动力邱健电池装配线

动力电池设备线 篇1

在全球工业4. 0,智能制造及“互联网+ ”的浪潮席卷下, 打造智能化、数字化的设备出产线成为制造业必然的展开趋势[1]。新动力电池职业在国内属于新兴工业,展开速度较快, 特别是全球经济回暖,动力电池的需求也回到快速展开的轨迹上来。而国内的电池职业仍以贱价竞赛为职业扩张主线, 构成过剩低端产能。企业把进步出产功率和下降本钱放在首位,忽视了产品质量的重要性。产品的质量直接影响电池的一致性和安全性,然后限制电动轿车工业的展开。

 

现在,国内电池企业在产品质量的管控中大都选用抽样或检测产品首件的办法,并运用人工丈量和记录要害质量参数来衡量产品批次的质量状况。这种做法存在两个坏处: 一是,抽样具有风险性,不代表全局性; 二是,手艺记录为过后剖析,实时性差,若呈现质量问题,导致产品过多损耗[2]。近年来,动力电池企业设备主动化水平有明显的进步,各个工序设备到达单机主动化水平,但电池职业离“数字化”制造还有一段间隔,产品加工和设备作业数据搜集量大,每个工序有不同的管控需求。因而,怎么完结设备智能化的互联互通及“工业化”与“信息化”的融合尤其重要。本文依据制造履行体系MES途径,从SPC质量办理的视点,施行动力电池出产制造进程中的产品质量数据的核算与剖析,使质量办理从被动的过后剖析转变为进程中的事前防备,然后进步产品出产进程中质量的安稳性。

 

2依据MES理念的SPC质量办理剖析

 

MES体系是一个建立在数据库根底之上的办理体系,经过主动搜集或人工弥补录入的办法对出产进程中的在线参数及离线搜集的工艺参数( 其间包容了许多的质量数据) 进行全面搜集,数据库担任存储各首要工序的工艺参数数据,并经过MES运用途径完结数据信息的集成与同享。为了将这些数据转化为有用的质量信息,结合需求,选用SPC技能进行数据的抓取、剖析与判别。在核算报表的根底上,运用契合条件的操控图、饼图、趋势图等核算剖析东西[3],直观的反映出产进程中的质量现状,为电池出产进程中的质量操控供应依据。依据MES的SPC剖析流程图如下图1所示:

 

3动力电池电芯出产线工艺与质量特性

 

电池出产质料是根底,工艺是要害,设备是确保,质量是中心。电芯出产线首要包含电芯出产段和电芯设备段[4]。电芯出产线是承担质料的加工与半制品的出产,产品质量的好坏直接影响电池后段工序的出产。因而,对电芯出产设备线相关质量特性进行有用的核算进程操控剖析显得尤其重要。

 

详细工艺道路如下图2所示:

 

对电芯出产工艺流程剖析,承认要害设备的要害质量特性,合浆工艺: 浆料粘度值、固含量、细度等; 涂布工艺: 放卷张力、泵速、进料压力、涂布速度、烘箱温度、涂布精度( 面密度、 正反面测宽和留白) 、进程中的环境参数、收卷张力等; 辊压工艺: 剥离强度、辊压轴压力、辊压线速度值等; 分切工艺: 分切线速度值、刀具作业长度等; 叠片工艺: 卷芯转速等; 化成陈化体系: 电压、内阻等。要点对上述要害质量参数进行在线数据搜集,完结产品全进程质量追溯、质量监控以及工艺参数进程SPC剖析。

 

4动力电池电芯出产线质量办理技能架构

 

本文技能架构分为四个层次: 设备层、数据搜集层、数据服务层和运用层。技能架构如下图3所示:

 

设备层: 设备层首要包含电芯出产线的首要设备,包含: 物料办理、混料体系、搅拌机、涂布机、辊压机、分切机、叠片机、枯燥、入壳、焊接、注液机、化成、陈化等。设备具有规范化和网络接口,具有数据传输和同享的功用。

 

数据搜集层: 选用依据OPC技能来完结设备智能化的互联互通,将不同的接口、不同的操控体系及异构通信协议的数控设备衔接成一个网络[5]。建立OPC服务与设备PLC数据地址的映射联系,搜集出产线上设备作业时的各参数信息,经过以太网上传至数据库服务器进行剖析、处理和存储。

 

数据服务层: 整个体系接口选用中心件和OPC相结合的办法,将历史进程数据、质量查验数据和综合测验数据经过中心件服务器传输联系数据库进行贮存,然后将出产进程中的实时动态数据经过OPC办法传送至实时数据库,由集成体系SPC模块别离从联系数据库和实时数据库读取数据进行核算剖析。

 

运用层: 运用层为本体系的相关用户,用户可拜访MES体系的SPC模块。在剖析前可依据相关产品称号、产品批次、 时刻、工单号以及采样频率、采样周期、最大值、最小值、均值等信息输入到用户界面中。体系依据相关条件主动进行核算,终究以质量剖析东西中的操控图展现,可查找进程中呈现反常的数据点,并剖析原因,到达指导出产的意图。

 

5依据MES的SPC体系在电池职业质量办理中的运用

 

本节以电芯出产段涂布工艺为例,要点对放卷张力差质量特性进行SPC剖析。

 

1质量参数获取。依据电芯制造车间出产计划与车间规范,在MES体系中输入测验该参数的相应根本信息。如: 出产批次、出产种类、出产工艺、工艺版本号、测验工步、测验变量组、测验变量、抽样频率、样本巨细、时刻区间、上下限设置等。MES体系依据上述信息下发查验规范和抽样规则请求SPC查询剖析模块,从数据库中提取相应的契合条件的放卷张力差值数据,并经过MES途径的运用存储到了体系的联系数据库中。

 

2生成SPC操控图。依据以上MES体系搜集的实时数据,生成如下所示的剖析用操控图。

 

3操控图剖析。依据生成的操控图,结合上限和下限,放卷张力差值根本在可承受的区间类。企业车间可以结合实践状况进行恰当的调整,确保出产进程质量。

 

6完毕语

 

传统电池职业的质量剖析是建立在许多离线抽样搜集数据根底之上,怎么获取和运用许多精确实时和历史数据进行有用的质量剖析是现在许多企业遇到的问题。本文依据MES理念,提出了SPC质量剖析体系,对工业大数据进行有用的剖析。运用MES体系的实时数据搜集才能,结合SPC体系的数据剖析功用,确保动力电池设备出产线进程中的质量操控,进步企业的质量办理水平,为出产的进一步科学办理供应根底。

 

摘要：展开动力轿车是推动节能减排的重要办法,工业展开的瓶颈是电池的质量。现在,国内动力电池的设备大都处于手艺操作、半主动半机械化状况,进程中的质量数据多为手艺记录,实效性差,导致产品质量差,而电池的质量限制了工业的展开。核算进程操控(SPC)技能是设备线中质量办理的一种重要剖析东西,经过在线数据搜集,并结合MES途径可完结出产各环节进程中的要害质量参数剖析。文中以电池设备的电芯出产线为例,研讨SPC技能在出产进程中的质量剖析与运用。

 

面试题锂离子电池 动力电池 篇2

1.现在商场上首要有那几种电池？ 从体积能量密度、环保性等方面论述他们的特色。铅酸铵电池：能量密度低，体积较大。含污染环境的重金属铅。镍镉电池：能量密度不高，含有有毒金属元素镉。

 

镍氢电池：能量密度较高，环保性好，不再运用有毒的镉。锂电池：能量密度较高。绿色环保。

 

2.锂离子电池的正极资料首要有哪几种？并剖析他们的优缺陷

 

钴酸锂长处：作业电压较高，充放电平稳，比能量高，电导性好，工艺简略。钴酸锂缺陷：抗过充电性较差，价格昂贵（钴），循环功用有待进步，热安稳性差。

 

锰酸锂长处：锰资源丰富、安全性高，比较简略制备。

 

锰酸锂缺陷：资料抗溶解性低，深度充放电进程易发生晶格畸变，构成电池容量的敏捷衰竭。

 

三元资料（钴镍锰酸锂）长处：高温安稳性好，抗电解质腐蚀性好。三元资料（钴镍锰酸锂）缺陷：充放电时晶格也简略畸变。

 

磷酸铁锂长处：高安稳性，安全可靠。

 

磷酸铁锂缺陷：导电性一般，电极资料运用率低。

 

3.碳酸锂在锂电池职业的运用是什么？相关的上市出产企业有那几个？

 

