इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) बैटरी निर्माण के क्षेत्र में, लेजर वेल्डिंग एक मूलभूत तकनीक है जो बैटरी कोशिकाओं और बसबारों को जोड़ने में उच्च परिशुद्धता, विश्वसनीयता और दक्षता प्रदान करती है। लेजर वेल्डिंग लगातार गुणवत्ता की कोशिकाओं और बैटरी घटकों का उत्पादन कर सकता है और अधिक जटिल और उच्च-प्रदर्शन ईवी बैटरी डिजाइन को सक्षम कर सकता है। हालांकि, लेजर वेल्डिंग के निर्विवाद लाभों का पूरी तरह से उपयोग करने के लिए, कुछ प्रमुख कारक हैं जिन्हें बैटरी उत्पादन शुरू होने से पहले विचार करने की आवश्यकता है, उपकरण से लेकर गुणवत्ता आश्वासन (क्यूए) तक।
क्लैंपिंग विधि का चयन करें
सेल टर्मिनलों पर बसबार या कलेक्टर प्लेटों को दबाने के लिए टूल डिज़ाइन के लिए दो बुनियादी दृष्टिकोण हैं: सोल्डर मास्क या सिंगल सेल क्लैम्पिंग। इन दो क्लैंपिंग विधियों की पसंद का उत्पादन दक्षता और अनुकूलनशीलता पर बड़ा प्रभाव पड़ता है।
मिलाप मास्किंग एक साथ कई कोशिकाओं में बसबार को क्लैंप करके गति और दक्षता प्रदान करता है, लेकिन नुकसान यह है कि एक बड़े क्षेत्र पर पर्याप्त बसबार-टू-सेल संपर्क सुनिश्चित करने के लिए आयामी सहिष्णुता को तंग होना चाहिए। इसके विपरीत, एकल सेल क्लैंपिंग सेल व्यवस्था या ज्यामिति में अधिक भिन्नता को समायोजित कर सकता है, उत्पादन को सरल बना सकता है और लागत को कम कर सकता है। हालांकि, यह लचीलापन गति की कीमत पर आता है। लेजर वेल्डिंग उच्च बसबार-टू-सेल वेल्डिंग गति प्रदान कर सकता है, कभी-कभी प्रति सेकंड एक दर्जन कोशिकाओं से अधिक होता है, लेकिन धीमी गति से क्लैंपिंग विधियां वेल्डिंग गति को सीमित करती हैं।
यूनिट की सटीक स्थिति सुनिश्चित करें
लेजर वेल्डिंग एक असाधारण सटीक प्रक्रिया है और बैटरी कोशिकाओं की स्थिति समान वेल्ड सुनिश्चित करने के लिए सुसंगत और सटीक होनी चाहिए। बैटरी पैक के भीतर कोशिकाओं की व्यवस्था में भिन्नता के परिणामस्वरूप गलत वेल्ड या अपर्याप्त वेल्ड पैठ, संरचनात्मक अखंडता से समझौता हो सकता है। तंग सेल धारक डिजाइन आम तौर पर सेल की स्थिति में भिन्नता को कम करते हैं, लेकिन स्थापना के दौरान अति-संपीड़न और सेल क्षति का जोखिम पेश कर सकते हैं। संरेखण गाइड का उपयोग करके बैटरी पैक डिज़ाइन का अनुकूलन और अंतराल को कम करने से वेल्ड पहुंच और गुणवत्ता में सुधार होता है।
डिजाइनिंग बसबार केवल प्रदर्शन के बारे में नहीं है
एक प्रभावी बसबार या वर्तमान कलेक्टर को डिजाइन करना केवल विद्युत प्रदर्शन को अनुकूलित करने से अधिक है। मोटाई कठोरता और लचीलापन निर्धारित करती है, और मोटाई जैसे कारकों का टूलिंग और इष्टतम लेजर मापदंडों दोनों पर प्रभाव पड़ता है। मोटा बसबार, आमतौर पर प्रिज्मीय कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है, वर्तमान कुशलता से ले जाता है, लेकिन बैटरी टर्मिनलों के साथ संपर्क बनाने के लिए झुकना मुश्किल होता है। इसके अलावा, मोटी सामग्री लेजर पैठ समय बढ़ाती है।
ईवी बैटरी बसबार डिजाइन करते समय बसबार सामग्री एक विशेष विचार है। कॉपर लंबे समय से अपनी अच्छी विद्युत चालकता के कारण बसबार और अन्य ईवी बैटरी कार्यों के लिए पसंद की एक सामग्री है। हालांकि, एल्यूमीनियम अपने अच्छे विद्युत गुणों के कारण कॉपर बसबार के विकल्प के रूप में लोकप्रियता हासिल कर रहा है, जबकि बैटरी पैक के वजन को भी कम करता है। एल्यूमीनियम बसबार आमतौर पर तांबे के बसबार के आधे वजन होते हैं।
