XWELL XW-BS05 Automatische Sortiermaschine für zylindrische Batteriezellen

Produktübersicht

Die XWELL XW-BS05 ist eine automatische Sortiermaschine für zylindrische Batteriezellen, die für Hochdurchsatz-Spannungs- und Innenwiderstandsprüfungen (IR) mit automatischer Mehrkanal-Sortierung entwickelt wurde. Die Anlage verarbeitet zylindrische Zellen – einschließlich der Formfaktoren 18650, 21700, 26700, 32650 und 32700 – mit einem Durchsatz von 2.500 bis 3.000 Stück pro Stunde. Getestete Zellen werden auf fünf Ausgangskanäle verteilt: vier Kanäle für akzeptierte Zellen, sortiert nach Parameterbereichen, und ein Kanal für abgelehnte (NG) Zellen.

Das System integriert mechanische Handhabung, einen Zuführmechanismus, eine Prüfstation und eine auf speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) basierende Sortiersteuerungsarchitektur. Ein dedizierter PC übernimmt die Erfassung von Testdaten, die Bewertung von Spannung und Innenwiderstand sowie den Datenexport im CSV-Format. Die mechanische Struktur besteht aus kaltgewalztem Blech mit einem Aluminiumrahmen, was zu einem Gesamtgewicht von 200 kg und einer Grundfläche von 1.000 x 1.000 x 1.600 mm führt.

Betrieben mit einer einphasigen Wechselstromversorgung von 220 V / 50 Hz und einem Nennstromverbrauch von 1.000 W benötigt die XW-BS05 Druckluft mit 0,4–0,6 MPa für die pneumatische Betätigung des Sortiermechanismus. Ein optionaler Barcode-Scanner kann für die Rückverfolgbarkeit auf Zellenebene integriert werden, und Benutzer können je nach Präzisions- und Budgetanforderungen zwischen HOPE HK3561 und HIOKI BT3561 Innenwiderstandstestern wählen.

Produktmerkmale

• Kompatibilität mit zylindrischen Zellen in mehreren Formaten: Die Anlage akzeptiert zylindrische Zellen, einschließlich der Formfaktoren 18650, 21700, 26700, 32650 und 32700, und deckt damit die gängigsten Lithium-Ionen-Zellengrößen für die Montage von Batteriepacks ab.
• Fünfkanal-Sortierausgabe: Getestete Zellen werden fünf separaten Kanälen zugeführt – vier für akzeptierte (OK) Zellen, sortiert nach vom Benutzer definierten Spannungs- und IR-Parameterbändern, und einer für abgelehnte (NG) Zellen, die außerhalb der spezifizierten Toleranzbereiche liegen.
• 2.500–3.000 Stück/h Durchsatz: Die automatisierte Zuführ-, Test- und Sortiersequenz erreicht eine Verarbeitungsgeschwindigkeit von 2.500 bis 3.000 Zellen pro Stunde, geeignet für Produktionslinien für Batteriepacks mit mittlerem bis hohem Volumen.
• Integrierte Spannungs- und IR-Prüfung: Jede Zelle durchläuft gleichzeitig eine Spannungs- und eine Innenwiderstandsmessung an der Prüfstation. Der Tester liest beide Parameter aus und übermittelt die Ergebnisse an die Steuerung für Echtzeit-Sortierentscheidungen.
• SPS- und PC-Doppelsteuerungsarchitektur: Ein Bewegungscontroller und eine SPS verwalten die mechanische Sequenz – Zellenzuführung, Handhabung und Kanalzuweisung –, während ein dedizierter PC die Testdatenerfassung, die Spannungs- und IR-Bewertung, die Datenaufzeichnung und den CSV-Export übernimmt.
• Automatisches Zuführsystem: Zellen werden in den Eingangsbehälter geladen und über einen rollengetriebenen Zuführmechanismus zur Prüfposition transportiert, wo federbelastete Kontakte die positiven und negativen Zellpole für die Messung berühren.
• PC-basierte Datenverwaltung: Die zugehörige PC-Software zeichnet alle Testergebnisse auf und unterstützt den Datenexport im CSV-Format, was die Chargenrückverfolgbarkeit und Qualitätsdokumentation für Produktionsaufzeichnungen ermöglicht.
• Optionaler hochpräziser IR-Tester: Benutzer können die Maschine mit einem HOPE HK3561 oder HIOKI BT3561 Innenwiderstandstester konfigurieren, um unterschiedliche Genauigkeits- und Budgetanforderungen für Produktions- oder Laborumgebungen zu erfüllen.
• Robuste mechanische Konstruktion: Das Gehäuse und die Strukturkomponenten sind aus dickem kaltgewalztem Blech gefertigt, wobei ein Aluminiumrahmen für Steifigkeit sorgt und gleichzeitig ein handhabbares Gewicht von 200 kg beibehält.
• Optionale Integration eines Barcode-Scanners: Ein Barcode-Scanner kann dem System für die individuelle Zellidentifizierung und Rückverfolgbarkeit hinzugefügt werden, um Testdaten für Qualitätssicherungsabläufe mit spezifischen Zellseriennummern zu verknüpfen.
• Einstellbare Sortierparameter: Spannungs- und Innenwiderstandssortierschwellen werden über die PC-Software konfiguriert, sodass Bediener mehrere Akzeptanzbänder über die vier OK-Kanäle basierend auf den Produktionsklassifizierungsanforderungen definieren können.
• Kompakte Grundfläche für die Integration in Produktionslinien: Mit Abmessungen von 1.000 x 1.000 x 1.600 mm benötigt die XW-BS05 etwa einen Quadratmeter Stellfläche und erleichtert so die Integration in bestehende Montagelinien für Batteriepacks.

