電池模組生產(chǎn)線一般包括電芯上料、掃碼、測試、清洗、分選、模組堆垛、堆垛檢測以及模組焊接、焊接檢測、模組下料等工序（如下圖所示），物料傳輸、自適應(yīng)、視覺定位、MES制造執(zhí)行管理是整條產(chǎn)線中需要解決的主要關(guān)鍵技術(shù)，也是適配小批量多品種生產(chǎn)形態(tài)的重要技術(shù)支撐。
從電芯上料到最終模組下料，整個物料的傳送通過物料傳輸系統(tǒng)來完成，物料傳輸系統(tǒng)還可以根據(jù)工藝的調(diào)整需求靈活擴展工位，不同工位之間的傳遞無需人為操作，模組定位板自帶產(chǎn)品尺寸調(diào)整機構(gòu)，能適應(yīng)不同尺寸模組的裝夾，非常適配小批量多品種的生產(chǎn)需求。
自適應(yīng)系統(tǒng)
在電池模組的生產(chǎn)過程中，電芯來料軟包、方型及圓柱幾種最為常見，由于市場對標準的缺失造成了市場對電池模組不同規(guī)格尺寸需求，這勢必需要對應(yīng)的工裝夾具類型繁多，由此大大增加了生產(chǎn)成本。如果在同一產(chǎn)線上實現(xiàn)小批量多品種生產(chǎn)，不僅需要工裝夾具能適應(yīng)不同來料，其它工位更是需要兼容不同來料。
不同種類規(guī)格尺寸的電芯在堆垛成不同尺寸的模組后，每經(jīng)過一道工序都需要適配自適應(yīng)系統(tǒng)來確保整線節(jié)拍的聯(lián)動，尤其是焊接工序，只有適應(yīng)不同尺寸的模組才能完成模組PACK工序。自適應(yīng)系統(tǒng)采用多軸組合聯(lián)動，實施產(chǎn)品加工區(qū)域內(nèi)位置定位，可不受任何形式來料的限制，完成焊接工作并傳送到下一道工序。
視覺定位系統(tǒng)
電芯焊接面清洗、模組打標、匯流片焊接通常是采用激光加工的方式來完成，電池模組裝配后，往往尺寸公差較大，很難達到激光加工對間隙位置尺寸要求，導(dǎo)致加工質(zhì)量急速下降。
視覺定位系統(tǒng)的導(dǎo)入則能滿足精準定位的需求，一般精度可達到±0.05mm,通過視覺拍照數(shù)據(jù)采集，并將來料偏差反饋給控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了加工位置的高精度定位。
MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)
制造執(zhí)行管理系統(tǒng)是設(shè)備與人工之間的橋梁。 MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)具有開放式的開發(fā)平臺，可在系統(tǒng)底層平臺基礎(chǔ)上快速、敏捷的按用戶需求完成MES項目的實施開發(fā)，人工只需按照MES的參數(shù)指示指導(dǎo)工作，并通過圖表的形式綜合統(tǒng)計和分析后，對現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)定信息進行改進，以進一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。
從電芯上料到最終模組下料，每一道工序的參數(shù)、數(shù)據(jù)、及其它來料信息等，都可以通過MES系統(tǒng)快速查詢并及時分析處理，真正做到過程可控產(chǎn)能高效。激光焊接工序中的工藝數(shù)據(jù)包直接集成于MES系統(tǒng)中，以方便用戶調(diào)用和切換，整套MES系統(tǒng)可以直接將生產(chǎn)線打造成準無人化生產(chǎn)車間，人工只需要在外圍進行物料補充，既提高了安全性，也減少了人為因素的介入。預(yù)留的工業(yè)通訊接口，用戶不僅能實現(xiàn)遠程監(jiān)控管理，還可以與企業(yè)ERP有效對接，真正實現(xiàn)智能化、信息化工廠。