碳酸锂是正极资料、电解液、金属锂的根底原资料。是锂电最首要的根底资料。

 

天齐锂业

 

西藏矿业

 

中信国安

 

路翔股份

 

赣锋锂业

 

4.从电解液的资料本钱来看，电解液的首要中心资料是什么? 国内出产企业有那几个? 从资料本钱的视点看，六氟磷酸锂是电解液的中心资料，10 吨电解液需求1-1.25 吨 六氟磷酸锂，但所占电解液总本钱却高达60%以上。

 

2011 年之前，国内只要天津金牛能出产六氟磷酸锂，产能为400 吨/年。上市公司中多氟多已于2011 年头开端试出产，4 月份全面投产，产能到达200 吨/年；九九久5 月底400 吨/年六氟磷酸锂项目也进入试出产阶段，江苏国泰的300 吨/年的项目仍处于中试阶段。

 

5.国内电动自行车电池首要有哪几种?他们别离占有的商场份额大约是多少？

 

高达89% 选用铅酸电池，镍氢电池仅8%，锂离子及其它电池仅3%，预估未来将改 以锂离子电池为主。

 

6.出产、研制动力电池的国内企业首要有那些？

 

天津力神电池股份有限公司

 

深圳市芯动力精电电子科技有限公司 苏州星恒电源有限公司

 

上海恒动轿车电池有限公司

 

赛恩斯动力科技有限公司

 

合肥国轩高科动力动力有限公司

 

深圳市北虎电池科技有限公司

 

江西省福斯特新动力有限公司

 

深圳市科普仕动力有限公司

 

北京中芯优电信息技能有限公司

 

东莞市翔度电池有限公司

 

中聚雷天动力电池有限公司、北京中润恒动动力电池有限公司

 

比亚迪

 

深圳比克

 

哈尔滨光宇

 

7.电池隔阂的首要作用是什么？论述一下国内电池隔阂的现状。

 

电池隔阂是指在电池正极和负极之间一层隔阂资料，是电池中十分要害的部分，对电池安全性和本钱有直接影响，其首要作用是：隔离正、负级并使电池内的电子不能自在穿过，让电解质液中的离子在正负极之间自在经过。

 

锂电池本钱中，隔阂约占20%，但毛利率却高达70%，是动力锂电池中盈余才能最强电池资料部分。

 

现在国内隔阂商场80％以上被美、日进口产品占据，国产隔阂首要在中、低端商场运用。我国高品质隔阂尚待打破。现在国内佛塑金辉高科、东莞星源科技、河南新乡格瑞恩、中科来方等厂商已可供应小型锂电池用隔阂，价格只要进口隔阂的1/3~1/2，采货周期也相对短些，但国产隔阂的厚度、强度、孔吸率不能得到全体统筹，且量产批次均匀性、安稳性较差。国产隔阂正逐渐进入中低端商场进口产品代替阶段，一同，少量产品现已进入高端商场。

 

8.前段时刻发生了铅酸铵电池出产企业的污染水源作业（血铅作业）。谈一谈我国现在铅酸铵电池职业的现状，以及未来有哪些出资机会。

 

全国规模近2000 家铅酸电池企业，因为血铅作业，共有583 家企业被撤销，比例到达30%。此外，还有50%的企业被停产收拾，仅13%的企业可以正常出产。

 

从中期看，铅酸电池新批产能项目将变得十分困难，首要因为：1）各省市重金属排放施行严格的总量操控；2）铅蓄电池项目批阅施行终身问责制；3）铅污染事端仍在延伸。新建出产线需求1～1.5 年的时刻，短期内供需难改善。现在在出产的铅酸电池厂，仍存在环境污染隐患，职业整治仍将持续，商场集中度将持续进步。现在动力电池现已涨价近20%，毛利率到达40%以上。

 

动力电池:崎岖前行 篇3

动力电池即为东西供应动力来源的电源，多指为电动轿车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车供应动力的蓄电池。动力电池首要有阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池三种。2011年，对动力电池职业来说，可谓是时运不济、展开崎岖，充溢迷茫。

 

因为非法挖掘稀土资源严峻，国务院出台相关方针，对稀土职业进行了收拾，导致下游动力电池出产企业遭到影响。紧接着，在浙江台州和浙江杭州，别离呈现了血铅超支作业和电动车自燃作业，这给整个动力电池职业带来了巨大的负面影响。在国际上，磷酸铁锂蓄电池专利技能捍卫之战，现已打响，这给整个动力电池职业又带来了巨大的不承认性。

 

但是，在整个动力电池职业，商场需求依然巨大，展开后劲依然很足。咱们有理由信任，我国动力电池虽然现在依然处于崎岖之中，但是它会走过“山穷水尽疑无路”，迎来“柳暗花明又一村”的。

 

动力电池陷入困境

 

2011年，有几件大事，影响了整个动力电池的展开。一是稀土职业的收拾，二是浙江台州血铅严峻超支，三是杭州众泰电动出租车自燃，四是我国光伏电池遭受反倾销案。

 

稀土职业收拾带来影响。2月16日，国务院常务会议研讨部署收拾稀土职业相关方针；4月1日，稀土矿资源税税额规范上调；5月19日，国务院发布《关于促进稀土职业持续健康展开的若干意见》。跟着一系列收拾办法的出台，稀土价格大幅上涨，对下游节能环保及新动力工业构成较大冲击。

 

浙江台州血铅严峻超支作业。台州路桥区召开新闻发布会，布告到3月22日下午4时，台州市路桥区峰江街道上陶村、浮排村、葛家村共有501人做了血铅检测，发现血铅超支的有139人，其间儿童35人，血铅严峻超支3人。其间有一个村庄，现已呈现4名青壮年逝世现象。

 

杭州众泰电动出租车自燃作业。4月11日下午2点50分，杭州武林路，一辆电动出租车突然当街“发火”，从发现冒烟，到蹿出火苗，前后大约8分钟，整辆车就被烧得只剩下一个黑乎乎的空壳。2011年6月8日，备受重视的众泰电动出租车“4·11”自燃作业，在经过57天的漫长等候后，杭州市政府终于公布了终究查询效果。

 

我国光伏电池遭受反倾销作业。10月19日，以Solar World为代表的7家美国光伏电池厂商质疑我国企业取得违背国际交易原则的补助，并向美国政府提出对我国产光伏电池提起“双反”(反倾销、反补助)请求。美国“双反”由美国国际交易委员会(ITC)和美国商务部担任，ITC已于10月19日立案，美商务部则于11月8日立案。当地时刻12月2日，ITC裁决，有合理迹象标明，因为我国产晶体硅光伏电池及组件对美国商场出口价低于公正价格，并且得到我国政府补助，给美国相关工业构成了本质性损害。这意味着美国商务部将持续对我国输美太阳能电池翻开反倾销和反补助“双反”查询。

 

动力电池陷困查询

 

今年以来，我国动力电池呈现事端，既有偶然性，也有必然性。有的是可以经过办理手法予以避免的，有的是需求经过加强技能改善予以躲避。

 

稀土职业，是我国战略性资源，联系到国家的安全。虽然我国是最大的稀土储备国，但是因为全球需求量极大，构成了价格大幅上涨。国内许多商家见稀土有利可图，于是纷繁参加稀土开发队伍。因为缺乏安排性和规范性，稀土遭到了大面积非法挖掘，价格也得到垄断性进步。而锂电池对稀土具有很强的依赖性。在这种杂乱的环境下，锂电池的本钱价格就得到了添加。

 

浙江台州血铅严峻超支作业，是源于该出产企业在选址、资料保管和废弃物处理上存在严峻失误所构成的。业内专家以为，像这样的作业是彻底可以避免的，最起码也是可以将损失降到最低程度。紧接着，国家环保部等多部委加强了对铅酸蓄电池出产企业的办理，对全国大大都铅酸蓄电池企业进行收拾。到2011年7月31日，各地共排查铅蓄电池出产、拼装及收回（再生铅）企业1930家，其间，被撤销封闭583家、停产整治405家、停产610家；有252家企业在出产，80家在建。铅酸蓄电池被全面收拾，一方面阐明铅酸电池在某些方面存在着缺陷，另一方面也阐明，电动车职业急需寻求一种更新式、更环保的电池产品，而锂电池便是其间最好的挑选。

 

“4·11”自燃作业，依据浙江省质量技能监督检测研讨院关于事端查询给出的定论，承认了电池单体电解液走漏是引起火灾的首要原因。但是，这一说法与事端鉴定报告上“本次事端发生不能认定电池单体规划、制造方面存在质量问题”的说法存在明显对立。那么，这也阐明要么是咱们的技能水平存在缺陷，要么便是外界环境影响或许运用不当所构成的。

