Akkus sind die Antriebskraft unzähliger elektronischer Geräte, von Elektrofahrzeugen bis hin zu tragbaren Gadgets. Doch was gewährleistet ihre Zuverlässigkeit, Sicherheit und lange Lebensdauer? Das Geheimnis liegt in einem sorgfältigen Herstellungsprozess, der mehrere Schritte umfasst, von denen jeder für die Qualität des Endprodukts entscheidend ist.
Hier erhalten Sie einen detaillierten Einblick in die 9 wesentlichen Schritte zur Herstellung eines hochwertigen Akkupacks.
Schritt 1: Rohstoffauswahl
Die Grundlage jedes Batteriepacks sind seine Rohstoffe.
Hochwertige Lithium-Ionen-Zellen, Anschlüsse und Komponenten des Batteriemanagementsystems (BMS) sind für die Gewährleistung der Leistung, Sicherheit und Langlebigkeit des Pakets von entscheidender Bedeutung.
Der Auswahlprozess umfasst die Beschaffung von Materialien, die strenge Spezifikationen erfüllen, einschließlich Energiedichte, thermischer Stabilität und Leitfähigkeit. Die Verwendung minderwertiger Materialien kann zu schlechter Leistung, kürzerer Batterielebensdauer und potenziellen Sicherheitsrisiken führen, weshalb dieser Schritt im Herstellungsprozess von entscheidender Bedeutung ist.
- Bei Tritek wählen wir ausschließlich Tier-1-Batteriezellen aus und führen sowohl interne als auch externe Zelltests durch, um höchste Qualität sicherzustellen.
- Unsere Steckverbinder sind für eine Lebensdauer von über 10,000 Steckzyklen ausgelegt und gewährleisten so Langlebigkeit und Zuverlässigkeit.
- Darüber hinaus entwickeln und produzieren wir unser eigenes BMS im eigenen Haus, wodurch wir dessen Qualität und Funktionalität streng kontrollieren können.
Schritt 2: Zellen sortieren und abgleichen
Sobald die Rohstoffe ausgewählt sind, besteht der nächste Schritt in der Zellsortierung und -zuordnung.
Lithium-Ionen-Zellen weisen selbst innerhalb derselben Produktionscharge geringfügige Unterschiede in Kapazität, Spannung und Innenwiderstand auf. Um eine ausgewogene Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten, müssen die Zellen sorgfältig sortiert und aufeinander abgestimmt werden.
Dabei wird jede Zelle getestet und entsprechend ihrer Eigenschaften gruppiert. Durch die Zuordnung von Zellen mit ähnlichen Eigenschaften wird sichergestellt, dass sie gleichmäßig geladen und entladen werden. Dadurch werden Ungleichgewichte vermieden, die die Gesamteffizienz und Lebensdauer des Akkupacks beeinträchtigen könnten.
Hier nehmen wir unseren TP6068-Akkupack als Beispiel. Der Zellsortierungsstandard ist:
- Batteriezellen stammen aus derselben Charge
- Der Spannungsunterschied zwischen Batteriezellen beträgt weniger als 5 mV und der Innenwiderstand beträgt weniger als 2 mΩ
Schritt 3: Integration des Batteriemanagementsystems (BMS)
Die Batteriemanagementsystem (BMS) ist das Gehirn des Akkupacks. Es überwacht und steuert die Leistung des Packs und sorgt so für Sicherheit und Effizienz.
Während des BMS-Integrationsprozesses werden Sensoren angeschlossen, um Parameter wie Spannung, Temperatur und Strom zu überwachen. Anschließend wird die Verkabelung so konfiguriert, dass das BMS die Lade- und Entladezyklen effektiv verwalten kann. Abschließend werden die BMS-Funktionen getestet, um sicherzustellen, dass es den Akku vor Überladung, Überhitzung und anderen potenziellen Risiken schützen kann.
Schritt 4: Zusammenbau des Zellmoduls
Nachdem das BMS integriert wurde, besteht der nächste Schritt darin, die Zellen zu Modulen zusammenzusetzen.
Ein Modul ist eine Gruppe einzelner Zellen, die in einer bestimmten Konfiguration verbunden sind, um die gewünschte Spannung und Kapazität zu erreichen. Dieser Prozess erfordert Präzision, da die Zellen sicher verbunden werden müssen – häufig durch Schweißen oder Löten – um stabile Module zu bilden.
Die Integrität dieser Verbindungen ist von entscheidender Bedeutung, da jede Schwachstelle zu Fehlfunktionen oder Sicherheitsproblemen führen kann. Die fertigen Module sind dann bereit, zum endgültigen Batteriepaket zusammengebaut zu werden.
Tritek verwendet Widerstandsschweißen von Batteriemodulen:
- Automatisches Schweißgerät
- Jeder Schweißpunkt muss eine Zugfestigkeit >156 N aufweisen
- Ein qualifizierter Schweißpunkt muss nach einem Zugversuch mehr als 70 % seines Materials behalten
Schritt 5: Paketzusammenstellung
Beim Packmontageprozess werden die Module in der endgültigen Konfiguration des Batteriepacks angeordnet.
