本文通過某電源側(cè)儲能電站項目中，磷酸鐵鋰儲能電池艙的設(shè)備監(jiān)理工作，梳理儲能電池艙的主要部件及生產(chǎn)工藝流程，分析幾點制造過程中的監(jiān)理要點，與大家分享學(xué)習(xí)。
儲能電池艙的主要部件及生產(chǎn)工藝流程
主要部件
電池包由單體電芯（磷酸鐵鋰電池、高能量密度30Ａｈ、方形鋁殼）、電池模塊、電池簇組成。
電池艙由電池架、高壓箱、匯流柜（1000V，1000A）、消防裝置（愛德華報警系統(tǒng)）、空調(diào)系統(tǒng)、監(jiān)控裝置、照明等組成。
主要生產(chǎn)工藝流程
首先將單體電芯按電性能一致性進(jìn)行分類、排列，然后將多個電芯根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行并、串聯(lián)組合排列，電池電芯見圖１，電池組見圖２。
電芯成組后進(jìn)行激光焊接電極片，再將焊接后的電芯組，裝入電池包內(nèi)，見圖３。
并用線束連接為一個整體，安裝第一級ＢＭＳ（BatteryManagemengtSystem電池管理系統(tǒng)）、冷卻風(fēng)扇、電極插座等配件，經(jīng)二次電性能測試合格后，成品電池包完工，也稱為電池包的ＰＡＣＫ（包裝）過程。
單個電池包完工后需按簇連接進(jìn)行電性能測試，符合要求的電池包將成簇形式插人電池艙內(nèi)的電池架上，并連接高壓箱、匯流柜，再集成消防與火災(zāi)報警系統(tǒng)與監(jiān)控、照明等系統(tǒng)。
圖４是電池艙內(nèi)部，電池艙整體裝配完成后，進(jìn)行最終電性能測試及品質(zhì)檢測，單個電池箱完工后由公路運輸發(fā)貨至現(xiàn)場。圖５是電池艙主要生產(chǎn)工藝流程。
儲能電池艙進(jìn)度控制的關(guān)鍵點
目前國內(nèi)多數(shù)儲能電池供應(yīng)商是在新能源汽車等動力電池供應(yīng)商基礎(chǔ)上拓展的儲能電池業(yè)務(wù)，所以一般來說儲能業(yè)務(wù)在內(nèi)部的相關(guān)話語權(quán)較弱，設(shè)計、進(jìn)度、采購等方面仍以滿足車企及少部分大客戶為主。
一般儲能電池項目是以插單形式排產(chǎn)，其按合同要求制定的排產(chǎn)計劃存在較大的不確定性，應(yīng)派遣專人在供應(yīng)商現(xiàn)場駐廠進(jìn)行催交工作，特別指出的是此種情況貫穿在其整個物料供應(yīng)體系內(nèi)部。
１設(shè)計進(jìn)度跟蹤
儲能系統(tǒng)總體設(shè)計方案一般是根據(jù)項目需求（總功率、充放電倍率、過載要求等）以及儲能逆變器的要求，選擇合適的單體電芯，設(shè)計合理的電池模塊組成方案及電池簇系統(tǒng)及布置，熱管理系統(tǒng)，消防報警系統(tǒng)等，是否有類似項目作為藍(lán)本進(jìn)行二次設(shè)計是影響設(shè)計進(jìn)度的關(guān)鍵。
對于設(shè)計方案中主要物料的更換，應(yīng)啟動設(shè)計變更程序，重新進(jìn)行功能、安全方面的評審，必須經(jīng)過設(shè)計充分驗證方才可以投入使用。
２物項采購進(jìn)度跟蹤
在設(shè)計評審?fù)ㄟ^后，將會形成一個包含近100多項物料的巨大物料包，主要包括單體電芯、電池管理系統(tǒng)ＢＭＳ、電池包、電池艙、電池架、高壓箱、控制柜、匯流柜、工業(yè)級空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等數(shù)十個大部件，另有通訊線束、動力線束，高壓開關(guān)、斷路器、電池焊接用集成蓋板、插座、串聯(lián)招排、風(fēng)機(jī)、絕緣蓋板等數(shù)百項物料，應(yīng)著重關(guān)注其中以下５個方面。
１）電芯：電芯也是整個電池艙設(shè)備中的最主要原材料，故應(yīng)首先予以落實。
２）電池管理系統(tǒng)ＢＭＳ：因全球半導(dǎo)體、芯片供應(yīng)緊張，如ＮＸＰ通訊芯片從９元／片漲價到近２００元／片，加之ＢＭＳ廠家的產(chǎn)能以滿足動力電池為主，故ＢＭＳ的供貨時間也是限制電池包交付的主要因素，必要時可以采取非常規(guī)的釆購渠道。
３）電池包物料：主要包括電池包內(nèi)連接線束、溫度傳感器、風(fēng)機(jī)、集成蓋板、金屬箱體、正負(fù)極接頭、銅排、鋁排、卡件等，涉及的物料約有幾十種，涉及的供應(yīng)商有十多家。
由于國內(nèi)儲能行業(yè)缺少統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，電池包物料都為非標(biāo)件，而電池包的生產(chǎn)又必須待全部物料齊全后流水線生產(chǎn)，故這幾十種物料的供貨周期直接影響整體設(shè)備的供貨時間，故應(yīng)重點關(guān)注。