 

我国光伏电池遭受反倾销，这其实是一场国家利益的胶葛。美国人力本钱的高昂以及科技展开的瓶颈存在严峻对立，引起民意沸腾，需急救药。遍寻商场，廉价的我国产品成“批斗”方针。这种以汇率为借口的政府行为，以专利权为切入点的企业诉讼，以反倾销为炮弹的交易战，成为批斗的“三板斧”。但这种交易维护主义的终究效果将是双输。假如我国太阳能电池(板)产品因美国采取征税办法不能持续对美出口，必然极大影响美国相关出产设备和原资料对我国的出口，这对两国太阳能工业以及经济交易利益都将构成晦气影响。

 

动力电池展开方向

 

在对待动力电池展开方面，有人以为锂电池本钱价格高、大规划出产较难，不适协作为首要展开方针。他们以为2010 年锂原资料价格大幅上涨，这与炒作有关。这些专家着重铅酸电池价格便宜、出产相对简略等长处，倡议国家应该改善出产技能，要点展开传统的铅酸电池。当然，这也有他们的道理。

 

据了解，从技能层面来讲，锂电池有四大长处。一是它拥有高能量密度。锂离子电池的能量密度其可到达的实践比能量为100～125Wh/kg和240～300Wh/L， 跟着技能展开,它的比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L。二是它具有高电压性质。锂离子电池单体的作业电压均匀值为3.7V，相当于3个串联的镍镉或镍氢电池的电压。三是它的循环寿数长。在规范条件下（23±2℃），锂离子电池的充放电周期可超越500次。四是绿色环保。锂离子电池不含有镉、铅、汞等污染环境的金属，或许其含量都在国际规范要求的规模内。因为拥有这些特性，锂电池便有体小量轻、安全环保、经济实用等长处，因而很简略被顾客承受。而作为太阳能电池，因为体积大、技能上还不够老练等原因，暂时还没有广泛运用到电子产品和电动东西上面。

 

2011年7月，工业与信息化部下发工信部科[2011]320号文件，印发《工业要害共性技能展开指南（2011年）》的通知，将低本钱高比容量磷酸铁锂正极资料制备技能、低本钱高比容量锂电正极富锂锰基资料工业化要害技能单独列出。一同还单独列出动力电池要害技能，首要技能内容包含：能量型锂离子动力电池要害技能、功率型动力电池要害技能、锂离子动力电池和隔阂出产要害设备技能、动力电池电极资料技能、功用及安全性点评技能、自激发安全维护技能。本来便是商场热门的锂电池工业，再次敏捷地得到了资本商场的热捧，包含锂电池的上游资源开发企业与中下游的出产推行企业，登时又都成为二级商场的宠儿。

 

不过，锂资源存在上游开发困难、出产量能缺乏、价格偏高、运用与贮存不便等晦气要素。我国锂矿储量居世界前列，并且拥有储量排名世界第三、卤水品质优秀的扎布耶盐湖，为我国碳酸锂工业的展开供应了资源确保。矿石和盐湖两种锂盐工艺各有优势和缺乏。矿石提取工艺老练，但耗能高、污染重、本钱高；盐湖卤水提取有锂含量高和本钱低的优势，但技能难度高。因为遭到上游锂资源开发的限制，锂电池出产量能也是不容乐观的。我国电池工业协会副秘书长曹国庆在最近的一次论坛上讲，因为锂电池出产量能缺乏，导致它的价格虚高，比铅酸电池贵一倍左右，然后影响了它的推行与良性展开。业内人士还介绍，锂电池出产量能缺乏与充放电时刻，这也是限制锂电池展开的原因。

 

对动力电池的反思

 

我国是世界上人口最大的国家，对动力电池的商场需求，应该是十分巨大的。加上国外的商场，我国动力电池的未来，应该是相当可观的。业内人士以为，咱们应该在职业引导、自主立异、节能减排、方针支撑、参加国际竞赛等方面予以加强。

 

首要，要施行活跃的工业方针引导，将资源进行合理配备。对电池工业展开施行方针引导，经过制定相关法令法规，促进污染严峻、糟蹋资源和高耗能的产品逐渐退出商场，引导高新技能产品构成工业规划，进步国际商场占有率。为推动动力电池技能的打破，咱们应当学习国外先进的经验，将动力电池列为国家严重工业化项目，资助有条件的企业和科研院所经过产学研结合施行技能打破。

 

其次，要加强职业引导，优化工业布局。专家建议，应经过组建职业联盟或技能协作联盟等办法，推动电池与上下游工业链的协作，如锂离子动力电池与电动自行车、电动轿车、电源办理体系等范畴的沟通与协作，安排攻关，进步产品技能水平，促进推行运用。进步职业整合才能，扶植优势产品和优势企业，扩大工业规划，进步科技含量和附加值。经过引导企业并购与重组，进步工业集中度，培养和鼓舞骨干企业做大做强；完善商场、环保等优胜劣汰机制，经过准入条件的进步，促使电池企业规划化和规范化，避免一哄而上；加快电池工业集群的培养，构成和完善工业链，进步我国电池工业的全体水平。

 

再次，要加强自主立异才能，进步电池产品中心竞赛力。2011年，关于铁锂电池的专利，我国法令专家现已清晰指出存在很大的专利风险。为了避免在竞赛中处于晦气地位，动力电池职业应不断完善立异体系、进步自主立异才能，持续推动企业的技能改造，帮助企业进步立异才能和立异条件。促进职业根底研讨效果与工程化、工业化的联接，进步工业中心竞赛力。支撑科研院所活跃展开绿色二次电池、可再生动力新体系的研讨，使我国在新式电池研讨开发中取得更多的自主常识产权，为动力电池职业振兴和展开注入新的生机。

 

别的，要活跃推动职业节能减排和清洁出产，完结可持续展开。支撑企业加强环境维护和施行清洁出产，研讨和建立废弃电池收回和再运用体系。完结铅酸蓄电池出产从铅冶炼到收回再生构成封闭式循环；逐渐构成铅酸蓄电池“谁出产、谁收回”的作业机制，鼓舞铅酸蓄电池骨干企业履行社会职责，向废铅酸蓄电池收回再出工业链延伸，从源头上操控污染风险；推行电池出产和收回再生“节能减排”新技能；制定电池环境标志产品规范，进步电池职业环保准入门槛；支撑电池收回再出工业方针的研讨；推动以环境维护、资源运用为意图的电池收回、再生技能的研讨与工业化，完结有用化办理。

 

最后，要活跃引导企业开辟新的国际商场，研讨和应对国外技能交易壁垒。国家应当鼓舞自主品牌产品出口，进步层次和附加值，逐渐削减加工交易，完结结构优化。拓宽国际协作途径和范畴，发挥职业协会协调安排作用，以龙头企业带动施行走出去的战略，到有电池资料资源和商场资源的国家和地区办厂。进一步研讨应对和消除国外技能交易壁垒对我国电池工业的影响，在进步自主立异才能的一同，依照WTO规则，构建有用的工业维护和经济安全体系；高度重视WTO游戏规则的研讨和常识产权维护，活跃消除国外技能壁垒和反倾销等交易壁垒对我国电池工业的影响。

 

动力电池设备线 篇4

要害词：IE改善,节拍,流水化,人员运用率,平衡率

 

0 导言

 

工业工程 (IE) 是将人、设备、物料、信息和环境等出产体系要素进行优化配备, 对工业出产进程进行体系规划与规划、点评与立异, 然后进步工业出产率和社会经济效益专门化的综合技能, 它是一门直接以体系功率和效益为方针的工程技能, 为寻求出产功率、质量和本钱而进行的体系剖析、规划与优化操控。

 

跟着顾客对电池组总成需求量的上升, 我公司大巴电池组总成设备线现有的出产才能缺乏。为了满意顾客需求, 确保销售量, 在与对手企业竞赛中取得胜利, 为此公司特引入一条大巴电池组总成设备线, 但是此出产线作业人员劳动强度大、出产功率低、人员运用率低, 线体停留许多的在制品。为了进步线体设备功率, 进步产能, 进步公司竞赛力, 公司决议进行大巴电池组总成设备线流水化作业IE改善。

 

1 IE改善

 

