21.03.2024 BMW представила концепт Vision Neue Klasse X, первую электрическую модель  в сегменте SAV, основанную на архитектуре Neue Klasse.

BMW не разглашает в пресс-релизе подробности про аккумуляторы. Но подтверждает в Neue Klasse переход от призматических ячеек к цилиндрическим, плотность энергии которых более чем на 20% выше.

В седанах (таких как концепт Vision New Class, представленный осенью 2023) используется 4895 ячеек диаметром 48 мм и высотой 95 мм. В кроссоверах Vision New Class X используются элементы 48120, высота которых составляет 120 мм.

При использовании 800-вольтовой системы зарядная мощность значительно превышает 200 кВт. Запас хода в 300 километров можно пополнить за 10 мин.

В октябре 2023 BMWGroup выложили у себя на YouTube канале видео “как на пилотной линии производится круглый аккумулятор нового поколения для Neue Klasse”. Его просмотрел и разобрал посекундно Rafal Biszcz. Приводим его наблюдения.

00:01 На этом кадре мы видим катушку анодного электрода. Электрод в целом намотан хорошо, но есть несколько моментов, привлекающих внимание.

A. Это желтая лента, которая используется для обозначения дефектов, чтобы намотчик мог выбросить этот участок электрода. Однако этот тип ленты указывает на то, что система маркировки на продольно-резательной машине работает неправильно, поскольку эта желтая лента наносится вручную. Видео, вероятно, было снято на самом раннем этапе этого процесса, поэтому к сегодняшнему дню оно, вероятно, исправлено.

B. Четкое различие между слоями указывает на то, что сеть была разорвана и была соединена оператором вручную. Этот электрод сломался два раза. В нормальном, стабилизированном производстве поломка электрода устройства для нанесения покрытий, каландрирования или продольной резки должна происходить не чаще одного раза в неделю.

С. Это явный след столкновения катушки с электродами с чем-то во время транспортировки.

00:02

D. Если фольга коллектора сморщена, это означает, что внутри фольги имеется большая нагрузка. Это затрудняет перенос с рулона на рулон, поскольку электрод движется в поперечном направлении и его необходимо постоянно корректировать с помощью направляющей полотна.

00:03

E. Здесь мы видим изделие крупным планом, BMW использует обработанную заклепку для своих аккумуляторов. Обработанные рифленые детали имеют высокое качество и жесткие допуски, но они значительно увеличивают конструкцию аккумулятора. При серийном производстве это не так важно, но при массовом производстве на счету каждая мелочь.

F. Здесь мы видим, что отделка банки далека от совершенства. По окружности имеются острые края, которые могут привести к появлению царапин и образованию металлических частиц на производственной линии.

00:04

G. Указан тип используемого оборудования, т.е. конкуренты могут просто копировать решения. Иногда на странице производителя оборудования можно найти дополнительную информацию о конкретном процессе.

H. Здесь мы видим, что у щелевой матрицы проблемы с равномерным покрытием электрода. При перемещении щелевой матрицы к фольге процесс нанесения покрытия должен начинаться сразу по всей ширине. Здесь это не так. Первопричиной может быть неправильная регулировка зазора шлицевой матрицы, неровный слой покрытия с другой стороны (если это второй слой) или даже неправильная конструкция или плохое качество шлицевой матрицы.

I. Этот элемент представляет собой микрометрический винт, используемый для регулировки зазора кромки пазовой матрицы. Из этого видео мы можем определить:

• Что BMW не пожалела денег на свое оборудование, поскольку микрометрические винты намного дороже, чем просто болты.
• Положение винтов сильно различается.
• Количество винтов, которое может помочь нам при проектировании/заказе собственной матрицы.

J. Здесь мы видим остатки суспензии на шланге катода. Остатки также можно увидеть на винтах микрометра. Это дает нам информацию о том, что на этой линии присутствуют утечки, что недопустимо, но с учетом пункта F – начинает указывать на то, что на этом объекте не обеспечивается надлежащая техническая чистота.

00:05

К. Здесь мы видим, что система подъема банок работает некорректно, т.к. вакуумные насадки всасывают банки не симметрично. Из-за этого банки наклоняются в одну сторону, что приводит к столкновению с остальными банками в лотке. Здесь острые края, упомянутые в пункте F, приводят к появлению царапин и, как следствие, к образованию металлических частиц.

00:08

L. Здесь мы видим, что BMW использует QR-коды на ленте, чтобы обеспечить отслеживание. Данные, хранящиеся в облаке, позволяют отслеживать материал, по крайней мере, до процесса нанесения покрытия. Опять же – BMW показывает, что на качестве не жалеют денег.