協(xié)調(diào)各物料交貨時間與電池包投產(chǎn)時間是否滿足進(jìn)度要求，而其中對于集成蓋板、電池串聯(lián)線、通訊線束、箱體等易出現(xiàn)滯后情況的應(yīng)重點關(guān)注。
４）集裝箱（電池艙體）：在深化設(shè)計后應(yīng)重點關(guān)注，集裝箱箱體、工業(yè)級空調(diào)的釆購情況，匯流柜、控制柜的主要電氣元器件（斷路器、通訊轉(zhuǎn)換器、觸摸屏、交換機(jī)、ＵＰＳ）的釆購情況是否滿足進(jìn)度要求。
５）備用物料的采購：應(yīng)充分考慮制造過程中、后期投運后的正常的、可以預(yù)見的損耗，増加必需的余量，可以按照增加多個電池包的方式作為備料釆購。
３生產(chǎn)制造過程的進(jìn)度控制
生產(chǎn)制造過程的進(jìn)度控制可分兩條生產(chǎn)主線進(jìn)行，其一為電池包的生產(chǎn)，應(yīng)重點關(guān)注電芯成組激光焊接工序，以及電池包的電性能測試等影響進(jìn)度的關(guān)鍵工序，特別對于激光焊接、電性能測試應(yīng)關(guān)注該工序的產(chǎn)能及排產(chǎn)情況。
對于電測工序應(yīng)對電池一級ＢＭＳ的通訊程序、充放電柜的通訊程序提前測試準(zhǔn)備，并應(yīng)準(zhǔn)備充足的通訊連接線束，保證同時測量足夠數(shù)量的電池包。
另一條生產(chǎn)主線為電池艙的艙體部分，即集裝箱部分，可以與電池包的生產(chǎn)同步進(jìn)行，一般選取具備電氣集成經(jīng)驗的設(shè)備供應(yīng)商，主要涉及集裝箱箱體、電池架、匯流柜、控制柜、高壓箱、空調(diào)、消防等物料的采購，在集裝箱主要物料備齊后，對以上主要電氣類設(shè)備進(jìn)行電池架安裝、電池包安裝、電池艙整體電性能測試。
４儲能電池艙質(zhì)量控制方面的關(guān)鍵點
１電池包PACK工序
電池模組激光焊是電池PACK最關(guān)鍵工序，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，焊縫應(yīng)保證焊透，焊縫高度應(yīng)與極片持平ｔ不得出現(xiàn)凹陷等低于極片表面情況，極片表面不能出現(xiàn)擊穿、焊穿等情況，表面焊渣、飛濺要立即清除。
PACK工序的電氣性能檢驗主要包括５個方面：
１）焊接后應(yīng)電壓值與內(nèi)阻值測ｆｔ
２）電池組放電量測試，應(yīng)大于標(biāo)定值２４０Ａｈ，
３）單次充、放電結(jié)束靜置２０ｍｉｎ后測量，單體電壓＞３．２Ｖ，
４）電池包電壓Ｃ／＞３９Ｖ，內(nèi)阻＜８
５）正負(fù)極插件對電池包殼體絕緣電阻＞２０ＭＱ。一級ＢＭＳ功能測試，包括正常監(jiān)控單體電壓、溫度正常，出廠靜態(tài)壓差測量值＜２０ｍＶ。
２電池艙的整體測試
整體性能測試應(yīng)重點關(guān)注１級、２級、３級ＢＭＳ數(shù)據(jù)釆集功能檢查，３級ＢＭＳ與空調(diào)、消防系統(tǒng)的通訊功能檢查，電池包正／負(fù)極對地絕緣電阻應(yīng)大于２Ｇｆ２，控制箱至匯流柜連接線的絕緣電阻應(yīng)大于２ＧＳ２。
３吊裝過程的控制
由于單個集裝箱由３４２個電池包及其他零部件組成，故單個集裝箱實際重量約４０１，高度為３ｍ，屬于危險性較大的分項工程，在吊裝前，其吊裝方案需要進(jìn)行確認(rèn)。
特別是吊裝方案應(yīng)與現(xiàn)場吊裝方案一致，若供應(yīng)商發(fā)貨前的吊裝與現(xiàn)場吊裝方案不一致，將導(dǎo)致現(xiàn)場需重新制定吊裝方案并進(jìn)行驗證審核，對現(xiàn)場進(jìn)度造成不利影響。
４其他過程的質(zhì)量控制
電池包制作完成后，封蓋板時應(yīng)注意風(fēng)機(jī)線是否被壓在箱內(nèi)，容易造成破損；電池包轉(zhuǎn)運過程中應(yīng)加防護(hù)帽，可防止碰傷；
集裝箱焊接焊縫質(zhì)量、外觀一般較差，需提前把關(guān)，電池架裝配，焊接需保證位置整齊、焊縫不能影響插箱裝配，應(yīng)特別關(guān)注電池架的沉重與受力情況；
匯流柜內(nèi)斷路器的額定電壓、電流需核實；電池艙的銘牌信息中關(guān)于額定電壓、電流等重要參數(shù)指標(biāo)需要核實。
參考資料：淺析儲能電池的設(shè)備監(jiān)理要點；作者:莊偉?；上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公荀
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦儲能與充電）：儲能電池艙的生產(chǎn)工藝流程及監(jiān)理要點