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(chǔ)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(xiàn)狀，提供低成本建線方案。

關(guān)鍵詞：測試設(shè)備;臺車;鋼構(gòu);吊具

1引言

近兩年，各國相繼出臺關(guān)于提倡國內(nèi)新能源汽車生產(chǎn)的政策，大力鼓勵新能源的利用與發(fā)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(qū)動下迎來黃金發(fā)展機(jī)遇期。動力電池PACK行業(yè)也將在動力電池一片大好形勢下得到更多的發(fā)展機(jī)會。而且，隨著技術(shù)的不斷更新與突破，經(jīng)營模式不斷創(chuàng)新與發(fā)掘，動力電池PACK行業(yè)在新技術(shù)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(chǎn)隊伍。

為給新加入的建線企業(yè)提供建線技術(shù)參考，特編制此文。

方案總體要求：全新設(shè)備;線體設(shè)置為環(huán)形，采用臺車形式;電動擰緊操作步驟和數(shù)據(jù)記錄須有系統(tǒng)控制及記錄并與MES對接;高壓操作工位的設(shè)備具有員工操作技能識別功能;設(shè)備具有擴(kuò)展IT接口等功能;檢測等設(shè)備數(shù)據(jù)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(huán)形線體（最終尺寸以圖紙會簽為準(zhǔn)）布置;其中手動工位6個，1個NG上線位和3個擴(kuò)能預(yù)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(jī)構(gòu)、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(shè)有重型腳剎和放行開關(guān)，車體下連接有轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動輪，轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動輪均采用聚酯硅膠且易更換;臺車的各項機(jī)構(gòu)應(yīng)轉(zhuǎn)動輕便、靈活，不允許有卡滯現(xiàn)象發(fā)生，并方便操作者操作;臺車必須保障其使用的安全、平穩(wěn)、可靠;上下兩層，下層留出可配套AGV小車的高度約0.3M;標(biāo)準(zhǔn)工位處安裝有地軌導(dǎo)向槽對小車進(jìn)行定位。

2.1.3、在每標(biāo)準(zhǔn)工位配置工業(yè)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(biāo)準(zhǔn)工位線體配套設(shè)施;整線配置有PLC系統(tǒng)，每工位工藝數(shù)據(jù)及操作順序具有存儲、讀取和分析功能，數(shù)據(jù)有系統(tǒng)控制且與我公司MES系統(tǒng)對接。每工位配置的工業(yè)平板電腦（15寸研華液晶屏）需具有標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)線均采用超5類屏蔽雙絞網(wǎng)線;整線控制系統(tǒng)與我公司MES系統(tǒng)對接，含服務(wù)器、終端設(shè)備、軟件、條碼打印機(jī)、合格銘牌打印機(jī)。

2.1.4、整線采用鋼結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)上設(shè)置有與MES系統(tǒng)關(guān)聯(lián)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(biāo)，與裝配線服務(wù)器共用;全線配置1套上位機(jī)和1臺交換機(jī)、備用電源;鋼結(jié)構(gòu)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(jìn)口原廠出品，鋼性結(jié)構(gòu)，主梁沿固定軌道行走時平滑且平穩(wěn)，安全無晃動;軌道需要標(biāo)識有原廠LOGO并且提供測試報告以及原產(chǎn)地證明文件;固定軌道與主梁均要有安全可靠的二次防護(hù)，運(yùn)行主梁兩端需要同時移動，并采用鋁合金材質(zhì)，主梁軌道縱向拉動平滑，省力，不造成軌道卡滯現(xiàn)象。

