I pacchi batteria sono la centrale elettrica dietro innumerevoli dispositivi elettronici, dai veicoli elettrici ai gadget portatili. Ma cosa garantisce la loro affidabilità, sicurezza e lunga durata? Il segreto sta in un meticoloso processo di produzione che comprende diverse fasi, ciascuna fondamentale per la qualità del prodotto finale.
Ecco uno sguardo dettagliato ai 9 passaggi essenziali per realizzare un pacco batteria di alta qualità.
Fase 1: Selezione della materia prima
La base di ogni batteria è costituita dalle sue materie prime.
Celle agli ioni di litio, connettori e componenti del sistema di gestione della batteria (BMS) di alta qualità sono essenziali per garantire le prestazioni, la sicurezza e la longevità del pacco batteria.
Il processo di selezione prevede l'approvvigionamento di materiali che soddisfano specifiche rigorose, tra cui densità energetica, stabilità termica e conduttività. L'utilizzo di materiali scadenti può portare a scarse prestazioni, durata della batteria più breve e potenziali rischi per la sicurezza, rendendo questo passaggio cruciale nel processo di produzione.
- In Tritek selezioniamo esclusivamente celle per batterie Tier-1 ed effettuiamo test sulle celle sia internamente che tramite terze parti per garantire la massima qualità.
- I nostri connettori sono progettati per resistere a oltre 10,000 cicli di inserimento e disinserimento, garantendo durata e affidabilità.
- Inoltre, sviluppiamo e produciamo internamente il nostro BMS, il che ci consente di mantenere uno stretto controllo sulla sua qualità e funzionalità.
Fase 2: Ordinamento e abbinamento delle cellule
Una volta selezionate le materie prime, il passo successivo è la selezione e l'abbinamento delle cellule.
Le celle agli ioni di litio variano leggermente in capacità, voltaggio e resistenza interna, anche all'interno dello stesso lotto di produzione. Per garantire prestazioni e longevità bilanciate, le celle devono essere attentamente selezionate e abbinate.
Ciò comporta il test di ogni cella e il loro raggruppamento in base alle loro caratteristiche. L'abbinamento di celle con proprietà simili assicura che si carichino e scarichino uniformemente, prevenendo squilibri che potrebbero ridurre l'efficienza complessiva e la durata del pacco batteria.
Qui prendiamo come campione il nostro pacco batteria TP6068, lo standard di ordinamento delle celle è:
- Le celle della batteria provengono dallo stesso lotto
- La differenza di tensione tra le celle della batteria è inferiore a 5 mV e la resistenza interna è inferiore a 2 mΩ
Fase 3: Integrazione del sistema di gestione della batteria (BMS)
Le Sistema di gestione della batteria (BMS) è il cervello del pacco batteria. Monitora e controlla le prestazioni del pacco, garantendo sicurezza ed efficienza.
Durante il processo di integrazione del BMS, i sensori vengono collegati per monitorare parametri quali tensione, temperatura e corrente. Il cablaggio viene quindi configurato per consentire al BMS di gestire efficacemente i cicli di carica e scarica. Infine, le funzionalità del BMS vengono testate per garantire che possa proteggere il pacco batteria da sovraccarico, surriscaldamento e altri potenziali rischi.
Fase 4: Assemblaggio del modulo cellulare
Una volta integrato il BMS, il passo successivo è assemblare le celle in moduli.
Un modulo è un gruppo di singole celle collegate in una configurazione specifica per ottenere la tensione e la capacità desiderate. Questo processo richiede precisione, poiché le celle devono essere collegate in modo sicuro, spesso tramite saldatura o brasatura, per formare moduli stabili.
L'integrità di queste connessioni è fondamentale, poiché qualsiasi punto debole potrebbe causare malfunzionamenti o problemi di sicurezza. I moduli completati sono quindi pronti per essere assemblati nel pacco batteria finale.
Tritek utilizza la saldatura a resistenza del modulo batteria:
- Saldatrice automatica
- Ciascun punto di saldatura deve avere una resistenza a trazione >156 N
- Un punto di saldatura qualificato deve trattenere più del 70% del suo materiale dopo una prova di trazione
Fase 5: Assemblaggio del pacco
Il processo di assemblaggio del pacco batteria prevede la disposizione dei moduli nella configurazione finale del pacco batteria.
