배터리 팩 조립 공정 시리즈 7 -
에너지 저장 용기 제조 및 조립 공정 흐름
신에너지 자동차든 에너지 저장 장치든 배터리 팩의 핵심 기능은 에너지를 저장하는 것입니다. "배터리 팩을 군인에 비유한다면,
군대
그렇다면 에너지 저장 용기는 잘 갖춰진, 조직된 군대로 볼 수 있다.
에너지 저장 용기의 구성 구조는 복잡하며 주로 다음과 같은 핵심 부품으로 구성됩니다. 용기, 배터리 팩, 전기 시스템, 방화 시스템, 통신 모니터링 시스템, 열 관리 시스템, 보조 시스템(에어컨, 조명 등).
이번 호에서는 에너지 저장 용기의 구조와 제조 공정을 자세히 소개합니다.
01 배터리 캐빈 온라인
배터리 캐빈이 온라인 상태가 되면 일반적으로 설계 도면의 요건에 따라 외관, 크기 및 보호 수준을 점검하여 캐빈의 강도, 내식성 및 밀봉성이 제품 품질 요건을 충족하는지 확인해야 합니다. 현재 대용량 저장 제품에 사용되는 컨테이너 규격은 일반적으로 20피트(약 6m)와 40피트(약 12m)입니다. 구체적인 규격은 다음과 같습니다.
참고: 9'6"=2896mm, 8'6"=2591mm, 8'=2438mm
배터리 랙은 배터리 팩을 설치하고 고정하는 데 사용되며, 일반적으로 강철로 용접됩니다. 배터리 랙은 더 높은 강도 요건을 충족해야 합니다. 1P104S 배터리 팩 하나의 무게는 600kg 이상에 달할 수 있습니다. 에너지 밀도를 높이기 위해 배터리 랙 한 줄에는 거의 10개의 배터리 팩을 설치해야 하는 경우가 많습니다.
02 방화 시스템 설치
에너지 저장 배터리 팩은 전력 배터리 팩보다 안전 성능에 대한 요구 사항이 더 높으므로 서비스 중 안전을 보장하기 위해 방화 시스템도 추가되었습니다.
방화 시스템
: 연기 센서, 온도 센서, 소화 장치 등. 화재 등 이상 상황이 감지되면 소화 장치가 자동으로 작동하여 소화 작업을 수행하여 화재 확산을 방지하고 에너지 저장 시스템의 안전한 작동을 보장합니다.
방화 시스템의 설치 내용은 주로 다음과 같습니다. PACK 레벨 침지 파이프, 솔레노이드 밸브(펑처 밸브), 소리 및 빛 경보, 퍼플루오로헥사논(또는 헵타플루오로프로판), 소화 스프링클러 시스템 등.
03 열 관리 시스템 설치
1세대 대용량 저장 제품은 대부분
공랭식 에너지 저장 용기
(워크인 방식, 즉 정비 인력이 검사를 위해 선실에 들어갈 수 있음). 공랭식의 장점은 구조가 간단하고 설치가 간편하며 비용이 저렴하다는 점이지만, 냉각 효율이 높지 않아 에너지 저장 시스템의 방열 요구 사항을 충족하기 어렵습니다.
현재 2세대 대용량 저장장치 제품은 기본적으로 다음과 같은 기능을 탑재하고 있습니다.
액체 냉각 시스템
이는 배터리 팩의 방열 효율과 배터리 코어의 온도 일관성을 향상시킬 뿐만 아니라, 제품의 에너지 밀도를 크게 향상시킵니다.
액체 냉각 시스템은 주로 액체 냉각기, 액체 냉각 파이프, 밸브, 액체 냉각판(배터리 팩 상자에 통합)으로 구성됩니다.
설치 과정: 일반적으로 액체 냉각 장치와 주 액체 냉각 파이프를 먼저 설치한 후, 2차 및 3차 파이프라인을 설치합니다. 파이프라인 설치 후 기밀 시험(<150Pa)을 실시합니다. 배터리 캐빈 전체가 통합된 후 냉각수를 추가해야 합니다.
또한, 액체 냉각 시스템의 효율성을 높이고 내부에 응축수가 생길 가능성을 줄이기 위해 에어컨과 환풍기를 설치하는 것도 포함됩니다.
04 전기 시스템 설치
배터리 에너지 저장 제품의 전기 시스템 구조는 아래 그림과 같으며, 일반적으로 주회로와 제어 회로로 구분됩니다.
주회로
: DC 회로, PCS 및 AC 계통 연결 인터페이스를 포함합니다. DC 측은 일반적으로 배터리 클러스터에서 고전압 박스까지 DC 케이블을 통해 직접 연결되고, 그 후 필요한 보호 및 스위치 장치를 갖춘 정션 박스로 연결됩니다. 배터리실과 전기실은 강철 내화 도어로 분리되어 있습니다.
배터리 칸의 용량이 증가함에 따라 PCS는 일반적으로 별도로 배치되거나 변압기와 스위치 캐비닛과 같은 다른 장비와 함께 조립식 칸에 통합됩니다.
