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 Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

배터리 팩 조립 공정 시리즈 4 - 반제품 조립

May 27 , 2025
배터리 팩 조립 공정 시리즈 4 – 반제품 조립


전원 배터리 시스템은 은유적으로 " 군대 "5~10년 동안 지속적으로 작동해야 하며 각 구성 요소가 고유한 역할과 기능을 수행해야 합니다.

  • 배터리 셀 : 전투 부대의 군인처럼(기본 임무: 전기 에너지를 저장하고 방출) 군대의 기반 역할을 합니다.
  • 배터리 관리 시스템 (비엠에스) : 지시를 받고, 데이터를 수집하고, 의사 결정을 내리고, 명령을 내리고, 보호를 제공하는 등의 책임을 맡는 지휘 센터 역할을 합니다.
  • 열 관리 시스템 : 배터리의 최적 작동 상태를 유지하기 위한 가열 또는 냉각을 담당하는 물류 지원 시스템 역할을 합니다.
  • 센서 : 정찰병 역할을 하며 중요한 정보를 수집합니다.
  • 배선 하네스 및 커넥터 : 통신 및 운송 네트워크 역할을 하여 정보 전달과 전력 공급을 용이하게 합니다.
  • 기타 구성 요소 : 다양한 공급원과 유사하지만 주요 공급원은 아니며 시스템 성능에 상당한 영향을 미칩니다.
반제품 조립에는 이러한 모든 부서, 공급품, 통신 및 운송 시스템을 응집력 있고 전투 준비가 된 "군대"로 통합하는 작업이 포함됩니다.

01 박스 전처리

현재 배터리 팩 상자는 대부분 압출 알루미늄 합금 프로파일로 만들어지며, 이를 먼저 기계로 가공한 후 CMT 용접, 아르곤 아크 용접, 교반 마찰 용접(FSW)을 통해 접합합니다. 레이저 용접 및 기타 용접 방법.

상자 내부에는 일반적으로 누수 위험을 방지하기 위해 단열 파우더를 분사해야 합니다. 상자 바닥에는 일반적으로 발포 폴리우레탄을 고르게 분사하여 액체 냉각판을 보호하고 열 보존에도 일정 역할을 합니다.


상자는 엄격한 세척 및 기밀 검사를 거쳐야 합니다. 공급업체는 납품 전에 상자를 전면 검사하여 기밀성이 적합한지 확인해야 합니다.


상자의 전처리에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
  • 고/저전압 설치 및 고정 플러그인(양극 및 음극 고속 플러그인, 저전압 통신 고속 플러그인)
  • 모선의 고정
  • 모듈 제한 패드의 부착(배터리 셀과 상자 액체 냉각판 사이의 직접 접촉을 방지하기 위함)

02 접착
접착은 핵심 단계입니다 배터리 팩 조립 , 주로 상자와 모듈 사이, 그리고 모듈 사이의 밀봉, 고정 및 열전도를 달성하는 데 사용됩니다.

실런트는 주로 상자와 모듈 사이에 사용되어 습기, 먼지 및 기타 외부 불순물이 상자 내부로 유입되는 것을 방지하고 배터리 팩의 내부 환경의 안정성을 보장합니다.

모듈과 액체 냉각판 또는 가열 필름 사이에는 일정한 간격이 있기 때문에, 두 가지를 연결하기 위해 열전도성 접착제 층을 추가합니다. 이는 배터리 팩의 전반적인 구조적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 배터리 셀의 방열 효율성도 개선합니다.

열전도성 접착제 : 일반적으로 A와 B라는 두 가지 구성 요소로 구성됩니다.


  • 접착제 A 주요 성능 접착제입니다
  • 접착제 B A 접착제가 굳는 데 도움이 됩니다.


실제 공장 생산 공정에서는 생산 속도를 높이기 위해 일반적으로 열전도성 접착제를 분사하는 데 접착기를 사용합니다. 특수한 경우에는 공압식 접착총을 사용하여 수동으로 분사할 수도 있습니다.


열전도성 접착제는 열전도 역할만 하며 일반적으로 점도가 낮지만, 열전도성 구조용 접착제는 점도가 더 강하여 열전도와 특정 고정 효과를 모두 갖습니다.

