中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年全球鎳氫電池出貨量預(yù)計(jì)突破38億支，年增9%，其中極片焊接質(zhì)量直接決定電池內(nèi)阻與循環(huán)壽命。最新落地的極片自動(dòng)焊接生產(chǎn)線交出數(shù)據(jù)：采用S7-200 PLC集中控制后，單件節(jié)拍0.8秒，焊接精度±0.02 mm，廢品率由人工3%降至0.5%，40點(diǎn)I/O+2路高速脈沖方案讓20萬片/月產(chǎn)能釋放不再依賴熟練工，為鎳氫電池高端應(yīng)用掃清制造瓶頸。

  一、鎳氫電池極片焊接痛點(diǎn)：人工節(jié)拍2.2秒、廢品率3%，泡沫鎳三層復(fù)合結(jié)構(gòu)難定位

  《2025-2030年中國鎳氫電池行業(yè)發(fā)展趨勢及競爭策略研究報(bào)告》指出，傳統(tǒng)手工焊接面臨泡沫鎳-涂層-基材三層錯(cuò)位、鋼條定位不準(zhǔn)、焊點(diǎn)間距漂移等問題，單件平均節(jié)拍2.2秒，廢品率常年3%;一旦焊穿泡沫鎳，整支鎳氫電池內(nèi)阻飆升，拉低成組一致性，急需自動(dòng)化方案替代。

  二、鎳氫電池PLC硬件方案：40點(diǎn)I/O+2×20 kHz脈沖，24 V全隔離驅(qū)動(dòng)19只氣缸

  主機(jī)選用S7-200系列，本體24 DI/16 DO，擴(kuò)展32 DI/32 DO模塊，總計(jì)滿足51只傳感器與19只氣缸信號;Q0.0、Q0.1兩路獨(dú)立20 kHz高速脈沖分別控制點(diǎn)焊與超聲波焊伺服，定位精度0.001 mm，極片托盤進(jìn)給誤差<±0.02 mm，硬件成本較運(yùn)動(dòng)控制卡節(jié)約約30%。

  三、鎳氫電池動(dòng)作流程：7步順序控制+3只步進(jìn)送料，互鎖網(wǎng)絡(luò)防呆100%

  送料機(jī)械手→點(diǎn)焊托盤→超聲波焊托盤→收料槽，7步順序?qū)懭虢Y(jié)構(gòu)化梯形圖;每步以“上/下、左/右、前/后”6只接近開關(guān)組合判定到位，T40、T41定時(shí)器強(qiáng)制節(jié)拍，M標(biāo)志位自鎖，確保前一步未結(jié)束下一步無法啟動(dòng)，現(xiàn)場調(diào)試0次撞機(jī)，順序控制契合度>99%。

  四、鎳氫電池脈沖分配：2路PTO分時(shí)復(fù)用5臺電機(jī)，中間繼電器互鎖省2000元模塊

  送料槽、收料槽、鋼條槽3臺步進(jìn)電機(jī)無需同時(shí)運(yùn)行，通過中間繼電器互鎖把2路PTO擴(kuò)展為5軸控制，節(jié)省2只專用脈沖模塊(約2000元/只);SMB67控制寄存器、SMW168設(shè)定周期、SMD72寫入脈沖數(shù)，PTO模式位置閉環(huán)，托盤重復(fù)定位精度±0.015 mm，鎳氫電池焊點(diǎn)間距誤差控制在±0.05 mm以內(nèi)。

  五、鎳氫電池軟件亮點(diǎn)：通用動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)+脈沖輸出，維保人員30分鐘上手

  復(fù)位、基礎(chǔ)動(dòng)作、脈沖輸出三大網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立封裝;維修模式M9.6點(diǎn)動(dòng)鎖定，調(diào)試時(shí)可單步執(zhí)行;更換伺服或傳感器后，只需修改脈沖數(shù)與定時(shí)器預(yù)設(shè)，無需重新布線，現(xiàn)場維保30分鐘即可掌握，產(chǎn)線換型時(shí)間由4小時(shí)壓縮至45分鐘。

  六、鎳氫電池質(zhì)量結(jié)果：0.8秒節(jié)拍、±0.02 mm精度、廢品率0.5%，月產(chǎn)能20萬片

  鎳氫電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)布局分析指出，連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月統(tǒng)計(jì)：單件節(jié)拍0.8秒，日產(chǎn)能7000片;焊接拉力測試平均值18.5 N，CpK 1.67;廢品率穩(wěn)定0.5%，較手工線下降2.5個(gè)百分點(diǎn);按20萬片/月計(jì)算，年減少報(bào)廢約6萬片，直接節(jié)約材料費(fèi)約120萬元。

  總結(jié)

  在鎳氫電池高端化、差異化競爭愈演愈烈的當(dāng)下，極片焊接不再是簡單的“點(diǎn)焊+超聲”組合，而是靠S7-200 PLC把40點(diǎn)I/O、2路高速脈沖、19只氣缸、51只傳感器整合成0.8秒節(jié)拍、±0.02 mm精度、廢品率0.5%的硬核產(chǎn)線;硬件成本下降30%，維保門檻降低90%，為2025年鎳氫電池產(chǎn)能擴(kuò)張?zhí)峁┝艘粭l可復(fù)制、可快速落地的自動(dòng)化捷徑。

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