运用IE改善办法, 首要对大巴电池组总成设备线的出产现状进行剖析, 然后别离对线体添加工艺配备配备, 下降劳动强度, 对一些工序选用分化、重组、兼并办法, 进步人员运用率, 终究到达完结流水化作业、进步设备线平衡率、进步产能的意图。

 

1.1 出产现状剖析

 

改善前, 作业人员劳动量大、出产功率低, 各工序人员分工不清晰、工序节拍不同较大、作业忙闲不均, 发生许多的等候糟蹋, 人员运用率低, 设备线上积压许多的在制品, 大巴电池组总成设备线DK1226工艺流程图及各工序人员运用率别离如图1、图2所示。

 

1.2 改善办法

 

1) 工艺配备配备。经过对大巴电池组总成设备线的工艺配备进行优化配备, 下降劳动强度, 进步设备功率。详细进行以下工艺配备优化配备: (1) 龙门吊配备, 在装模组工序添加龙门吊, 吊装电池模组入箱, 代替人工抬电池模组入箱操作。 (2) 气路、电路及螺丝刀配备, 在操作工位两侧均接通气路、电路, 设备气路接嘴、电路插座, 便利工位两侧操作, 依据每个工位操作特色别离配备电动、气动螺丝刀。 (3) 看板配备, 在线体上方两侧及中心别离配备工位和工艺文件看板, 清晰各个工位操作内容。 (4) 物料、东西工位器配备, 在各个工位别离配备物料、东西工位器, 清晰各工位物料、东西的寄存方位, 便利作业人员取用。

 

2) 均衡化作业规划。经过工序间的优化组合, 分化瓶颈工序, 兼并节拍短工序, 进行工序间重新组合, 消除工序间忙闲不均的现象, 进步工序人员运用率, 终究进步设备线的均衡化作业水平。详细进行以下均衡化作业规划: (1) 分化瓶颈工序, 大巴电池组总成设备线DK1226瓶颈工序首要集中在串联模组、收拾信号线束二道工序, 经过分化法将1/3串联模组工序内容分化到相邻工位, 将收拾信号线束工序由一个工位分化为两个工位, 消除瓶颈工序太忙现象。 (2) 兼并节拍短工序, 节拍短的工序别离是电压内阻检测、装模组压条、装模组顶盖工序, 别离将电压内阻检测工序兼并串联模组瓶颈工序的1/3作业内容, 装模组压条和顶盖工序兼并, 消除节拍短工序太闲现象。IE改善后的大巴电池组总成设备线DK1226工艺流程图及各工序人员运用率别离如图3、图4所示。

 

2 改善作用

 

IE改善后, 大巴电池组总成设备线取得以下方面改善作用: (1) 平衡率进步。由图2和图4可知, 线体平衡率即各工序均匀人员运用率, 由改善前的48.5%进步到改善后的85.5%。 (2) 产能进步。改善后线体作业人员数不变, 日产能进步133.3%。 (3) 人员削减。改善前后均为9个工位, 每个工位2人, 作业人员均为18人, 而改善后产能进步133.3%, 因而改善后在相同产能的状况下, 作业人员削减24人。

 

3 结语

 

动力电池设备线 篇5

锂电池体系的设备是电动轿车动力出产体系中重要的环节,但是大都轿车锂电池体系的设备以纯手艺为主,劳动作业量大,出产功率低,且手艺出产进程中简略出错且或许引起电池短路构成燃烧等事端。跟着锂电池轿车研制的加大与工业化,以往的纯手艺出产办法现已跟不上敏捷增长的电池体系需求,因而改善出产进程的主动化程度来进步出产功率、下降毛病率、减轻劳动强度势在必行。为此,结合该产品特色对锂电池体系的设备线各工序进行主动化升级,且参加了防短路规划及防错辨认,大大进步了整个出产进程的功率及可靠性。

 

1体系构成

 

本体系首要包含2台可主动升降叠垛机;单模组设备设备线;双模组成组设备线;整体设备线等。其间配有叠垛工装设备;单模块放置缓冲区;单模组设备设备出产线;翻转操作台;单模组压差、内阻测验操作台; 双模组成组设备出产线;整体设备板式链线;B型立柱式助力机械手及吊具;I型立柱式助力机械手及吊具;KBK导轨及导轨支架; 电葫芦及附件;DDK电动扳手;产品信息搜集存储办理体系;气动或电动东西等。

 

2作业流程

 

单体电池经叠垛机完结32~48片的单模组电池的成组设备,经由B型立柱式助力机械手转移至单模组设备设备线,经过翻转操作台完结单模组电池双侧电池极板设备,再经过内阻测验操作台检测压差与内阻合格后经由B型立柱式助力机械手转移至双模组成组设备线,将两同规范的单模组电池成组设备(双模组成组电池)后经由I型立柱式助力机械手转移至整体设备线,将2~3组双模组成组电池与其它附件设备成制品电池体系。

 

2.1叠垛机

 

叠垛设备选用可升降操作途径规划。升降选用伺服电机体系结构,配备丝杠导轨,确保升降精度。操作者每放置一片单体电池,升降途径主动陡峭下降一片单体电池厚度的高度,重复运动至模组所需数量。叠垛设备具有正、负极放置指示功用、模组中心夹板放置方位提示功用、电池叠垛计数功用提示拼装顺序,包含6套电池模组叠放形式,不同形式对应不同叠垛电池数量和办法。

 

每个单体电池都有仅有的条码(该条码包含电池的出产批号、产品规范),将单体电池放置于条码辨认区域进行条码主动辨认,操控体系依据条码主动判别要加工的产品类别并显现在叠垛操控箱的触摸屏上,操作员依据操控箱的极性指示灯将扫码后的单体电池放置在叠垛的极性检测组织上,体系就会依据当时电池的电压极性、电压值和加工次序判别单体电池放置是否正确,如正确则检测极性组织翻开且伺服电机带动升降台下降一片单体电池厚度的间隔,一同高度检测传感器检测叠垛电池是否高于正常叠垛方位,如正常极性检测组织闭合持续进行下一片单体电池的检测。极性检测与高度检测不合格时都会有报警提示操作人员进行纠正,每一片电池的相关信息(电压、极性、条码、序号)都会在触摸屏上显现,一切6种产品在叠垛进程中各履行组织的动作会有所不同,操控体系会主动进行判别,确保每一个环节的可靠性和安全性。当一组电池叠垛完结后,操作人员双手按住叠垛两侧下压按钮,旋转气缸旋转90°后电缸下压至设定行程(行程可依据产品实践加工精度调整)并坚持,直到紧固螺栓完结承认后主动回来。每台叠垛出产节拍小于5分钟,而原出产节拍为11分钟,且每台叠垛省了一个操作员,出产功率大大进步。

 

2.2单模组线体

 

经过B型助力机械手将叠垛完结的电池放到单模组线体的工装板上,操控体系依据线体作业状况将电池主动分配到4台翻转操作台最近且空闲的一台进行电池极板设备,每台翻转操作台作业时都会将电池拉离线体外侧进行设备,不占用线体的作业通道而影响线体的功率,翻转操作台在入件及出件时主动判别线体是否有其他电池组作业及其他工位的状况以避免电池组的碰撞而发生事端。极板设备完结后会依次进入内阻测验操作台进行单模组电池的内阻、压差的检测,内阻测验操作台位于线体两侧选用双电缸同步操控,体系依据单模组电池的条码主动辨认该电池组信息,主动调用相应测验程序将各检测的内阻与电压值显现在主控柜触摸屏上,并将整个模组的电压值汇总求出总压差,与触摸屏设置的内阻与压差比照主动判别该电池组是否合格,当测验产品测验合格后电池组主动输送到升降机侧,即可经过双模组侧的B型助力机械手转移至双模组成组设备线。

 

2.3双模组线体

 

线体选用节距为38.1mm链条的双层倍速链,在双层线体的前、后两端设备有工装板进步机,担任将随行工装板从上层线体移到基层线体和将基层线体的随行工装板输送到上层线体。在工装板进步机上别离设有电动滚杠和无动力滚杠,使工装板主动进出升降机。工装板进步机上下动作选用气缸升降及直线导轨完整升降动作,线体每个工位均设有止动设备。设备依照从后到前的次序主动将两套单模组电池放置在各工位上,每个工位的操作员完结设备后按放行按钮,电池组主动输送到后面的升降机侧等候I型助力机械手吊至总设备线体。

 

图5电气体系结构图

 

2.4总设备线体

 

