전동 자전거, AGV, 지게차, 에너지 저장 시스템, 로봇 및 산업용 장비 전반에 걸쳐 리튬 배터리 수요가 지속적으로 증가함에 따라, 리튬 배터리 팩 제조는 단순히 배터리 셀을 연결하는 것을 훨씬 뛰어넘는 과정이 되었습니다. 이는 정밀 제조, 자동화 조립, 지능형 품질 관리 및 완전한 추적성을 아우르는 포괄적인 공정입니다.

OEM 고객의 경우, 배터리 팩의 품질은 사용된 셀뿐만 아니라 제조 공정의 일관성, 생산 기술 및 검사 기준에 의해서도 좌우됩니다.

이 기사에서는 h의 전체 제조 공정을 단계별로 안내합니다.고품질 리튬 배터리 팩, 개별 배터리 셀부터 철저한 검증을 거친 완제품에 이르기까지.

1단계: 세포 선별

세포 선별이 왜 중요한가?

같은 생산 배치에 속한 셀이라도 전압, 내부 저항, 용량에 미세한 차이가 있습니다. 서로 일치하지 않는 셀을 조립하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:

• 용량 불균형
• 내부 저항 변동 폭이 더 크다
• 전압 편차 증가
• 수명 단축
• 빈번한 BMS 밸런싱
• 배터리 팩의 조기 고장

일관성을 보장하기 위해, 프리미엄 배터리 제조사들은 조립 전에 자동화된 셀 선별 과정을 거칩니다.

세포 선별 매개변수

각 배터리 셀에 대해 다음 항목에 대한 테스트가 자동으로 수행됩니다:

• 전압
• 내부 저항
• 용량

일반적인 분류 기준은 다음과 같습니다:

• 전압 편차 ≤ 5 mV
• 내부 저항 편차 ≤ 0.5 mΩ
• 용량 편차 ±1%

자격을 갖춘 세포만 다음 생산 단계로 넘어갑니다.

혜택:

• 세포의 균일성 향상
• 더 길어진 주기 수명
• 열 발생 감소
• 배터리 신뢰성 향상

2단계: 레이저 용접

선별 후, 기준에 부합하는 셀들은 서로 연결됩니다.

대부분의 프리미엄 배터리 팩은 기존 스폿 용접 대신 레이저 용접을 사용하는데, 그 이유는 다음과 같은 장점이 있기 때문입니다:

• 더 견고한 용접 이음부
• 열영향부가 더 작음
• 더 높은 수준의 자동화
• 용접 일관성 향상

일반적인 용접 파라미터는 다음과 같습니다:

• 용접 압력: 0.2–0.4 MPa
• 용접 전류: 약 3000 A
• 용접 노겟 직경: 2–3 mm

레이저 용접은 용접 부위의 강도 저하나 용접 누락 위험을 크게 줄여주면서, 팩의 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다.

3단계: 모듈 적재 및 모듈 용접

개별 셀 그룹은 배터리 모듈로 조립됩니다.

이 과정에는 다음이 포함됩니다:

• 모듈 배치
• 압축
• 모듈 연결
• 버스바 용접

주요 품질 관리 항목은 다음과 같습니다:

• 모듈 평탄도
• 모듈 간격
• 압축력
• 용접 정밀도

견고한 모듈 구조는 내진성과 장기 내구성을 향상시킵니다.

4단계: CCS(전류 수집 시스템) 조립

전류 수집 시스템(CCS)은 배터리 팩 전체의 전압과 온도를 모니터링합니다.

CCS에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• 전압 감지선
• NTC 온도 센서
• 신호 커넥터
• 연성 회로 기판

예를 들어

• 12개의 전압 샘플링 지점
• NTC 온도 센서 4개

이러한 신호들은 다음의 목적으로 배터리 관리 시스템(BMS)으로 전송됩니다:

• 셀 밸런싱
• 온도 모니터링
• 과전압 보호
• 저전압 보호

정확한 CCS 설치는 BMS의 정밀한 성능 발휘에 매우 중요합니다.

5단계: 배터리 단자의 레이저 용접

그런 다음 고출력 레이저 장비를 사용하여 양극과 음극 단자를 용접합니다.

