電池PACK擰緊OK次數計算，若少于該工位的需擰緊螺栓總數則不放行并報警;所有電動擰緊工具需連接PLC控制系統，并與裝配線PLC進行通訊交互。

2.2.3、所有的擰緊工具都需配置獨立的控制器并懸掛在控制器支架上。

2.2.4、所有擰緊工具根據工位實際配置不少于5M的電纜。

2.2.5、按照供貨清單配置電動擰緊工具3位套筒（霹靂馬action）選擇器、接桿（霹靂馬action）、套筒選擇器采用阿特拉斯或同等水平品牌。

2.2.6、所有電動擰緊工具均具有90種以上扭矩編程能力;參數輸入保護：如需要，可設置密碼;具備斷電以后數據保存功能。

2.2.7、所有擰緊工具帶有過流、過壓、過溫自動保護功能（自動關閉系統并報警）;

2.2.8、所有電動擰緊工具具有廣泛的記錄能力，記錄內容包括：擰緊結果，扭矩值，角度值，正確/錯誤報告，并具有故障自診斷和數據信息上傳功能。

2.2.9、所有電動擰緊工具擰緊力矩具有充分的裕量（≥20%）。

2.2.10、套筒選擇器電纜不得與電池PACK干涉，電纜鋪設時滿足橫平豎直的要求，并避免交叉;

2.2.11、手持電動擰緊工具數據流程：

電池PACK到位→掃碼信號給手持電動擰緊PLC控制系統→ 操作工擰緊 ?→ 手持電動擰緊工具將結果、扭矩發給系統 →結果OK→PACK臺車制動器實現放行。

2.3設備要求

2.3.1、模組檢測設備具有檢測模組單體的電壓、溫度和絕緣等功能;能采集總電流、總電壓等，并將采集到的數據存放于數據庫中，有提供各類統計、分析及報表生成功能;能夠判斷模組是否生產合格，且將數據上傳MES系統;設備判斷均為窗口，數值設定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數據自動綁定;模組測試設備同時也可手動啟動測試;多重權限管理功能，便于系統設備的使用管理和安全，可根據不同操作者分配不同權限等級，設備具有識別操作權限功能;

2.3.2、氣密性測試設備通用要求：具有智能檢測泄漏量的功能;能采集泄漏量并將采集到的數據存放于數據庫中，有提供各類統計、分析及報表生成功能;能夠泄漏量是否在標準范圍內，且將數據上傳我司MES系統;設備判斷均為窗口，數值設定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數據自動綁定;同時也可手動啟動測試;需配備靈敏度壓力感應及調節單元，精度要求為最小分辨率0.1Pa;有多種測試功能，留有測試方式編制通道，每組子程序可單獨編程，可單選、組合;每臺氣密性測試設備配備1套測試工裝和1套堵頭;

2.3.3、EOL測試設備要求：具有電池絕緣檢測、BMS校驗、OCV檢測等多種功能;能采集數據并將采集到的數據存放于數據庫中，有提供各類統計、分析及報表生成功能;能夠判斷電池PACK是否生產合格，且將數據上傳我司MES系統;設備判斷均為窗口，數值設定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數據自動綁定;同時也可手動啟動測試;

目前，國內動力電池PACK市場主要為車企、電池廠、第三方企業占據。其中，乘用車市場種，目前仍然是車企自建為主，自主車企、合資車企、新進入車企都選擇自建PACK廠，占比將近一半。電池廠通過自建PACK線，供應給第三方PACK企業，或選擇車企就近落地配套，占比約為37%。第三方PACK廠市場份額較少，僅為15%。。而專用車市場、客車市場則以電池廠為主導。整體來看，車企和電池廠在細分市場分別占有主流地位，而第三方企業雖有一定份額。在市場競爭如此激烈，新能源銷售市場比較迷茫情況下，建一條低成本高質量控制的生產線體是明智之舉。

參考文獻：

[1]楊帆，孔方方.國內外新能源汽車動力電池發展及供求現狀[J].上海汽車，2014（9）：3-8.

[2]付甜甜.新能源汽車電池概述[J].電源技術，2014（12）：2217-2218.

[3]李眾宜.新能源汽車何時主宰中國汽車市場[J].市場研究.2012（8）

[4]王青松，孫金華，何理.鋰離子電池安全性特點及熱模型研究.中國安全生產科學技術，2005，1（3）：19-21.