在定位板上放入電池盒、移動注液設(shè)備、抽真空、打開注液閥，完成注液……一連串的自動化注液操作，如行云流水般順暢，讓整個鋰電電芯注液環(huán)節(jié)顯得十分“賞心悅目”。
作為鋰電池中段電芯生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵一環(huán)，電芯注液過程連接著上游的卷繞/疊片和下游的分容/化成階段，其電解液注液量直接影響電池的電化學(xué)性能與安全。進(jìn)入TWh時代，電池制造商對注液精度、設(shè)備穩(wěn)定性及注液速度提出更高的要求，伴隨而來的，則同時要考慮注液機(jī)的安全防護(hù)與控制的問題。
鋰電巨頭的安全考量
2021年年初，鋰電巨頭寧德時代旗下合資企業(yè)——時代一汽啟動了位于寧德霞浦基地的動力電池生產(chǎn)線擴(kuò)建項目，總投資50億元，分兩期建設(shè)，對應(yīng)產(chǎn)能約16GWh。寧德時代作為國際領(lǐng)先的鋰電供應(yīng)商，為滿足國際市場的要求，很早就開始要求其生產(chǎn)設(shè)備具備安全認(rèn)證資質(zhì)。在國內(nèi)霞浦基地項目中，寧德時代對自動注液機(jī)提出了安全產(chǎn)品的應(yīng)用要求，以逐步向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。
成立于2009年的深圳市格林晟科技有限公司(簡稱格林晟)，專業(yè)從事鋰電池生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售，也是時代一汽霞浦基地的注液設(shè)備提供商。由于自動注液機(jī)設(shè)備在移動、抓取和放置等過程中，需要采用一系列高速運(yùn)動的機(jī)械手、電機(jī)、氣缸和機(jī)械導(dǎo)軌裝置，這無疑給操作人員和設(shè)備帶來了相應(yīng)的風(fēng)險。為了更好地進(jìn)行機(jī)器安全防護(hù)，防止操作人員對電池注液機(jī)的誤操作，經(jīng)過慎重的篩選和評估，格林晟旗下力德科技最終選擇了皮爾磁(Pilz)公司的注液機(jī)安全解決方案，即PSEN me5機(jī)械安全開關(guān)和PNOZ m B0可編程安全繼電器基礎(chǔ)模塊的組合。作為國際知名的安全自動化技術(shù)和服務(wù)的主流供應(yīng)商，皮爾磁(Pilz)的解決方案性價比高，針對性強(qiáng)，深得用戶認(rèn)可。
簡單而安全的解決之道
注液機(jī)整個的直線長度接近10米，甚至還有轉(zhuǎn)角，為了確保生產(chǎn)安全，，往往需要安裝大量的安全門，并且實現(xiàn)兩邊開門。格林晟的一條注液機(jī)就需要用到7-80個安全門。為了確保注液機(jī)設(shè)備安全等級達(dá)到PLd以上，皮爾磁中國的專家為每道安全門配備了帶防護(hù)鎖定機(jī)械安全門鎖PSEN me5，考慮到元器件成本，在設(shè)計時將每5個左右的機(jī)械安全門開關(guān)串聯(lián)后，再接入到1個可編程安全繼電器PNOZ MB0，既滿足了上述安全等級要求，有兼顧了成本，是一個簡單而安全的解決方案。
PSEN me5集成了安全門位置監(jiān)控以及安全防護(hù)鎖定兩項功能，符合EN ISO14119的要求，是一款非常適合于注液機(jī)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型安全門鎖，可以確保注液機(jī)的安全防護(hù)門在危險狀態(tài)未消除的情況下一直保持關(guān)閉狀態(tài)，保持力高達(dá)1500 N。
在注液機(jī)應(yīng)用中，PSEN me5還提供了不同數(shù)量的獨立的常開常閉觸點，使得應(yīng)用非常靈活，例如2觸點接入安全控制器PNOZ MB0，1觸點接入標(biāo)準(zhǔn)plc用于指示哪一個門，可以完美適應(yīng)監(jiān)控門的位置和防護(hù)鎖定的需求，不會由于解鎖/鎖定的誤操作而產(chǎn)生錯誤報警或者屏蔽已發(fā)現(xiàn)的觸點串聯(lián)故障。
作為皮爾磁可配置小型安全控制器PNOZ multi 2的基礎(chǔ)單元，PNOZ mB0的寬度僅 45 mm，具有可擴(kuò)展的特點，非常便于客戶的現(xiàn)場安裝，還可以根據(jù)注液機(jī)的要求和尺寸進(jìn)行擴(kuò)展。圖形化的配置工具 PNOZmulti Configurator，操作簡便，大大簡化了安全系統(tǒng)的配置和診斷工作, 直插式的端子，進(jìn)一步減輕了接線的工作量，讓安全調(diào)試也更快速，最終，該動力電池生產(chǎn)線擴(kuò)建項目提前驗收完工。。
隨著中國新能源動力電池產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，像注液機(jī)這樣的一些關(guān)鍵工藝設(shè)備的安全問題必然越來越多地受到關(guān)注。皮爾磁作為安全自動化方面的專家，能夠為中國的電池設(shè)備制造商提供完整的解決方案，幫助用戶以專業(yè)的方式實現(xiàn)設(shè)備安全。
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