2.1.5.2、整套起重機(jī)機(jī)構(gòu)需要有5倍安全系數(shù)，即承載5倍范圍內(nèi)不會發(fā)生坍塌等安全事故，5倍安全系數(shù)需要提供權(quán)威機(jī)構(gòu)第三方檢測報告;吊裝系統(tǒng)負(fù)載后仍推行輕便并達(dá)到100：1，無偏斜行走，全軌道行走區(qū)域無卡滯現(xiàn)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(jìn)口，且工作級別M5或以上;電動葫蘆要求維護(hù)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(shè)計，可單獨(dú)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(shè)置僅獨(dú)家品牌廠家能夠維護(hù)現(xiàn)象發(fā)生;電控面板可應(yīng)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(hù)齒輪機(jī)構(gòu)，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(fā)生的吊鉤彈跳;防墜落功能：意外斷電時，設(shè)備自動鎖定載荷在當(dāng)前位置，防止發(fā)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(huán)保和人機(jī)工程（裝配線高度設(shè)計、料架設(shè)計、員工作業(yè)方式（姿勢）三者匹配應(yīng)符合安全人機(jī)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(jiān)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(shù)據(jù)采集分析，擰緊數(shù)據(jù)與電池PACK一一對應(yīng)并將數(shù)據(jù)上傳至MES系統(tǒng);擰緊結(jié)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(shù)計算，若少于該工位的需擰緊螺栓總數(shù)則不放行并報警;所有電動擰緊工具需連接PLC控制系統(tǒng)，并與裝配線PLC進(jìn)行通訊交互。

2.2.3、所有的擰緊工具都需配置獨(dú)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(jù)工位實(shí)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(shù)輸入保護(hù)：如需要，可設(shè)置密碼;具備斷電以后數(shù)據(jù)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(hù)功能（自動關(guān)閉系統(tǒng)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(nèi)容包括：擰緊結(jié)果，扭矩值，角度值，正確/錯誤報告，并具有故障自診斷和數(shù)據(jù)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(shè)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(shù)據(jù)流程：

電池PACK到位→掃碼信號給手持電動擰緊PLC控制系統(tǒng)→ 操作工擰緊 ?→ 手持電動擰緊工具將結(jié)果、扭矩發(fā)給系統(tǒng) →結(jié)果OK→PACK臺車制動器實(shí)現(xiàn)放行。

2.3設(shè)備要求

2.3.1、模組檢測設(shè)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(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)庫中，有提供各類統(tǒng)計、分析及報表生成功能;能夠判斷模組是否生產(chǎn)合格，且將數(shù)據(jù)上傳MES系統(tǒng);設(shè)備判斷均為窗口，數(shù)值設(shè)定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數(shù)據(jù)自動綁定;模組測試設(shè)備同時也可手動啟動測試;多重權(quán)限管理功能，便于系統(tǒng)設(shè)備的使用管理和安全，可根據(jù)不同操作者分配不同權(quán)限等級，設(shè)備具有識別操作權(quán)限功能;

2.3.2、氣密性測試設(shè)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(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)庫中，有提供各類統(tǒng)計、分析及報表生成功能;能夠泄漏量是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且將數(shù)據(jù)上傳我司MES系統(tǒng);設(shè)備判斷均為窗口，數(shù)值設(shè)定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數(shù)據(jù)自動綁定;同時也可手動啟動測試;需配備靈敏度壓力感應(yīng)及調(diào)節(jié)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(dú)編程，可單選、組合;每臺氣密性測試設(shè)備配備1套測試工裝和1套堵頭;

2.3.3、EOL測試設(shè)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(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)庫中，有提供各類統(tǒng)計、分析及報表生成功能;能夠判斷電池PACK是否生產(chǎn)合格，且將數(shù)據(jù)上傳我司MES系統(tǒng);設(shè)備判斷均為窗口，數(shù)值設(shè)定比較器方式;支持一維、二維碼啟動功能，條碼與測試數(shù)據(jù)自動綁定;同時也可手動啟動測試;

目前，國內(nèi)動力電池PACK市場主要為車企、電池廠、第三方企業(yè)占據(jù)。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(jìn)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(yīng)給第三方PACK企業(yè)，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(dǎo)。整體來看，車企和電池廠在細(xì)分市場分別占有主流地位，而第三方企業(yè)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(zhì)量控制的生產(chǎn)線體是明智之舉。

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