总设备线体选用两条专用特种双节距带侧翼滚子链条的板式链线体,线宽均为0.9m,节距为100mm。用链板将两条链子上的翼板衔接,链板构成一个平面拖动工件作业。链板外表紧固6mm厚的塑料板,避免电池体系组件磕碰划伤。线体均选用强制节拍、间歇传送的操控办法,并配有安全防护罩。板式链头部设有无动力滚杠设备,每2.2米一个工位,每个工位设有止动设备,操作者经过止动按钮操控工装板作业及中止,操作者完结工序的作业任务,即操控放行,产品待转。

 

3电控体系

 

总装线操控体系选用西门子最新系列的PLCSIMATIC S7-1500操控器和ET200SP点对点通信模块,自带PROFINET接口是新一代依据工业以太网技能的主动化总线规范,彻底兼容工业以太网和现有的现场总线技能;叠垛、 翻转、线体、测验工位的I O操控衔接到本工位附近的PROFINET现场总线扩展模块,使得接线更为简略、快捷并且各工位的履行状况能在本工位的模块的指示灯中反映出来,为往后的维护、检修带来了很大便利。

 

4体系首要功用

 

体系功用首要包含产品智能辨认、柔性出产、进程监控、 信息搜集及数据办理、精度操控等。功用如下:

 

1)产品智能辨认

 

因为出产线或许在同一时段或许加工不同产品,体系参加了产品智能辨认功用,进步了产品出产的可靠性。如叠垛时可依据电池条码主动判别当时设备的产品类别,并挑选相应的程序进行设备,设备进程中如遇不同规范的电池体系会主动声光报警并在触摸屏上提示;单模组内阻测验时主动调用匹配程序进行检测;双模组、总设备线体的条码绑定与数据录入会主动判别是否为同一类型产品。

 

2)柔性出产

 

规划之初除了满意客户定制6种产品的出产外,只要叠垛尺度在长宽高750mm×230mm×350mm的尺度以内的一切其他产品都能很便利参加到本体系中来。PLC操控程序、上位机及信息搜集及数据办理体系都预留扩展接口来满意客户对产品类型添加的或许性。

 

3)进程监控

 

一切设备的作业及毛病状况均显现在触摸屏与工控机上并有声光提示;叠垛下压间隔、极板设备、双模组及总设备的扭矩及每种电池的内阻、电压规模均可经过触摸屏及工控机设置。

 

4)信息搜集及数据办理

 

运用读码器对电池体系出产线上工件进行条码读取,主动打印各工序产品条码并对数据进行关联,保存到数据库里以便后续对数据进行查询、检索、追溯。将检测效果输出给上位机或是输出报警信号,让上位机进行后期处理或进行人工干预处理。体系可依据出厂时刻、产品型号、用户称号、订单号、制造单位等信息录入到相应的数据办理文件下。查询时可依据权限级别查询相应的信息,可按产品型号、用户称号、条码、订单号等办法查询,并能查询到与其相关联的各级产品信息。条码办理体系结构分为四级,一级为单体电池条码,包含电压内阻等信息,二级为叠垛模块电池条码, 包含静态动态检测信息、MMU、线束、办理检测信息,三级为小箱体条码、继电器条码、稳妥条码、电扇条码、大箱体条码及BCU条码信息,四级为制品条码包含以上各级一切信息及总装检测效果。

 

5)精度操控

 

叠垛长度尺度<±0.5mm确保了后续设备的设备精度;电池及电池组丈量:电阻分辨率0.01mΩ,检测精度+0.5%rdg.+5dgt;电压及压差分辨率0.1m V,检测精度+0.01%rdg.+3dgt;重复精度误差<±1.0%。

 

5完毕语

 

本体系已进入试出产阶段,其间叠垛专机出产削减了两个人工并且功率进步了一倍,在5分钟内即可完结单模组的叠垛工序。优化了单模组极板的设备,选用了双工位一同设备与叠垛工序节拍匹配。主动测验工位完结电池的电压、内阻的检测与判别并同步到产品信息搜集存储办理体系中。双模组与整体设备线的操控办法使得人工操作更为灵敏。运用助力机械手代替人工转移工件,减轻了操作人员的劳动强度,进步了作业功率。一切要害工序包含单体电池、单模组电池内阻压差,双模组、整体设备线的各部件条码都记录在产品信息搜集存储办理体系中,便利了产品的质量追踪和售后服务。

 

摘要：简要介绍了锂电池总设备出产线的结构、配备、各部分功用原理。

 

动力电池设备线 篇6

现在, 氢气作为燃料因能发生清洁高效的动力而备受重视。为代替传统车辆内燃机驱动以及往后代替电力驱动, 铁路技能研讨所研制了用燃料电池驱动的新式车辆, 引入了足以驱动至少一辆车的100kW级燃料电池体系 (简称FC体系) , 并将其设备在实验车辆进步行了作业测验。该车径实践运用还存在许多限制, 如输出功率不能到达传统车辆的加快功用, 并且不能运用再生能量[1]。本研讨中, 开发了锂离子电池体系 (简称Li-batt) 、电池DC/DC变流器 (Batt变流器) 以及FC/Batt混合动力体系监控器, 并将它们与FC体系一同设备在R291实验车辆上, 运用再生能量以及辅佐电源, 建立了一套混合动力体系。本文将论述上述研制进程及不同作业条件下动力功率及燃料耗费率的评价效果。

 

1 FC/Batt混合动力体系的研制

 

1.1 体系实验车的技能参数

 

本研讨中, 构建了FC/Batt混合动力体系, 并在列车进步行了作业实验。图1为FC/Batt混合动力实验车辆。混合动力体系包含:由输出直流电压800V～1 500V、输出功率700kW的单向DC/DC升压变流器构成的FC变流器;容量为360kW、能量为36kWh的锂离子电池;输出直流电压为600V～1 500V、输出功率360kW的双向DC/DC变流器构成的Batt变流器;两个输出功率为95kW的三相感应电动机组成的主牵引电机;容积为720L、能承受35MPa压强的氢气缸。

 

在运用FC/Batt混合动力体系后列车输出的数据较传统车辆得到了改善[2], 由本来一辆编组变成了两辆, 牵引功率由120kW进步到360kW, 燃料 (氢气) 运用率由5km/kg进步到7km/kg, 动力运用率进步了15%, 且完结了再生制动。

 

1.2 体系结构

 

FC/Batt混合动力体系很好地结合了燃料电池和蓄电池的输出功率, 避免因牵引逆变器输入电压动摇影响其加快功用。为充分运用感应电机发生的再生能量, FC/Batt混合动力体系选用了如图2所示的结构。该结构具有传统牵引体系的特色, 如作业条件要求低、可简化主电路等, 最合适设备于传统车辆上。

 

1.3 锂电池的研制

 

锂离子电池因具有功用好、可靠性高、价格便宜等长处而被选作为混合动力体系的蓄电池。在传统锂离子电池的根底上, 对本体系所用锂电池的充电和放电电流密度进行了新的规划, 使其是传统锂离子电池容量的10倍。本体系选用的电池技能参数为:额定电压604.8V, 容量60Ah, 功率360kW。电池选用了168块串联、2组并联的结构。

 

1.4 Batt变流器的研制

 

为将锂离子电池运用于混合动力体系, 研制了Batt变流器, 其用于将锂离子电池电压在600 V和1 500V之间进行双向转化。变流器主电路类型为双向DC/DC, 最大功率360kW, 低位电压500V～720V, 高位电压1 500V, 质量为2 400kg, 外形尺度 (长×宽×高) 为4.5m×1.0m×1.65m。

 

2 FC/Batt混合动力体系的操控

 

经过从牵引逆变器 (INV) 、锂离子电池、FC体系及FC变流器承受信号的办法, Batt变流器操控FC变流器的输出功率和锂离子电池充放电功率, 以维持总线电压安稳。当总线电压超越1 500V, Batt变流器向锂离子电池充电;反之, 让电池放电。提早设置了充电SOC方针值 (CEO) 和放电SOC方针值 (CSO) , Batt变流器对FC变流器的输出进行操控, 坚持来自SOC信号位于CEO和CSO之间。当车辆速度大于5km/h时, 以为车辆处于作业中, 为取得依据速度的再生能量, Batt变流器就会减小CEO和CSO值, 故作业进程中的SOC会比停止状况 (或车辆速度低于5km/h) 的低。当车辆需求在较高SOC条件下进行测验时, 则需求锂离子电池供应加快能量。

 

为获取再生制动发生的最大功率, 将CEO值设为70%;为避免因为SOC信号的振动而发生共振, 将CSO值设为60% (即比CEO值低10%) 。这些Batt变流器参数可依据需求进行更改。