I collegamenti tra i moduli sono fissati per garantire un flusso elettrico stabile e l'intera struttura è rinforzata per garantirne la durevolezza.
Questa fase prevede anche di garantire che il pacco batteria sia progettato per adattarsi alle dimensioni specifiche richieste per la sua applicazione, che si tratti di un veicolo elettrico, di un dispositivo portatile o di un'attrezzatura industriale.
Fase 6: Progettazione strutturale e di contenimento
Una volta assemblati i componenti interni del pacco batteria, il passo successivo è progettare e costruire l'involucro esterno.
L'involucro svolge diverse funzioni critiche: protegge il pacco batteria da danni fisici, facilita la dissipazione del calore e assicura che il pacco sia compatto e leggero. I materiali utilizzati per l'involucro sono attentamente selezionati per bilanciare resistenza e peso, mentre il design è ottimizzato per migliorare le prestazioni complessive del pacco batteria.
La struttura finale deve essere sufficientemente robusta da resistere alle forze esterne e alle condizioni ambientali, pur rimanendo il più compatta possibile.
In Tritek utilizziamo solitamente l'alluminio come materiale per i nostri involucri perché combina robustezza, dissipazione del calore, resistenza alla corrosione, durevolezza, riciclabilità e versatilità di progettazione.
Fase 7: Incapsulamento e sigillatura
Per proteggere ulteriormente il pacco batteria, viene impiegato il processo di incapsulamento e sigillatura.
L'incapsulamento consiste nel circondare il pacco batteria con uno strato protettivo per proteggerlo da fattori ambientali quali umidità, polvere e urti meccanici. Il processo di sigillatura assicura che il pacco batteria sia ermetico, impedendo a qualsiasi contaminante esterno di entrare e comprometterne le prestazioni.
Questo passaggio è fondamentale per garantire l'affidabilità e la sicurezza del pacco batteria, soprattutto in condizioni operative difficili.
La maggior parte delle batterie Tritek sono IP67 e possono resistere a vari ambienti.
Fase 8: Test di sicurezza e controllo di qualità
I test di sicurezza e il controllo di qualità sono parti integranti del processo di produzione del pacco batteria.
Prima che un pacco batteria venga approvato per l'uso, viene sottoposto a una serie di rigorosi test per garantire che soddisfi gli standard di sicurezza e prestazioni. Questi test includono test di cortocircuito, valutazioni di stabilità termica, test di vibrazione e test di impatto.
Ogni pacco batteria viene valutato in base a standard internazionali, come CE, FCC, UL2271, IEC62133 e EN15194, per garantire che sia conforme alle normative necessarie. Misure di controllo qualità vengono inoltre implementate in ogni fase della produzione per identificare e correggere eventuali difetti o incongruenze.
In Tritek, i nostri pacchi batteria sono certificati con UL2271, IEC 62133, EN 15194, EN 50604, ecc.
Passaggio 9: ispezione e test finali
La fase finale del processo di produzione è l'ispezione e il collaudo finale.
Durante questa fase, il pacco batteria viene sottoposto a un'ispezione completa per verificare che tutti i componenti siano correttamente assemblati e che il pacco soddisfi tutte le specifiche di progettazione. Vengono condotti test di prestazione, come test di capacità e test di ciclo, per confermare che il pacco batteria funzioni come previsto.
Solo dopo aver superato questi rigorosi controlli e test, il pacco batteria viene autorizzato alla distribuzione, garantendone la sicurezza, l'affidabilità e la prontezza all'uso.
Tritek eseguirà test di comunicazione, test funzionali, test EOL (End-of-Line), ecc. per il prodotto finale.
Conclusione
La produzione di un pacco batteria di alta qualità è un processo complesso che richiede precisione, competenza e rigorosi controlli di qualità. Dalla selezione dei materiali giusti all'ispezione e al collaudo finale, ogni passaggio svolge un ruolo fondamentale nel garantire le prestazioni, la sicurezza e la longevità del pacco batteria.
La comprensione di questi nove passaggi essenziali fornisce informazioni preziose sul meticoloso processo alla base delle batterie che alimentano il nostro mondo moderno.
Per informazioni più dettagliate, puoi guardare il nostro video sul processo di produzione dei pacchi batteria di Tritek.
Curiosi di saperne di più su come vengono realizzati i pacchi batteria? Visitate il nostro Processo di produzione del pacco batteria pagina, che include un video dettagliato.
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