М.  Здесь мы видим процесс вставки рулона электродов в банку/корпус, который спроектирован очень плохо. Ось рулона не совпадает с осью банки и при вставке она сталкивается. Более того, рулон практически свободно падает, что приводит к активному растрескиванию материала при ударе.

00:12

N. Здесь мы снова можем увидеть точную информацию об используемом диагностическом инструменте.

O. Здесь мы видим, что ячейка закрыта с помощью механического обжатия, в отличие от Tesla GEN 2, где для закрытия ячейки используется лазерная сварка. Стоит отметить, что Tesla использовала обжимку с GEN 1, но от этого отошла.

P. Здесь мы видим конструкцию той части крышки, которая соприкасается с соплом для заливки электролита. Это дает подсказку о том, какой тип насадки использовать с этой конкретной ячейкой.

Вопрос. Здесь мы видим закрывающий штифт ячейки. Это не так-то просто оценить, но автор предполагает, что закрывающий штифт фиксируется механически, а не лазером.

R. Здесь мы видим, что BMW использует операцию отбортовки, которая типична для форматов 18650 или 21700, но она не использовалась Tesla с их GEN 1 4680. Отбортовка помогает удерживать рулон на месте, но эта операция уменьшает пространство, которое может быть занято рулоном. Это немного снижает плотность энергии, как объемную, так и весовую.

00:14

S. Здесь мы видим, что BMW в очередной раз не жалеет денег на свое оборудование, ведь эта намоточная машина оснащена так называемой мини-системой, которая поддерживает избыточное давление внутри рабочей камеры и фильтрует поступающий воздух с помощью HEPA-фильтров. Видимый сверху BFU – блок выдувного вентилятора. С первого взгляда можно сказать, что использованная намоточная машина представляет собой оборудование высшего класса.

Т. Можно увидеть количество дефектных рулонов электродов в ящике.

00:16

U. Здесь мы видим, что этот захват поцарапан – либо при установке, либо во время процесса. Каждое механическое повреждение детали должно привлекать внимание, поскольку оно может указывать на проблемы в процессе. Царапины на металле также приводят к образованию металлических частиц.

V. Здесь в очередной раз мы видим плохой контроль за технической чистотой процесса. В этом самом клипе мы видим, как образуется большой металлический осколок!

Образование металлических частиц – самое опасное явление при производстве литий-ионных аккумуляторов!

00:17

X. Здесь мы видим коробку, полную дефектных рулонов электродов. Подобные изображения помогают оценить производительность линии.

Предположим, что:

• это производство работает 24 часа;
• скорость намотки 15 лист/мин;
• готовность намоточного устройства составляет 50% (по ряду причин, связанных с пробными запусками).

Это означает, что данная намоточная машина производит 5400 рулонов в сутки. В коробке X примерно 70 ячеек и еще 5 в ящике для дефектных рулонов в намоточной машине.

75/5400*100% = 1,39% процента дефектов. Конечно, это только предположения.

00:21 a

Y. Здесь вы можете увидеть очень хитрую конструкцию шайбы для рулонов. Автор бы добавил слой тефлоновой ленты, на всякий случай, чтобы не соприкасаться с металлической поверхностью. Но если дизайн умный и инновационный, вы можете рассчитывать, что кто-то скопирует его у вас, и вы потеряете свое конкурентное преимущество.

00:21 b

Z. Здесь мы еще раз видим, какая система технического зрения используется на намоточной машине.

AA. Здесь мы видим MAC-адрес устройства.

AB. Здесь мы видим, какой протокол передачи данных используется – Profinet, а это значит, что для этого оборудования используются ПЛК Siemens.

AC. Здесь мы можем увидеть, какие типы дефектов обнаруживает система технического зрения. Это основное ноу-хау процесса, которое может подготовить вас к тому, какие типы дефектов можно ожидать.

00:23

AD. Здесь мы видим пятно, оставленное электролитом. Это указывает на наличие утечек во время заливки электролита.

AE. Здесь мы видим глубокие царапины на поверхности банки. Это должно быть предупреждающим знаком о том, что контроль над процессом отсутствует, и особенно следует пересмотреть логистическую сторону процесса.

Автор признает: этот процесс от BMW выглядит неплохо. В целом я думаю, что по уровню производственного совершенства немцы догонят китайцев и корейцев. При этом он рекомендует заботиться о защите своего ноу-хау – производственного процесса.

Про коммерческую тайну. В Нью-Йорке двум мужчинам Klaus Pflugbeil и Yilong Shao предъявлено обвинение в попытке продать коммерческую тайну аккумуляторов Tesla. В случае признания виновным Klaus Pflugbeil грозит до 10 лет тюремного заключения. Yilong Shao все еще на свободе.