 

3 FC/Batt混合动力体系燃料耗费率及功率评价

 

咱们在实验轨迹上对FC/Batt混合动力实验车辆进行了作业实验, 并依据实验效果对混合动力体系的燃料耗费率及动力功率进行了评价。本文对有无等候SOC康复及是否开启空调等三种工况下的输出进行了比较[3]。

 

3.1 空调封闭时燃料耗费率和功率的评价

 

图3为带有SOC康复及空调封闭状况下 (工况1) 的连续作业实验效果。在有SOC康复状况下, 只要有燃料就可一直进行作业实验。依据SOC维持在60%状况下 (除了第一次以外) 连续进行了30次实验。

 

图4为没有SOC康复及空调封闭状况下 (工况2) 的实验效果。在没有SOC康复的状况下, 跟着作业实验的进行SOC值逐渐下降, 当SOC值低于30%时实验完毕。本工况下, 当SOC值从60%降到30%, 可进行22次作业实验。

 

在这些评价中, 运用下述公式对燃料耗费率和功率各方面进行界说[4]:

 

其间:A为加快能量;B为辅佐能量;C为电池放电能量。氢气耗费能量经过低热值进行换算。

 

关于工况1、2, 表1列出了燃料耗费率的评价, 表2列出了功率各方面的评价。由表1和表2可知:当空调封闭, 无SOC康复下, 氢气耗量、燃料运用率、燃料电池功率、再生功率及车辆动力功率都优于有SOC康复状况。

 

3.2 空调开启时燃料耗费率和功率的评价

 

图5为没有SOC康复及空调开启状况下 (工况3) 连续作业实验的效果。本工况下, 当SOC值从60%降到30%, 可进行16次作业实验。关于工况3, 表3列出了燃料耗费率的评价, 而表4列出了功率各方面的评价。工况2和工况3的不同仅仅是空调的开关与否, 但在燃料运用率和车辆能效方面却别离有1.07km/kg-H2和7.4%的不同。工况2下, 要将SOC从30%康复到60%, 需求花约12min, 而工况3则要花约15min。工况1中, 每次作业实验要将SOC康复到60%均需求花3min左右。

 

4 定论

 

在装有FC/Batt混合动力体系的两辆车进步行了作业实验, 并对具有60%SOC康复作业工况和没有SOC康复工况进行了燃料耗费率和功率方面的评价。效果标明:没有SOC康复工况的燃料运用率和车辆动力功率别离比有SOC康复工况好, 约为0.8km/kgH2和10%。别的, 剖析了空调开关之间的区别, 效果标明空调封闭时大约有1km/kg-H2的燃料运用量和7%的车辆动力功率的优势。此处, 只能简略地承认车辆能效约65%的车辆如预期一样具有较高的功用。研制尺度更小的FC/Batt混合动力体系, 并针对实践运用承认燃料电池寿数是往后的研制方向。

 

摘要：为代替传统车辆的非电气化区段内燃机驱动, 研制了用燃料电池体系进行牵引供电的新式车辆。将燃料电池/蓄电池 (简称FC/Batt) 混合动力体系装于实验车辆上, 并在实验轨迹进步行作业实验。论述了FC/Batt混合动力实验车辆的研制进程, 并对混合动力体系的能效和燃料耗费率做了评价。

 

要害词：燃料电池,锂离子电池,混合动力,能效,燃料耗费率

 

参考文献

 

[1]Ogden J, Steinburger M M, Kreutz TG.A comparison of hydrogen, methanol and gasoline fuels for fuel cell vehicles:implications for the vehicle design and infrastructure development[J].J Power Sources, 1999, 79:143-168.

 

[2]Takamitsu Yamamoto.Energy efficiency evaluation of fuel cells and batteies hybid railway vechicles[J].RTRI Report, 2010, 51 (3) :115-120.

 

[3]Scott D S, Rogner H H, Scott M B.Fuel cell locomotives in Canada[J].Hydrogen Energy, 1993, 18 (3) :256-263.

 

动力电池设备线 篇7

1 一般铆接设备进程

 

1.1 铆接设备的概念

 

一般的铆接是指运用铆钉衔接两件或两件以上的工件的进程。本文讨论的铆接比较特别, 它不需求铆钉, 而是运用外力使其间一个被铆接件发生局部变形, 直接铆接到另一主铆接件的进程, 本质是一设备进程, 有比较高的设备质量要求。通常状况下, 其铆接设备质量依靠熟练工人的操作经验确保, 操作者需求经过一段时刻的培训才能上岗。这种人工铆接设备对单件或小批量出产, 有其灵敏性, 并可以节约本钱。但是关于批量出产, 就明显显现其局限性了。详细缺陷有: (1) 出产功率低, 满意不了大批量出产需求; (2) 质量难以确保; (3) 操作者的劳动强度比较大, 长时刻以往, 影响出产功率和加工质量, 构成恶性循环。

 

1.2 铆接设备夹具

 

在许多铆接设备进程中, 需求用到辅佐东西, 咱们把在铆接设备进程中用来坚持被铆接件和主铆接件之间的相对方位的组织及其隶属设备统称为铆接设备夹具 (以下简称夹具) 。为确保铆接设备的质量及其一致性, 大多状况下, 需求专门规划夹具.

 

1.3 一般夹具的缺陷

 

在出产实践中, 它有以下缺陷: (1) 动力问题。因为操作者根本是一个人, 操着者既要用手抓住握柄, 脚还要经过持续践踏来加压, 这样大大添加了操作者的劳动强度。另据操作者反映, 脚踏式液压泵需求的践踏力比较大, 实践操作时, 难以坚持上半身的安稳。 (2) 质量问题。握柄式夹具, 有必定的分量, 对操作者来说, 长时刻的靠手承重, 会难以忍受。这样导致在操作进程中, 手难免晃动, 冲头经常歪斜, 一旦冲偏, 就会损坏工件, 影响铆接质量。假如削减握柄式夹具分量, 导致其强度不够, 也会简略影响铆接质量。

 

2 依据摇臂钻床的液压动力铆接进程

 

2.1 一般夹具的缺陷原因剖析

 

一般夹具缺陷的原因: (1) 冲头方位不安稳。 (2) 脚踏式液压泵加强了操作者的劳动强度。以上两点原因影响了铆接设备的质量。因而有必要针对以上两点做出改善。

 

2.2 对一般夹具的改善

 

(1) 针对冲头方位不安稳的问题, 咱们奇妙的想到了运用摇臂钻床, 摇臂钻床的主轴在必定规模内可以任意移动, 并且其空间方位的安稳性毋庸置疑。详细做法是, 将带有冲头的液压缸经过衔接件设备在摇臂钻床的主轴上即可。 (2) 用电动液压泵代替脚踏式液压泵, 只用开动开关, 电动液压泵就可以主动加压, 可以将操作者从深重的人工加压进程中解脱出来, 这样不只进步了作业功率, 并且还减轻了操作者的劳动强度。

 

2.2 改善后的夹具结构 (见图1)

 

如图1所示, 各零件号对应称号如下: (1) 摇臂钻床。 (2) 电动液压泵。 (3) 摇臂钻床主轴。 (4) 转接座。 (5) 液压缸。 (6) 冲头。 (7) 托管螺母 (被铆接件) 。 (8) 工件。 (9) 定位夹具。

 

2.3 作业原理

 

如图1所示, 液压缸 (5) 经过转接头 (4) 与摇臂钻床的主轴 (3) 衔接, 就可以完结在必定规模内任何工位运动。液压缸动力源来源于电动液压泵 (2) 。被铆接件 (7) 和工件 (8) 经过定位夹具 (9) 坚持相对方位固定, 放在摇臂钻床作业台上。操作者将冲头 (6) 调理到恰当方位, 经过操控电动液压泵的开关, 将动力传给液压缸 (5) , 液压缸 (5) 推动冲头 (6) 的进给, 就可以完结将被铆接件 (7) 铆接到工件 (8) 上。

 

结语

 

本文结合出产实践中遇到的问题, 提出想象并作出改善。经实践证明, 其改善作用十分可观。经过改善, 大大的进步了作业功率。其铆接设备质量相较之前也大为改观, 铆接合格率到达95%以上。之所以到达这样的作用, 最首要的原因是:削减了人为的影响要素, 将人工操作对质量的影响降到最低, 尽最大或许的将人工转化为机械化和主动化, 只要这样才能大大添加产品的质量及其一致性。

 

参考文献

 

[1]徐发仁.气动液压机床夹具规划[M].上海:上海科学技能出版社, 1982.