सौभाग्य से, विशेष रूप से ईवी बैटरी वेल्डिंग के लिए डिज़ाइन किए गए लेज़रों में बसबार डिजाइन और सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उच्च वेल्डिंग गति और उत्कृष्ट वेल्ड गुणवत्ता बनाए रख सकते हैं। बैटरी वेल्डिंग लेजर आमतौर पर उच्च बीम गुणवत्ता के साथ एक अत्यधिक केंद्रित बीम प्रदान करते हैं, जो एक बड़े गर्मी प्रभावित क्षेत्र के बिना तेजी से वेल्ड पैठ की अनुमति देता है।
बैटरी निपटान आवश्यकताओं के लिए योजना
लाखों के साथ, यदि अरबों नहीं, तो हर साल ईवी बैटरी निर्माताओं द्वारा बसबार-टू-सेल वेल्ड किए जा रहे हैं, कुशल स्वचालन महत्वपूर्ण है। कई कारक हैं जो बैटरी डिज़ाइन को चलाते हैं, लेकिन एक बेलनाकार सेल में टर्मिनलों का स्थान एक अच्छा उदाहरण है।
बेलनाकार कोशिकाओं को शीर्ष पर सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनलों के साथ, या शीर्ष पर सकारात्मक टर्मिनल और तल पर नकारात्मक टर्मिनल के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। इन दो डिजाइनों की पसंद उत्पादन की गति और जटिलता निर्धारित करती है। पारंपरिक टॉप/बॉटम डिज़ाइन बसबार डिज़ाइन को सरल बनाता है, लेकिन दूसरे वेल्ड के लिए असेंबली को फ्लिप करने के लिए एक अतिरिक्त सेल हैंडलिंग कदम की आवश्यकता होती है। 4680 सेल की शुरूआत के साथ, शीर्ष/शीर्ष डिजाइन अधिक सामान्य हो गया है, जो तेजी से उत्पादन चक्र और कम सेल हैंडलिंग के लिए अनुमति देता है, लेकिन तंग सहिष्णुता के भीतर सटीक वेल्ड प्लेसमेंट की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ अधिक जटिल बसबार डिजाइन भी।
बैटरी डिजाइन या बैटरी वेल्डिंग आवश्यकताओं के बावजूद, लेजर वेल्डिंग स्वचालन के लिए बहुत उपयुक्त है। एक प्रभावी इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी लेजर वेल्डिंग सिस्टम आर एंड डी से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए विभिन्न उत्पादन चरणों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, और मोल्ड और बैटरी हैंडलिंग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।
एक मजबूत गुणवत्ता आश्वासन प्रक्रिया को शामिल करें
लेजर वेल्डिंग एक अत्यधिक स्थिर और दोहराने योग्य प्रक्रिया है जब आने वाली कोशिकाओं में सतह की गुणवत्ता और सहिष्णुता होती है। हालांकि, यदि आयामी या स्थिति संबंधी विशेषताओं में अप्रत्याशित भिन्नताएं हैं, तो वेल्ड विफलताओं का परिणाम हो सकता है। दोषपूर्ण वेल्ड्स महंगे रीवर्क या स्क्रैप को जन्म दे सकते हैं, और सबसे खराब स्थिति में, अंतिम उत्पाद की भयावह विफलता। इसलिए, हर बसबार-टू-टर्मिनल वेल्ड को सही और कुशलता से मापना और परीक्षण करना आवश्यक है।
विनाशकारी परीक्षण सटीक परिणाम देता है लेकिन महंगा है और हर वेल्ड को मापता नहीं है। फोटोडायोड जैसे तरीके प्रत्येक वेल्ड को मापते हैं क्योंकि यह आगे बढ़ता है, लेकिन केवल उप -रूपी परिणामों के साथ अप्रत्यक्ष माप प्रदान करता है। ईवी बैटरी निर्माता तेजी से वास्तविक समय वेल्ड माप की ओर रुख कर रहे हैं। वास्तविक समय वेल्ड माप वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान सीधे वेल्ड गहराई जैसे महत्वपूर्ण कारकों को मापता है, जो विनाशकारी परीक्षण के लिए अत्यधिक सटीक डेटा प्रदान करता है। इसके अलावा, वेल्ड माप डेटा का ट्रेंडिंग प्रक्रिया बहाव का पता लगा सकता है, जिससे बैटरी निर्माताओं को भविष्य में अस्वीकार्य वेल्ड को रोकने में मदद मिलती है।