대표적인 매개변수로는 다음이 있습니다:

• 레이저 출력: 1500–3000 W
• 용접 속도: 80–150 mm/s
• 용접 침투 깊이: 0.5–1.2 mm

고품질의 단자 용접은 전기 저항을 최소화하고 고전류 방전 능력을 향상시킵니다.

6단계: 배터리 모듈 완성

모든 전기 연결이 완료된 후, 배터리 모듈을 조립합니다.

이 과정에는 다음이 포함됩니다:

• 주택 설치
• 모듈 고정
• 커넥터 설치
• 구조용 체결

이 단계에서는 배터리 모듈의 기계적 강도와 구조적 무결성을 확인합니다.

7단계: 배터리 팩 조립

배터리 인클로저 내부에는 여러 개의 배터리 모듈이 장착되어 있습니다.

기계적 응력을 최소화하기 위해 모듈은 일반적으로 중심에서 바깥쪽으로 설치합니다.

일반적인 조립 사양은 다음과 같습니다:

• 모듈 간격: 약 10 mm
• 조임 토크: 약 15 N·m

올바르게 조립해야만 운송 및 작동 중 배터리 팩이 단단히 고정될 수 있습니다.

8단계: 고전압 버스바 설치

고전압 버스바는 배터리 모듈들을 전기적으로 연결합니다.

주요 조립 요건은 다음과 같습니다:

• 구리 버스바 설치
• 접촉면 처리
• 전도성 코팅
• 토크 제어식 체결

일반적인 사양은 다음과 같습니다:

• 조임 토크: 20–25 N·m
• 접촉 저항: <0.1 mΩ

접촉 저항이 낮으면 발열이 줄어들고, 효율이 향상되며, 배터리 수명이 연장됩니다.

9단계: BMS 설치 및 배선

배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 팩의 두뇌 역할을 합니다.

이 단계에는 다음이 포함됩니다:

• BMS 설치
• 전압 감지 하네스 연결
• 통신 케이블 설치
• CAN/RS485 인터페이스 통합
• 방수 커넥터 설치

케이블을 올바르게 배선하면 다음과 같은 이점이 있습니다:

• 전자기 간섭(EMI) 감소
• 유지보수 간소화
• 장기적인 신뢰성 향상

10단계: 냉각 시스템 설치 (수냉식 배터리 팩용)

에너지 저장 시스템과 전기 자동차에 사용되는 대용량 배터리 팩은 대개 액체 냉각이 필요합니다.

냉각 시스템은 일반적으로 다음으로 구성됩니다:

• 냉각판
• 물 펌프
• 냉각수 배관
• 팽창 탱크

설치가 완료된 후, 냉각 회로에 대해 누설 검사를 실시합니다.

일반적인 시험 조건은 다음과 같습니다:

• 시험 압력: 200 kPa
• 누출률: <0.1 mL/min

이를 통해 배터리 수명 기간 내내 안정적인 열 관리가 보장됩니다.

11단계: 내부 하네스 배선

배터리 팩 내부에서 엔지니어들은 다음을 체계적으로 정리합니다:

• 고압 케이블
• 저전압 케이블
• 통신 하네스
• 전압 감지선
• 냉각 배관

모든 배선은 꼼꼼하게 고정되고 절연 처리되어 있으며, 진동과 마모로부터 보호됩니다.

체계적으로 구성된 내부 레이아웃은 안전성, 신뢰성 및 정비 편의성을 높여줍니다.

12단계: 배터리 팩 밀봉

배터리 케이스는 다음을 설치하여 밀봉합니다:

• 상단 커버
• 고무 개스킷
• 방수 실란트
• 고정 볼트

자동 나사 조임 및 정밀 실란트 도포 기능을 통해 균일한 밀봉 성능을 보장합니다.

13단계: 헬륨 누출 검사

밀봉이 완료되면 배터리 팩은 헬륨 누출 검사를 거칩니다.

이 조사의 목적은 다음 사항을 확인하는 것입니다:

• 기밀성
• 방수 성능
• IP 보호 성능

일반적인 시험 조건은 다음과 같습니다:

• 압력 유지 시간: 60초
• 누출률: ≤50 Pa/min

헬륨 누출 검사는 전기차 및 에너지 저장용 배터리 팩의 장기적인 밀봉 신뢰성을 보장하기 위해 널리 사용됩니다.