접착 방법 : 접착제 분배, 접착제 코팅, 접착제 분무 및 접착제 충전.
  • 접착제 분배 : 주로 배선 하네스 고정 및 용접 산화 방지에 사용
  • 접착제 코팅 : 주로 배터리 셀 간 고정 또는 배터리 셀과 박스 본체 간 열전도에 사용
  • 접착제 뿌리기 : 주로 박스 본체 하단의 고정 및 열전도에 사용 (대부분 비모듈 솔루션에 사용)

03 모듈 박스로 끌어올리기
모듈을 용접한 후에는 툴링을 사용하여 모듈을 클램핑하고 고정한 후, 박스 본체의 지정된 위치에 인양해야 합니다. 인양 툴링은 일반적으로 특수 제작되며, 클램핑력은 적당해야 합니다. 이는 모듈 손상 없이 모듈의 안정성을 보장해야 합니다. 툴링은 인양 과정에서 모듈이 흔들리거나 떨어지지 않도록 보장해야 합니다.

모듈 엔드 플레이트는 박스에 들어간 후, 풀로드(비표준 긴 볼트)를 사용하여 박스 빔의 장착 구멍에 고정됩니다. 그 후, 작업자가 고전압 극판에 직접 접촉하지 않도록 통합 커버에 절연 시트 층을 부착해야 합니다.


04 플러그인 패널 및 BMS 설치
모듈을 박스에 인양한 후에는 BMS와 다양한 커넥터를 설치해야 합니다. 일반적인 커넥터에는 고전압 플러그인, 저전압 플러그인, 소화전, 방폭 밸브, MSD(유지보수 스위치) 등이 있습니다. 현재 주요 팩 통합업체는 이러한 플러그인을 플러그인 패널에 통합하는 설계 방식을 채택하고 있습니다.

이 설계는 제조 과정에서 설치 과정을 간소화하고 생산 주기를 단축할 수 있습니다. 또한, 배터리 박스 덮개는 각 플러그인마다 설치 구멍을 열 필요 없이 패널 설치 구멍만 열면 됩니다.

일부 배터리 팩에는 배터리 관리 패널인 패널이 있을 수 있습니다. 배터리 팩의 장기 작동 시 BMS가 고장날 가능성이 더 높기 때문입니다. 배터리 박스 커버 전체를 제거하지 않고도 관리 패널을 통해 배터리 팩에서 BMS를 분리할 수 있는데, 이는 매우 번거로운 작업입니다. 또한, 박스 커버를 자주 제거하면 배터리 팩의 기밀성이 저하되어 IP 보호 등급이 저하될 수 있습니다.



05 직렬 구리 버스바 및 통신 하네스 설치
배터리 팩은 이제 기본적으로 "모듈 없는 설계"입니다. 셀 간의 직렬 및 병렬 연결은 CCS(통합 버스바)를 통해 이루어지고, 모듈 간의 직렬 및 병렬 연결은 구리 버스바를 통해 이루어집니다.

구리 버스바는 연성 구리 버스바와 경성 구리 버스바로 나뉩니다. 연성 구리 버스바는 여러 겹의 구리 호일을 적층하고, 고분자 확산 용접을 하고, 열수축 필름을 사용하여 제작합니다. 연성 구리 버스바는 구부릴 수 있고, 더 유연하며, 설치가 쉽고, 진동에 대한 저항성이 더 뛰어나지만, 경성 구리 버스바보다 가격이 비쌉니다. 경성 구리 버스바는 T2 구리를 절단, 구부린 후 열수축 필름을 사용하여 제작합니다.

긴 구리 버스바는 모듈 엔드 플레이트나 박스에 고정해야 하며, 일반적으로 플라스틱 버클로 고정하거나 폼 접착제로 직접 붙입니다.



현재 배터리 팩 구조는 크게 간소화되었지만, CCS와 BMS 간의 통신은 여전히 저전압 하네스를 통해 이루어져야 합니다. CCS의 온도 및 전압 센서는 신호 수집을 담당하고, 통신 하네스는 BMS와 CCS 간의 데이터 전송을 담당합니다.

신호 전송의 안정성을 보장하기 위해서는 통신 배선 하네스의 차폐 및 절연 처리가 매우 중요합니다. 이를 통해 외부 전자파 간섭이 신호에 미치는 영향을 효과적으로 방지할 수 있습니다.




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