今年5月，在深圳舉辦的第十一屆中國國際電池技術(shù)交流會/展覽會(CIBF2016)上，逸飛激光展出了一套“自適應(yīng)柔性智能模組PACK系統(tǒng)”，這套系統(tǒng)解決方案分物料傳輸系統(tǒng)、焊接站、MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)三大部分組成，系統(tǒng)具有柔性化、模塊化和智能化的特點，適配小批量多品種的生產(chǎn)形態(tài)。
據(jù)現(xiàn)場技術(shù)人員介紹，這套“自適應(yīng)柔性智能模組PACK系統(tǒng)”是動力電池模組與PACK解決方案的2.0版本，非常適配用戶訂單批量小、規(guī)格多的生產(chǎn)模式。整體方案重點解決用戶關(guān)注的兼容性、整線節(jié)拍和效率問題，不僅融入了物料傳輸、自適應(yīng)、視覺定位、MES制造執(zhí)行管理四大關(guān)鍵技術(shù)，焊接站的定位壓緊、高度跟隨系統(tǒng)更是降低企業(yè)成本、提升效率及焊接品質(zhì)的兩大“利器”。
定位壓緊系統(tǒng)
為了提高焊接質(zhì)量，焊接工序必須配備壓緊定位裝置。傳統(tǒng)的壓緊方式是相對電池組定位的，日積月累，夾具的累積誤差將會造成定位的嚴重偏差，正所謂差之毫厘，謬以千里，對焊接質(zhì)量的影響可想而之。為了糾正這種機械運行造成的偏差，定位壓緊系統(tǒng)采用了單個電芯壓緊方式，每次焊接的位置設(shè)置為壓頭所壓的電芯，從而將夾具誤差所造成的影響降至最低。
另外，在來料發(fā)生改變時，以往整套夾具必須重新設(shè)計，無異于大大延長了換型時間，既影響生產(chǎn)又增加了企業(yè)成本。然而，定位壓緊系統(tǒng)僅僅只是需要調(diào)整壓頭的結(jié)構(gòu)，即可解決，既降低了企業(yè)成本又提高了生產(chǎn)效率。
高度跟隨系統(tǒng)
由于電池模組每個焊接位置高度不可能做到完全一致，焊接時，會導(dǎo)致虛焊、爆焊的發(fā)生，其焊接品質(zhì)很難保證。必須配備高度跟隨系統(tǒng)，即在每個焊接位置，焦距調(diào)節(jié)軸能夠做到微調(diào)使激光焊接頭固定在焦距位置。
在焊接站中所使用的高度跟隨系統(tǒng)，并不同于傳統(tǒng)測高機構(gòu)相對電池模組的平面定位，而是利用激光位移傳感器測量壓緊機構(gòu)中壓頭的位置，并將每次壓頭壓下時的高度變化反饋給控制系統(tǒng)，焦距調(diào)節(jié)軸則根據(jù)系統(tǒng)反饋的變化來調(diào)節(jié)自身位置，保障焊接時焦距恒定，從而保障焊接品質(zhì)穩(wěn)定。
視覺定位系統(tǒng)和高度跟隨系統(tǒng)實現(xiàn)了電池模組在三維空間的完美定位，使得該系統(tǒng)不受任何來料的限制。然而，正所謂工欲善其事必先利其器，與之配套的MES（Manufacturing Execution System）系統(tǒng)也是必不可少。
現(xiàn)如今，大多數(shù)企業(yè)已進入到電池模組自動化生產(chǎn)線的實施階段，雖然電芯產(chǎn)品無非就是軟包、方型及圓柱三種，但是由于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和工藝的不一致，會導(dǎo)致各家自動化程度以及產(chǎn)線配置狀況不盡相同，這需要設(shè)備提供商的解決方案更具有適配性。
近期，全國汽車標準化技術(shù)委員會組織修訂的《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》征求意見稿已公開發(fā)布，動力電池的標準化批量化的到來是產(chǎn)業(yè)良性快速發(fā)展的保障。但小批量多品種的生產(chǎn)模式任然在很長的一個時間階段存在，相關(guān)企業(yè)必需充分考慮具有柔性化、模塊化和智能化等特點的系統(tǒng)解決方案，以此來滿足小批量、多品種生產(chǎn)的需要。
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