14단계: 방수 테스트 (IP67/IP68)

이렇게 완성된 배터리 팩은 이후 방수 검증을 거칩니다.

일반적인 검사에는 다음이 포함됩니다:

• 비 시뮬레이션
• 수중 침수 시험

일반적인 IP67 시험 조건:

• 수심: 1미터
• 침지 시간: 30분

점검 항목은 다음과 같습니다:

• 누수
• 절연 저항
• 기포 감지

IP67 또는 IP68 기준을 충족하는 배터리 팩만 다음 단계로 진행됩니다.

15단계: 최종 라인(EOL) 테스트

생산 라인 최종 검사(EOL)는 가장 중요한 품질 관리 절차 중 하나입니다.

종합 검사에는 다음이 포함됩니다:

• 절연 저항
• 내전압
• 기밀성
• 용량 확인
• 내부 저항
• 충전 상태(SOC) 보정
• 통신 테스트
• BMS 기능 검증

완전 자동화된 EOL 시스템은 모든 배터리 팩이 출하 전에 설계 사양을 충족하도록 보장합니다.

16단계: 용량 및 성능 테스트

배터리 팩은 항온 챔버 내에서 표준화된 충전 및 방전 조건 하에 테스트됩니다.

일반적인 시험 조건:

• 주변 온도: 25 ± 2°C
• 표준 충전/방전 속도

성능 검증에는 다음이 포함됩니다:

• 실제 용량
• 에너지 생산량
• 방전 곡선
• 성능의 일관성

대부분의 제조업체는 측정된 용량이 최소한 정격 용량의 95% 승인 전.

17단계: 레이저 마킹 및 최종 품질 검사

최종 생산 단계에는 다음이 포함됩니다:

• 레이저 마킹
• 일련번호 생성
• QR 코드 라벨 부착
• MES 시스템 등록

이를 통해 다음과 같은 내용을 포함한 완벽한 제품 추적성이 가능해집니다:

• 원자재 추적
• 생산 기록
• 테스트 데이터
• 사후 서비스 이력

최종 외관 검사를 마친 후, 배터리 팩은 포장 및 출하 준비가 완료됩니다.

표준화된 제조 공정이 왜 그토록 중요한가?

고품질 리튬 배터리 팩은 단순히 고급 배터리 셀만으로 결정되는 것이 아닙니다. 이는 모든 생산 단계에 걸친 정밀한 엔지니어링, 자동화된 제조 공정, 그리고 철저한 품질 관리의 결과물입니다.

셀 선별 및 레이저 용접부터 BMS 통합, 방수 밀봉, 최종 라인 테스트, 완전한 추적 가능성에 이르기까지, 각 제조 단계는 배터리 팩의 안전성, 신뢰성, 성능 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

OEM 업체의 경우, 표준화된 생산 공정, 첨단 자동화 시스템, 그리고 포괄적인 품질 검사 시스템을 갖춘 배터리 제조업체를 선정하면 불량률을 낮추고, 제품 성능을 향상시키며, 보증 비용을 절감하고, 시장 경쟁력을 강화하는 데 도움이 됩니다.

문의하기

믿을 만한 곳을 찾고 계신가요? 맞춤형 리튬 배터리 팩 제조업체?

동관 이잔 전자 기술 유한 공사(동관 이잔 전자 기술 유한 공사) ~를 전문으로 합니다 OEM 및 ODM 리튬 배터리 솔루션 전기 자전거, 로봇, AGV, 지게차, 에너지 저장 시스템, 산업용 장비 및 기타 전기 응용 분야에 사용됩니다.

당사가 제공합니다:

• 맞춤형 배터리 팩 설계
• BMS 개발
• 구조적 맞춤 설정
• 국제 인증 지원
• 자동화 제조
• 100% 최종 라인 테스트
• 글로벌 OEM 생산 서비스

맞춤형 리튬 배터리 프로젝트에 대해 상담하고, 당사의 엔지니어링 팀이 귀사의 차기 혁신에 어떻게 힘을 실어줄 수 있는지 알아보시려면 지금 바로 문의해 주십시오.