特斯拉Austin工廠4680電池成組工藝解析

繼昨天的文章《特斯拉的4680電芯量產(chǎn)，讓我們能看到什么？》之后，昨天半夜等通知做核酸的時候，看了下特斯拉4680電池pack系統(tǒng)的專利，結(jié)合今天上午把1分鐘不到的4680電池生產(chǎn)視頻反復看了十幾遍之后（感覺自己像個情報分析人員），提煉出了一些相對有價值的信息。

現(xiàn)淺嘗地對特斯拉Austin電池成組生產(chǎn)線的規(guī)劃和工藝做一個解析。

（1）4680電芯的上線

從下圖1可以看出電芯從電芯產(chǎn)線下線后，是通過塑料框包裝輸送到電池模組線，結(jié)合下圖2（編號2）的夾爪一次性抓取的電芯數(shù)8＊8，可以知道每個塑料框裝載的電芯數(shù)量為64個。

▲圖1

▲圖2

從上圖2還可以看出，電芯上線的三軸機械手為2套，并行工作。圖2中的一個個綠色通道類似一個彈倉，每個“彈倉”中放置8個電芯。每8個電芯為一組，從彈倉中出來，通過圖2箭頭所指的皮帶線向前迸發(fā)，進行輸送。

（2）4680電芯成組

反復看了下圖3畫面前后的視頻，其實上述的電芯到達下圖3的位置之前有一個電芯數(shù)量堆積（為了滿足成組block數(shù)量要求）和匹配冷卻板的過程（只是特斯拉沒有公布出來）。

下圖3中的輸送線是2層結(jié)構(gòu)，編號1的位置在下層，進行電芯的輸送（符合成組block數(shù)量），編號2的夾爪與編號1的工裝有一個交互的過程。

編號2的夾爪一次性夾取一個block的數(shù)量（一個block的數(shù)量是【35＋34】＊3＝207個，block是特斯拉專利中的描述詞匯）

▲圖3

下圖4中編號1所示的是一個個定位銷，用于保持相鄰兩個電芯之間的間距，以便所有電芯能一次性順暢地放入模組的塑料Potting中（Potting也是特斯拉專利中的描述詞匯），編號2是吸取每個圓柱電芯的真空吸盤。

▲圖4

（3）電芯之間的電連接

從圖5中的焊接飛濺看出，電芯之間的串并聯(lián)連接采用的是激光焊接工藝（專利中也有相關(guān)描述），而不是之前一直所用鋁絲鍵合工藝。

▲圖5

下圖6是早些時候柏林工廠電池日所透露的4680電芯的busbar和CMB。

▲圖6

（4）電池成組后入箱

從電池組入箱的畫面（圖7和圖8）來看，有兩臺機器人同時進行工作。除了每個夾爪的上部分有吸盤之外，在模組每側(cè)都有3個夾爪用于二次保護。在模組快要放入Pack箱體之前，兩側(cè)的夾爪才全部打開。

▲圖7

▲圖8

（5）Pack下線

Pack由輸送線輸送至線末（下圖編號1），然后由機器人搬運至另外一臺AGV上（下圖編號2），然后由AGV輸送至總裝線。

▲圖9

從短短1分鐘不到的視頻細節(jié)中，我們不難理解為什么4680的電池成組產(chǎn)線會比以往的21700產(chǎn)線面積減少一半以上。

電池成組產(chǎn)線的節(jié)拍瓶頸在于電芯的成組，以及后續(xù)的焊接工藝。而4680的方案，將原來一個電池包里4000多顆21700電芯減少到了目前的828（69＊3＊4）個，這樣在前端的成組和焊接節(jié)拍上大大的縮減，從而所需的設(shè)備數(shù)量和占地面積急劇的減少。

因視頻中提供的信息有限，對于一些細節(jié)，個人還存有一些疑問

1）電芯如何和冷卻板進行自動化配組的；

2）每個模組放到箱體上的那個畫面，并沒有看到模組底部和箱體底部有結(jié)構(gòu)膠，那么強度是如何保證的？

3）塑料Potting與每個電芯匹配孔的四個角是否有結(jié)構(gòu)膠？如果僅僅是靠電芯與Potting孔的機械緊配合，如何保證強度？

4）每個模組側(cè)面的CMB是如何和電芯進行連接的？

等等。

上述細節(jié)，只能等特斯拉逐一釋放或者等相關(guān)拆解報告。

原文標題:特斯拉Austin工廠4680電池成組工藝解析