 

车用快充动力电池及其运用 篇8

1 传统锂电池存在的问题

 

锂离子电池首要由正极资料、负极资料、隔阂以及电解液组成。锂离子电池大多选用石墨作为负极资料,在非正常运用状况下(如过充电),锂离子简略与电解质在负极界面堆积构成锂枝晶,一旦刺穿隔阂会使电池内部短路,并与电解液反响生成可燃性气体,这是锂离子电池最大的安全隐患。简略构成固体电解质界面膜(SEI膜),在电池循环进程中因为SEI膜的损坏而导致电池功用劣化;并且因为石墨的层状结构,锂离子嵌入嵌出进程引起较大的层间形变,导致循环功用缺乏,使电池不行能有很高的循环寿数。别的,锂离子在石墨中的离子搬迁速率较低,导致充放电较慢,特别是低温功用更差,因而只能选用慢充办法给电池充电。

 

2 新式钛酸锂电池

 

跟着动力电池技能的不断展开,以钛酸锂电池为代表的快充电池技能呈现了。钛酸锂(LTO)资料用于电池开发始于上世纪90年代,其作为负极资料运用,相关于石墨负极有较大的优势,LTO资料为尖晶石结构,具有零应变特性,如附图所示,锂离子在嵌入与脱出时晶格常数与体积改变都很小,具有极优的循环功用;LTO资料放电电压平稳,不与电解液发生反响,无固体电解质界面膜(SEI膜)构成;LTO资料具有高的锂离子扩散系数,可高倍

 

但钛酸锂电池也存在一些缺陷。钛酸锂电池的能量密度相对其他锂离子电池要低;丈量数据标明,一般钛酸锂电池经过1500～2000次循环会发生胀气现象,导致电池无法正常运用;并且钛酸锂电池价格较高。现在,对钛酸锂电池胀气问题已有处理方案,湖州微宏公司经过对现有LTO资料进行改性,一同对正极资料、隔阂以及电解液进行了相应的开发,并经过体系整合,开发出了更加安全并且具有高循环寿数的新式钛酸锂电池(LpTO)。钛酸锂电池具有较好的综合功用,与其他车用储能单元的首要功用参数比照见附表。

 

 

3 多元复合锂动力电池

 

为坚持钛酸锂电池的优势,又克服其弱点,湖州微宏于2013年推出具有高能量密度的快速充电锂电池产品——多元复合锂电池(LpCO)。该产品在坚持快速充电才能、超越万次长循环寿数等特性的一同,其能量密度及经济性较上一代钛酸锂电池有了明显进步。多元复合锂电池单体电芯在6C倍率充放下的常温循环寿数超越1万次,电池寿数可到达或接近整车寿数。成组后可满意2C～4C充电倍率,电池组可以在15～30分钟内充溢电。与此一同,多元复合锂电池的分量能量密度也到达了120Wh/kg,超越了钛酸锂以及磷酸铁锂电池。多元复合锂电池在低温下(-20℃)的放电容量可以到达常温状况下的78%以上,具有杰出的低温功用。

 

多元复合锂电池因其正极选用三种以上的复合资料而得名,负极资料为多孔复合碳,最大的特色在于其比外表积到达传统石墨的20倍以上,添加的比外表积与孔隙也大幅添加了锂离子的搬迁和嵌入通道数量,使得锂离子可以快速、安稳地嵌入与脱出。然后处理了长时刻阻止高能量密度石墨负极锂电池产品快速充电的技能瓶颈,一同大大延长了电池寿数。

 

4 快充动力电池在公交车上的运用

 

钛酸锂电池具有超长的循环寿数、优异的倍率充放电特性、更宽的作业温度规模以及更高的安全功用,虽然其能量密度偏低,但作为一些特定运营形式的纯电动公交车、双源无轨电车、插电增程电动公交车的动力电池仍是十分适用的。多元复合锂电池则在坚持钛酸锂电池优势的根底上,进步了能量密度和经济性,同样适用于特定运营形式的公交车。

 

钛酸锂电池和多元复合锂电池用于近距离运营线路的纯电动公交车,车辆不必配备许多的动力电池,不致因电池的配备对载客量影响过大,且电池本钱也不会很高。选用日间大电流快速补电,夜间慢充充溢的充电形式,可充分发挥快充电池的优势,到达较高的运营功率。并且快充电池具有很好的低温特性,十分合适北方地区运用,处理一般锂电池冬天充电难的问题。

 

而对双源无轨电车、插电增程电动公交车这类纯电续驶里程有限的车辆,其配备电池不需许多,并且随时可经过外线网或自发电进行补电,长时刻停运时也可依据需求运用外电源充电,更是特别合适选用快充电池作为车辆动力电池。因为电池长时刻处于浅充浅放的作业状况,更有利于维护电池,以充分发挥其长寿数优势。

 

湖州微宏钛酸锂电池和多元复合锂电池已在重庆、北京等地的公交车上运用。从2011年开端,重庆公交在纯电动车及插电式混合动力车上批量运用钛酸锂电池,最早投入的电池已运用近4年。从其快充功用、衰减特性、预期寿数、安全运用等方面看,整体表现杰出。依据2011年4月到2014年5月作业里程最长的车辆核算(14.8万km),其正常充电时刻为6至13分钟,均匀充电能量为43.1kWh,总充电次数为5010次,均匀每天充电4.6次,电池剩下容量大约为原始容量的94%,按此展开趋势,电池组的全体寿数预计可到达1.5万次以上(容量下降到初始容量的80%),根本上可以满意电池组与车辆同寿数的预期。北京公交集团2013年10月开端在2辆双源无轨电车进步行了1年多的钛酸锂电池作业实验,车辆配备27kWh电池组,充电倍率0.7C,峰值放电倍率3C,作业中SOC改变规模75%～100%,冬天低温充放电功用可以满意运用要求,全天累计循环次数1.6次,满意电池10年运用寿数还有较大裕量。实验效果标明,经过对电池组进一步优化,还可下降其分量和本钱,进步体系的可靠性。北京公交近期已开端在近距离线路的纯电动车上运用多元复合锂电池,在脱线里程较短的无轨电车上运用钛酸锂电池。

 

动力电池设备线 篇9

与其他运输办法比较, 铁路具有极高的能效。东日本铁路集团公司在运营中运用多种办法的动力, 2010年运用量达527亿MJ, 其间, 70%用于驱动列车, 故操控能耗、削减CO2排放成为一项极为重要的作业。

 

铁道车辆的节能首要是靠减轻列车质量、使驱动体系更高效并有用运用再生制动。但是, 因为作业在非电气化区段的内燃车辆不能运用再生制动体系, 致使这些车辆的能效比电动车组低30%。与电动车组比较, 内燃车辆在气体排放和噪声方面也处于劣势。因而, 为了经过改善驱动体系来减轻车辆的环境影响, 开发了NE列车。

 

NE列车是从期望铁道车辆运用新动力技能而得名的, 其开发原则是“环境和谐” (节能和削减气体及噪声排放) 和“EMU技能优势” (修理量低及进步作业功用) 。

 

下面介绍接触网/电池混合动力车辆体系的想象。在回顾用NE列车开发内燃混合动力车辆和燃料电池混合动力车辆的效果的一同, 对这种体系作一介绍。

 

表1给出了3种混合动力体系的开发进程, 表2为这些体系之间的比照状况。它们在结构上的相同之处是都用电池作为动力来驱动体系。可以以为这种向电池供能的办法是从发电机→燃料电池→接触网演化而来的。但是, 接触网/电池混合动力车辆体系与其他混合体系不同之处在于, 供应电池的动力并不在列车上。因而, 该体系的想象中, 怎么设定车上电池的能量就显得更为重要。

 

2 混合动力车辆的开发

 

2.1 内燃混合动力车辆

 

混合动力体系首要分为串联混合动力体系和并联混合动力体系, 连同串联-并联混合动力体系, 共有3种体系。串联混合动力体系是将机械和电力驱动动力串联设定, 将悉数机械能转化为所用的电能。并联混合动力体系是将机械和电力驱动动力并联设定, 所用的动力由齿轮箱和传动设备这类机械组织统一供应。

 

NE列车选用串联混合动力体系。其原因是可充分运用EMU技能, 将来易于选用燃料电池体系, 假如选用并联混合动力体系, 则机械组织过于杂乱 (可修理性差) 。

 

