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    特斯拉Austin工厂4680电池成组工艺解析

    继昨天的文章《特斯拉的4680电芯量产,让我们能看到什么?》之后,昨天半夜等通知做核酸的时候,看了下特斯拉4680电池pack系统的专利,结合今天上午把1分钟不到的4680电池生产视频反复看了十几遍之后(感觉自己像个情报分析人员),提炼出了一些相对有价值的信息。

    现浅尝地对特斯拉Austin电池成组生产线的规划和工艺做一个解析。

    (1)4680电芯的上线

    从下图1可以看出电芯从电芯产线下线后,是通过塑料框包装输送到电池模组线,结合下图2(编号2)的夹爪一次性抓取的电芯数:8*8,可以知道每个塑料框装载的电芯数量为64个。

    ▲图1

    ▲图2

    从上图2还可以看出,电芯上线的三轴机械手为2套,并行工作。图2中的一个个绿色通道类似一个弹仓,每个“弹仓”中放置8个电芯。每8个电芯为一组,从弹仓中出来,通过图2箭头所指的皮带线向前迸发,进行输送。

    (2)4680电芯成组

    反复看了下图3画面前后的视频,其实上述的电芯到达下图3的位置之前有一个电芯数量堆积(为了满足成组block数量要求)和匹配冷却板的过程(只是特斯拉没有公布出来)。

    下图3中的输送线是2层结构,编号1的位置在下层,进行电芯的输送(符合成组block数量),编号2的夹爪与编号1的工装有一个交互的过程。

    编号2的夹爪一次性夹取一个block的数量(一个block的数量是:【35+34】*3=207个,block是特斯拉专利中的描述词汇)

    ▲图3

    下图4中编号1所示的是一个个定位销,用于保持相邻两个电芯之间的间距,以便所有电芯能一次性顺畅地放入模组的塑料Potting中(Potting也是特斯拉专利中的描述词汇),编号2是吸取每个圆柱电芯的真空吸盘。

    ▲图4

    (3)电芯之间的电连接

    从图5中的焊接飞溅看出,电芯之间的串并联连接采用的是激光焊接工艺(专利中也有相关描述),而不是之前一直所用铝丝键合工艺。

    ▲图5

    下图6是早些时候柏林工厂电池日所透露的4680电芯的busbar和CMB。

    ▲图6

    (4)电池成组后入箱

    从电池组入箱的画面(图7和图8)来看,有两台机器人同时进行工作。除了每个夹爪的上部分有吸盘之外,在模组每侧都有3个夹爪用于二次保护。在模组快要放入Pack箱体之前,两侧的夹爪才全部打开。

    ▲图7

    ▲图8

    (5)Pack下线

    Pack由输送线输送至线末(下图编号1),然后由机器人搬运至另外一台AGV上(下图编号2),然后由AGV输送至总装线。

    ▲图9

    从短短1分钟不到的视频细节中,我们不难理解:为什么4680的电池成组产线会比以往的21700产线面积减少一半以上。

    电池成组产线的节拍瓶颈在于电芯的成组,以及后续的焊接工艺。而4680的方案,将原来一个电池包里4000多颗21700电芯减少到了目前的828(69*3*4)个,这样在前端的成组和焊接节拍上大大的缩减,从而所需的设备数量和占地面积急剧的减少。

    因视频中提供的信息有限,对于一些细节,个人还存有一些疑问:

    1)电芯如何和冷却板进行自动化配组的;

    2)每个模组放到箱体上的那个画面,并没有看到模组底部和箱体底部有结构胶,那么强度是如何保证的?

    3)塑料Potting与每个电芯匹配孔的四个角是否有结构胶?如果仅仅是靠电芯与Potting孔的机械紧配合,如何保证强度?

    4)每个模组侧面的CMB是如何和电芯进行连接的?

    等等。

    上述细节,只能等特斯拉逐一释放或者等相关拆解报告。

    原文标题 : 特斯拉Austin工厂4680电池成组工艺解析

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