Arbeitsprinzip

Die XW-BS05 arbeitet über einen sequenziellen automatisierten Workflow, der mechanische Handhabung, elektrische Messung und pneumatische Sortierung kombiniert. Der Prozess beginnt, wenn zylindrische Zellen in den Eingangsbehälter geladen werden. Ein motorisierter Rollenmechanismus transportiert einzelne Zellen aus dem Behälter zur Prüfstation und hält dabei einen gleichmäßigen Abstand für einen zuverlässigen Messkontakt ein.

An der Prüfposition greifen federbelastete Kontaktnadeln die positiven und negativen Pole jeder Zelle. Der angeschlossene Innenwiderstandstester – je nach Konfiguration ein HOPE HK3561 oder HIOKI BT3561 – misst gleichzeitig die Leerlaufspannung und den Innenwiderstand der Zelle. Diese beiden Parameter bilden die Grundlage für alle nachfolgenden Sortierentscheidungen. Der Messzyklus ist mit der mechanischen Zuführzeit synchronisiert, um den Durchsatz aufrechtzuerhalten, ohne die Kontakstabilität zu beeinträchtigen.

Der Tester übermittelt die gemessenen Werte an die Systemsteuerung, die die Spannungs- und IR-Werte jeder Zelle mit den in der PC-Software konfigurierten, vom Benutzer definierten Sortierschwellen vergleicht. Basierend auf diesem Vergleich weist die Steuerung die Zelle einem von fünf Zielkanälen zu. Die SPS betätigt dann den pneumatischen Sortiermechanismus, um die Zelle zum entsprechenden Ausgangskanal zu leiten – einem von vier OK-Kanälen, die verschiedenen Parameterklassen entsprechen, oder dem NG-Kanal für Zellen, die außerhalb aller Akzeptanzfenster liegen.

Die gesamte Sequenz, von der Zellenzuführung über die Messung bis zur Kanalzuweisung, wird von der Bewegungssteuerung und der SPS koordiniert, die zusammenarbeiten. Der PC protokolliert gleichzeitig alle Testdaten – Zellspannung, Innenwiderstand, zugewiesener Kanal und Zeitstempel – in einem strukturierten Datensatz, der für die Chargenqualitätsberichterstattung und Produktionsrückverfolgbarkeit in das CSV-Format exportiert werden kann.

Das pneumatische System arbeitet mit einem Druck von 0,4–0,6 MPa Druckluft, um die Aktuatoren des Sortiergatters anzutreiben und die Reaktionsgeschwindigkeit zu gewährleisten, die für die Aufrechterhaltung des Nenndurchsatzes von 2.500–3.000 Zellen pro Stunde erforderlich ist. Das mechanische Handhabungssystem verwendet strapazierfähige Kontaktflächen, um Abrieb am Zellengehäuse während des Transports durch die Zuführ- und Sortierphasen zu minimieren.