或许的电力存储体系有双电层电容器、飞轮和蓄电池。因为铁道车辆能量输出大、容量大, 安全性及安稳性要求高, 所以镍金属氢化物电池或锂离子电池是最好的挑选。NE列车选用锂离子电池, 是因为它们在电力强度方面功用极优, 并有较好的运用远景。

 

电池容量越大, 可充分运用的能量就越多, 但考虑到本钱要素, 应满意所需求的最低容量。均匀停车的制动能约为1kW·h, 在车站间每作业5km均匀需求的电量约为3kW·h。考虑到锂离子电池的运用寿数和输出, 在20%~60%的充电状况 (SOC) 下运用时, 电池容量仍可到达10kW·h。

 

 

 

从节能的观念来看, 对操控的要求是尽或许高效存储再生能量并以最高功率使发电机作业。从下降噪声和削减气体排放的观念来看, 当车辆停靠车站或快到车站而缓慢作业时, 要求应以电池输出能量为主, 尽或许避免运用发电机。考虑到这些要素, 应依据车辆速度和电池充电状况操控电机的发电量, 以坚持与速度无关的车辆的总能量和电池能量守恒。依据上述操控, 作业车辆所需的电能是安全的, 并能取得最大再生能量。

 

自2003年起进行的作业实验中, NE列车比传统内燃车辆节能约20%。考虑到这些效果, 作为世界上第一辆商业运营内燃混合动力车辆的Kiha E200型车辆, 于2007年开端在小海线作业。

 

2.2 燃料电池混合动力车辆

 

完结内燃混合动力车辆的开发后, 又进行了燃料电池混合动力车辆的开发。意图是进一步减轻环境影响, 选用自律分布式动力体系 (列车中各车自己发电并办理电能) 。

 

用氢气作为动力的燃料电池有益于环境、有助于应对石化燃料的耗费。燃料电池混合动力车辆的开发方针是:

 

(1) 开发运用燃料电池的车辆体系, 使燃料电池技能取得新的打破;

 

(2) 承认铁路运用燃料电池或许存在的问题。

 

燃料电池的原理是, 当氢氧发生化学反响发生水时可以取得电子 (发生电流) 。依据所用电解液的不同, 曾将多种燃料电池投入实践运用。最后决议运用作业温度低、启动封闭时刻短、能效高而体积小的聚合物电解液燃料电池。

 

操控发电体系和取得作业所需能量的电池之间的能量平衡就能取得高效的能量办理。这经过将燃料电池与电池相结合, 高效运用再生能量, 操控燃料电池发电量和电池充、放电等办法就或许完结。

 

关于铁道车辆用紧缩氢气的安全办法, 学习了燃料电池轿车安全办法的有重视意事项, 以避免氢气漏泄。假如漏泄, 也能避免着火或爆破。首要借助于道旁设备向车辆添加紧缩氢气。

 

车辆在作业实验中能以100km/h的速度作业, 但燃料电池的可靠性和使其更高效方面仍存在问题。故决议亲近重视增强燃料电池的功用, 下降本钱及氢气的绿色出产办法 (制造氢气并不发生CO2) , 以及开发存储/供应氢气的根底设备。

 

3 接触网/电池混合动力车辆体系的开发

 

3.1 背景和方针

 

电池功用得到极大加强, 因为混合动力轿车和电动轿车的普及, 销售商场也已大大扩展。鉴于在开发内燃混合动力车辆和燃料电池混合动力车辆中取得的常识及电池技能的先进性, 对用电池贮存电能的车辆体系在非电气化区段作业的可行性, 东日本铁路集团公司一直极为重视。为此, 决议将接触网/电池作为动力的混合动力车辆体系的开发, 作为在非电气化区段减轻环境影响的一种新办法。

 

该体系的方针是清除发动机排放的气体, 削减CO2排放并下降噪声。别的, 可望使车辆既能在电气化区段又能在非电气化区段作业, 并使车辆作业功率更高, 削减发动机和传动设备这一类耗费人力的机械零件的修理作业量。

 

3.2 体系全体组成构造 (图1)

 

在电气化区段, 车辆可升起受电弓像一般电动车组一样作业, 当SOC低时, 可从接触网给电池充电。假如接触网的电压太低, 车辆也可借助于电池的电力作业。

 

进入非电气化区段时, 降下受电弓, 车辆只用电池的电力作业。制动时, 再生电能向电池充电, 以便高效运用电能。

 

依据非电气化区段的长度, 在往返站及中心站设置道旁充电设备, 快速为车辆充电。只考虑在电气化区段设置充电设备 (包含在电气化区段作业时充电) , 但考虑到体系的耐用性和电池的体积/质量, 以为在往返站设置道旁充电设备是极为合理的。

 

3.3 电池的选用以及电压的设定

 

用大宫车辆中心的转向架实验台对锂离子电池和镍金属氢化物电池进行了根本的驱动实验 (图2) 。依据这些实验的效果得出的定论是, 当质量是充、放电功用要考虑的要素时, 选用锂离子电池, 因为可以只用电池作业而具有优势。考虑到一般电池和电能逆变器技能及绝缘的运用等要素, 电池的电压设定为DC600V。

 

3.4 设置电池容量

 

用许多电池配备车辆, 将更高效地运用再生能量, 进步体系的自在度。但是, 当考虑诸如造价、质量和空间这一类要素时, 找到最高效运用有限量电池的办法十分重要。

 

铁路具有预订的根本作业形式和作业形式等特色, 所以, 可用模拟办法设定根本容量。在有坡道的区段, 有必要考虑确保车辆上坡时的爬坡才能, 下坡时则吸收再生能量。

 

此外, 为了以安稳的办法展现电池功用, 需依据图3所示的想象设定所需的容量。车辆能耗为驱动载荷和辅佐供电设备载荷的总和。还要考虑用于应对列车晚点的载荷冗余的辅佐供电设备, 因电池长时刻服役而下降的能量和SOC的运用规模。

 

3.5 车上电池的充电时刻及充电体系

 

针对列车每小时作业一次的区段研讨出一种体系。考虑往返时刻, 假定从道旁充电设备向车上电池充电10min, 从接触网向道旁充电设备 (电池) 充电45min, 操控开关及相似设备的时刻为5min。

 

从坚持根底设备出资最少的观念动身, 研讨了从一般接触网承受电力的道旁充电设备。此外, 决议将电池设在道旁, 列车不在线路上充电。当列车到达时, 从这些设备快速充电, 可削减所承受的电力和所需的设备能量。这种体系在道旁有电池充电设备, 将来与太阳能相结合, 就能高效地运用天然动力。

 

道旁充电设备和车上体系都各自监测接触网电压和电流, 并依据电池充电状况给予操控。并不需求运用特别的通讯办法, 可主动作业。

 

还承认了假如容量 (运用办法) 设定恰当, 热量得到恰当办理, 则可在10min或更少的方针时刻内对车上电池进行充电。

 

3.6 车辆体系

 

(1) 主电路体系构造。

 

用一个DC/DC变流器将DC1 500 V转化为DC600V为电池充电。别的, 驱动和辅佐电源用的VVVF输入DC600V (见图1) 。依据电池电压, 调理变流器的输出电压, 不用接触器就可使高可靠性体系操控电流方向、电流值并转化电流。

 

(2) 设备电池的办法。

 

实验开端时, 将电池设备置放在旅客车厢内以易于设定各种实验条件。2011年, 将其间的一套设备移到座席下, 进行作业实验以鉴定在运营车辆设备电池的办法。在冬天停车时, 针对充、放电时环境温度是否会升高, 是否会影响电池寿数, 影响车厢内环境, 影响充电时刻等项目展开了研讨, 没有发现任何问题。

 

研讨内容还涵盖了对设备电池车辆怎么修理的考虑, 以及假如呈现问题应当怎么应对等。

 

(3) 司机室能量监视显现器 (图4) 。

 

司机一般都不知道电池的充电状况。但是, 司机室设备能量监视显现器, 以便查看列车修理中和呈现毛病或作业中止等反常状况下的充电状况和体系作业状况。还研讨了怎么为这种“调查”能量流动设备供应最好的信息。

 

4 定论

 

以接触网/电池为动力的混合动力车辆体系, 于2011年底在非电气化区段进行了实验评价, 完结了开发作业。当车辆设备电池时, 也在电气化区段进行了实验, 上坡时借助于电池的电力爬坡, 下坡时吸收制动的再生能量以下降车辆的作业速度, 对操控接触网电压动摇的作用进行了承认。