Die Verbindungen zwischen den Modulen sind gesichert, um einen stabilen Stromfluss zu gewährleisten, und die gesamte Struktur ist für eine längere Haltbarkeit verstärkt.
In diesem Schritt wird auch sichergestellt, dass der Akkupack die für seinen Einsatzzweck erforderlichen Abmessungen aufweist, egal ob es sich um ein Elektrofahrzeug, ein tragbares Gerät oder eine Industrieanlage handelt.
Schritt 6: Gehäuse und Strukturdesign
Sobald die inneren Komponenten des Batteriepacks zusammengebaut sind, besteht der nächste Schritt darin, sein äußeres Gehäuse zu entwerfen und zu konstruieren.
Das Gehäuse erfüllt mehrere wichtige Funktionen: Es schützt den Akku vor physischen Schäden, erleichtert die Wärmeableitung und sorgt dafür, dass der Akku kompakt und leicht ist. Die für das Gehäuse verwendeten Materialien werden sorgfältig ausgewählt, um Festigkeit und Gewicht auszugleichen, während das Design optimiert ist, um die Gesamtleistung des Akkus zu verbessern.
Die endgültige Struktur muss robust genug sein, um äußeren Kräften und Umweltbedingungen standzuhalten und gleichzeitig so kompakt wie möglich zu bleiben.
Bei Tritek verwenden wir üblicherweise Aluminium als Gehäusematerial aufgrund seiner Kombination aus Festigkeit, Wärmeableitung, Korrosionsbeständigkeit, Haltbarkeit, Recyclingfähigkeit und Designvielfalt.
Schritt 7: Einkapselung und Versiegelung
Zum zusätzlichen Schutz des Batteriepacks wird ein Kapselungs- und Versiegelungsverfahren eingesetzt.
Bei der Kapselung wird der Akkupack mit einer Schutzschicht umgeben, um ihn vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und mechanischen Stößen zu schützen. Der Versiegelungsprozess stellt sicher, dass der Akkupack luftdicht ist und keine äußeren Verunreinigungen eindringen und seine Leistung beeinträchtigen können.
Dieser Schritt ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Akkus zu gewährleisten, insbesondere unter rauen Betriebsbedingungen.
Die meisten Akkupacks von Tritek entsprechen der Schutzart IP67 und sind somit für den Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen geeignet.
Schritt 8: Sicherheitstests und Qualitätskontrolle
Sicherheitstests und Qualitätskontrolle sind integraler Bestandteil des Herstellungsprozesses von Batteriepacks.
Bevor ein Akkupack zur Verwendung freigegeben wird, wird er einer Reihe strenger Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass er die Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllt. Zu diesen Tests gehören Kurzschlusstests, Bewertungen der thermischen Stabilität, Vibrationstests und Aufpralltests.
Jeder Akku wird anhand internationaler Normen wie CE, FCC, UL2271, IEC62133 und EN15194 geprüft, um sicherzustellen, dass er den erforderlichen Vorschriften entspricht. Darüber hinaus werden in jeder Produktionsphase Qualitätskontrollmaßnahmen durchgeführt, um etwaige Mängel oder Unstimmigkeiten zu erkennen und zu beheben.
Bei Tritek sind unsere Akkupacks zertifiziert mit UL2271, IEC 62133, EN 15194, EN 50604, usw.
Schritt 9: Endkontrolle und Prüfung
Der letzte Schritt im Herstellungsprozess ist die Endkontrolle und Prüfung.
In dieser Phase wird der Akkupack einer umfassenden Prüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass alle Komponenten richtig zusammengebaut sind und der Akkupack alle Konstruktionsspezifikationen erfüllt. Leistungstests wie Kapazitätstests und Zyklustests werden durchgeführt, um zu bestätigen, dass der Akkupack wie erwartet funktioniert.
Erst wenn der Akku diese strengen Prüfungen und Tests bestanden hat, wird er für den Vertrieb freigegeben. So ist sichergestellt, dass er sicher, zuverlässig und einsatzbereit ist.
Tritek führt Kommunikationstests, Funktionstests, EOL-Tests (End-of-Line) usw. für das Endprodukt durch.
Schlussfolgerung
Die Herstellung eines hochwertigen Akkupacks ist ein komplexer Prozess, der Präzision, Fachwissen und strenge Qualitätskontrolle erfordert. Von der Auswahl der richtigen Materialien bis hin zur Endkontrolle und Prüfung spielt jeder Schritt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Leistung, Sicherheit und Langlebigkeit des Akkupacks.
Das Verständnis dieser neun wesentlichen Schritte bietet wertvolle Einblicke in den sorgfältigen Prozess hinter den Batteriepacks, die unsere moderne Welt antreiben.
Ausführlichere Informationen erhalten Sie in unserem Video zum Herstellungsprozess von Akkupacks bei Tritek.
Möchten Sie mehr über die Herstellung von Akkupacks erfahren? Besuchen Sie unsere Herstellungsprozess des Batteriepacks Seite, die ein ausführliches Video enthält.
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