Produktvorteile

• Verarbeitet fünf Formate zylindrischer Zellen (18650, 21700, 26700, 32650, 32700) auf einer einzigen Maschine ohne Werkzeugwechsel.
• Fünfkanal-Ausgabe mit vier programmierbaren OK-Klassifizierungsbändern und einem dedizierten NG-Kanal.
• Gleichzeitige Messung von Spannung und Innenwiderstand in jedem Testzyklus für eine umfassende Bewertung der Zellqualität.
• 2.500–3.000 Stück/h Sortierdurchsatz unterstützt Produktionsanforderungen mit mittlerem bis hohem Volumen.
• SPS-gesteuerte mechanische Sequenz und PC-basierte Datenverwaltung arbeiten als unabhängige Subsysteme für Zuverlässigkeit.
• Vom Benutzer konfigurierbare Sortierschwellen über die PC-Software-Oberfläche ohne Hardwareanpassung erforderlich.
• CSV-Datenexport ermöglicht die Integration mit Manufacturing Execution Systems und Qualitätsdatenbanken.
• Optionales HIOKI BT3561 Tester-Upgrade für Anwendungen, die eine höhere Messpräzision erfordern.
• Optionaler Barcode-Scanner ermöglicht die Rückverfolgbarkeit pro Zelle und verknüpft Testdaten mit der individuellen Zellidentität.
• 1000W Stromverbrauch aus Standard-AC220V/50Hz Einphasenversorgung passt für die meisten Produktionsanlagen.

Anwendungsindustrien

• Herstellung und Qualitätsklassifizierung von zylindrischen Lithium-Batteriezellen
• Eingangszelleninspektion für 18650-Batteriepack-Montagelinien
• Sortierung und Abgleich von Zellen für die Produktion von 21700-Batteriemodulen
• Qualitätsprüfung von Zellen für Power-Tool-Batteriepacks
• Klassifizierung von Zellen für Elektrofahrrad- und Elektroroller-Batteriepacks
• Parameterabgleich von Zellen für Energiespeicher-Batteriemodule
• Spannungs- und IR-Prüfung von Zellen für Unterhaltungselektronik-Batteriepacks
• Anbieter von unabhängigen Batteriezellenprüf- und Sortierdiensten
• Prüfung von Batteriezellenrecycling und Qualifizierung für die zweite Lebensdauer
• Charakterisierung und Binnung von Zellen für Forschung und Entwicklung von Batterien

Warum diese Maschine wählen

Die Leistung und Sicherheit von Batteriepacks hängen stark von der Zellkonsistenz ab. Wenn Zellen mit unterschiedlichem Innenwiderstand oder unterschiedlicher Spannung zu einem Serien-Parallel-Pack zusammengebaut werden, beschleunigt die Stromungleichheit während des Ladens und Entladens die Degradation der schwächsten Zellen. Die XW-BS05 löst dieses Problem durch die Kombination von automatisierter Spannungs- und IR-Messung mit einer Fünfkanal-Physischen Sortierung, die es Packherstellern ermöglicht, Zellen vor der Montage in eng abgestimmte Parameterbänder zu gruppieren.

Die Doppelsteuerungsarchitektur trennt die mechanische Automatisierung vom Datenmanagement. Die SPS und der Bewegungscontroller kümmern sich um die Echtzeitanforderungen der Zellenzuführung, des Kontakttimings und der pneumatischen Sortierbetätigung. Gleichzeitig verwaltet die PC-Software unabhängig die Erfassung der Messdaten, die Logik des Schwellenwertvergleichs und den CSV-Export. Diese Trennung bedeutet, dass die Datenverarbeitungslast die mechanische Zykluszeit nicht beeinträchtigt und umgekehrt mechanische Anpassungen die Kontinuität der Datenaufzeichnung nicht stören.

Die Kompatibilität der Anlage mit fünf Formaten zylindrischer Zellen – 18650, 21700, 26700, 32650 und 32700 – macht mehrere Sortiermaschinen für einzelne Zellgrößen überflüssig. Dies ist besonders relevant für Hersteller, die Batteriepacks in verschiedenen Konfigurationen produzieren, oder für Lohnfertiger, die Kunden mit unterschiedlichen Zellspezifikationen bedienen. Das Fehlen von Werkzeugwechseln zwischen den Zellformaten reduziert die Einrichtzeit und den Bedieneraufwand zwischen den Produktionsläufen.

Mit einer Sortierrate von 2.500 bis 3.000 Zellen pro Stunde entspricht die XW-BS05 den Durchsatzanforderungen typischer kleiner bis mittlerer Batteriepack-Montagebetriebe. Der optionale Upgrade-Pfad vom HOPE HK3561 zum HIOKI BT3561 IR-Tester bietet Flexibilität für Anwendungen, die eine höhere Messpräzision erfordern, während der optionale Barcode-Scanner die Rückverfolgbarkeit pro Zelle für Qualitätsmanagementsysteme hinzufügt, die individuelle Zellendatenaufzeichnungen während des gesamten Produktionslebenszyklus benötigen.

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