特斯拉Austin工厂4680电池成组工艺解析

继昨天的文章《特斯拉的4680电芯量产，让我们能看到什么？》之后，昨天半夜等通知做核酸的时候，看了下特斯拉4680电池pack系统的专利，结合今天上午把1分钟不到的4680电池生产视频反复看了十几遍之后（感觉自己像个情报分析人员），提炼出了一些相对有价值的信息。

现浅尝地对特斯拉Austin电池成组生产线的规划和工艺做一个解析。

（1）4680电芯的上线

从下图1可以看出电芯从电芯产线下线后，是通过塑料框包装输送到电池模组线，结合下图2（编号2）的夹爪一次性抓取的电芯数：8＊8，可以知道每个塑料框装载的电芯数量为64个。

▲图1

▲图2

从上图2还可以看出，电芯上线的三轴机械手为2套，并行工作。图2中的一个个绿色通道类似一个弹仓，每个“弹仓”中放置8个电芯。每8个电芯为一组，从弹仓中出来，通过图2箭头所指的皮带线向前迸发，进行输送。

（2）4680电芯成组

反复看了下图3画面前后的视频，其实上述的电芯到达下图3的位置之前有一个电芯数量堆积（为了满足成组block数量要求）和匹配冷却板的过程（只是特斯拉没有公布出来）。

下图3中的输送线是2层结构，编号1的位置在下层，进行电芯的输送（符合成组block数量），编号2的夹爪与编号1的工装有一个交互的过程。

编号2的夹爪一次性夹取一个block的数量（一个block的数量是：【35＋34】＊3＝207个，block是特斯拉专利中的描述词汇）

▲图3

下图4中编号1所示的是一个个定位销，用于保持相邻两个电芯之间的间距，以便所有电芯能一次性顺畅地放入模组的塑料Potting中（Potting也是特斯拉专利中的描述词汇），编号2是吸取每个圆柱电芯的真空吸盘。

▲图4

（3）电芯之间的电连接

从图5中的焊接飞溅看出，电芯之间的串并联连接采用的是激光焊接工艺（专利中也有相关描述），而不是之前一直所用铝丝键合工艺。

▲图5

下图6是早些时候柏林工厂电池日所透露的4680电芯的busbar和CMB。

▲图6

（4）电池成组后入箱

从电池组入箱的画面（图7和图8）来看，有两台机器人同时进行工作。除了每个夹爪的上部分有吸盘之外，在模组每侧都有3个夹爪用于二次保护。在模组快要放入Pack箱体之前，两侧的夹爪才全部打开。

▲图7

▲图8

（5）Pack下线

Pack由输送线输送至线末（下图编号1），然后由机器人搬运至另外一台AGV上（下图编号2），然后由AGV输送至总装线。

▲图9

从短短1分钟不到的视频细节中，我们不难理解：为什么4680的电池成组产线会比以往的21700产线面积减少一半以上。

电池成组产线的节拍瓶颈在于电芯的成组，以及后续的焊接工艺。而4680的方案，将原来一个电池包里4000多颗21700电芯减少到了目前的828（69＊3＊4）个，这样在前端的成组和焊接节拍上大大的缩减，从而所需的设备数量和占地面积急剧的减少。

因视频中提供的信息有限，对于一些细节，个人还存有一些疑问：

1）电芯如何和冷却板进行自动化配组的；

2）每个模组放到箱体上的那个画面，并没有看到模组底部和箱体底部有结构胶，那么强度是如何保证的？

3）塑料Potting与每个电芯匹配孔的四个角是否有结构胶？如果仅仅是靠电芯与Potting孔的机械紧配合，如何保证强度？

4）每个模组侧面的CMB是如何和电芯进行连接的？

等等。

上述细节，只能等特斯拉逐一释放或者等相关拆解报告。

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