제어 회로
: 주로 격실 내 장비에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 일반적으로 BMS(
배터리 관리 시스템
), 로컬 컨트롤러, 방화 시스템 등은 예상치 못한 장애 발생 시 정상적인 기능을 보장하기 위해 UPS(무정전 전원 공급 장치)로 전원을 공급받아야 합니다.
설치 과정:
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배터리 클러스터에서 고전압 박스까지 배선 하네스 설치
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고전압 박스에서 정션 박스까지 배선 하네스 설치
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정션박스 설치
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BMS 디스플레이 화면, 비상 정지 스위치, 표시등 등의 설치
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변압기 설치
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전기 시스템 배선 설치, 정션 박스 배선 연결
05 배터리 시스템 설치
배터리 팩을 배터리 랙에 넣는 방식: 일반적으로 지게차를 이용하여 배터리 랙에 삽입합니다. 공간이 매우 협소하여 숙련된 작업자만 이 작업을 수행할 수 있습니다. 앞으로 에너지 저장 용기 조립 공정의 자동화가 점차 발전함에 따라 이 작업은 자동화 장비로 대체될 수 있습니다.
설치 프로세스 흐름:
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배터리 팩을 객실로
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고전압 박스 설치
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배터리 팩 연결
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2/3단계 액체 냉각 파이프 설치 및 연결
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PACK 침수형 소화관 연결
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솔레노이드 밸브 하네스 연결
06 전기 성능 시험
전원 켜기 전 감지:
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접지 신뢰성 감지
: 배터리 팩, 고전압 박스, 배터리 클러스터의 접지 신뢰성을 점검하려면 접지 저항 테스터를 사용하십시오. 일반적으로 10A 전류를 인가하며, 접지 저항 값은 ≤0.1Ω이어야 합니다.
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절연 감지
: 배터리 클러스터와 외부 전원 공급 장치 또는 기타 전기 장비 사이의 연결을 확인하십시오. 절연 저항 테스터를 사용하여 양극과 음극을 연결하고 배터리 클러스터와 접지 사이의 절연 저항을 측정하십시오. 일반적으로 20MΩ 이상이어야 합니다.
내전압
: 모든 회로 포트를 단락시키고 해당 시험 전압을 접지(박스 케이스)에 인가합니다. 시스템에는 절연파괴 및 아크 발생이 없어야 합니다.
임펄스 전압
:
저전압 스위치기어와 컨테이너 내부의 회로의 최소 정격 누적 내전압은 최소한 국가 표준 요구 사항을 충족해야 합니다.
충전 및 방전 테스트
: 일반적으로 두 캐빈을 서로 비교하여 시험합니다. 시험 중 충전과 방전 사이의 동압 차이가 일정 값 미만, 최대 온도 40℃ 미만, 온도 차이가 5℃ 미만, 플러그인 표면 온도 상승이 50℃ 미만, 방전 에너지가 정격 에너지 값보다 커야 합니다. 마지막으로, SOC를 공장 설정값(일반적으로 50%)으로 조정해야 합니다.
07 수명 테스트
레인 테스트
: 장비를 사용하여 객실 전체에 대해 최소 3분 동안 현장 테스트를 실시하고, 객실 내에 물 누출이 없어야 합니다.
식별 및 라벨 검사
: 배터리 캐빈 번호, 명판, 경고 표시, 로고 표시, 접지 표시, 화재 표시, 극성 표시 등을 확인하여 명확하고, 정확하며, 추적 가능하고 도면 사양을 준수하는지 확인하세요.
제품 외관 검사
: 배터리 팩에 변형이나 균열이 없고, 외부에 먼지가 없으며, 캐빈 코팅 색상이 균일하고, 거품과 벗겨짐이 없으며, 접지 구조가 고정되고 신뢰할 수 있으며, 액체 냉각 파이프를 배수한 후 메인 밸브가 닫혔는지 확인하십시오.
에너지 저장 컨테이너의 제조 품질은 정밀하고 신뢰할 수 있는 장비 지원에 크게 좌우됩니다. 배터리 장치의 생산 일관성, 모듈 조립의 정확성, 전체 객실 시스템의 완벽한 테스트 등을 위해서는 기술 지원으로 특수 장비가 필요합니다.
신에너지 장비 분야의 혁신 기업으로서,
에이시 뉴 에너지
는 수년간 배터리 제조 장비 및 테스트 장비 기술 분야에 깊이 관여해 왔으며, 에너지 저장 산업의 장비 솔루션 전체 체인을 망라하는 사업을 전개해 왔습니다.
상류 재료: 전극 슬러리
실험실 혼합 장비
,
전극 코팅기
, 등.
셀 제조 : 버튼형/원통형/폴리머 전지 전체 시리즈 실험 라인(반자동에서 전자동 구성으로,
프리즘 배터리 팩 조립 라인
사례).
시스템 통합:
▶
배터리 팩 자동 조립 장비
▶ 다단계
테스트 시스템
(전기 성능/열 관리/화재 연결 테스트 플랫폼)
▶
환경 안전 시험 챔버
(열적 손상 시험, 고고도 저전압 시험, 충격 진동 시뮬레이션 시험 등을 위한 장비)
