Компания Volts выпускает накопители электрической энергии для квартир и домов. Мы уже бывали на их производственной площадке два года назад — и вот вернулись снова. С первых минут стало ясно, что производство заметно изменилось: появилась собственная ультразвуковая сварка аккумуляторов, автоматическая сортировка ячеек, SMD-монтаж плат управления, уличная версия корпуса и обновленная BMS. То, что раньше обсуждали как перспективу, теперь работает в регулярном режиме.

Мы прошли путь от склада до тестовой зоны и посмотрели, как сегодня собирают накопители Volts — какие решения используют, какие процессы изменили и какие задачи удалось решить за эти два года.

Склад и логистика — от простого учета к управляемому обороту

На складе лучше всего видно, насколько производство стало системным. Два года назад логистика у Volts работала в ручном режиме: комплектующие приходили партиями, их раскладывали вручную, а движение материалов отслеживали в таблицах.

Сейчас склад работает под управлением WMS — системы, которую настроили специально под процессы Volts. Она фиксирует путь каждого компонента: когда он поступил, от какого поставщика пришел, на какой участок ушел и в какой партии оказался. У каждого элемента есть серийный номер, так что любой дефект теперь имеет «имя» и полный цифровой след.

Отдельно выстроена работа с оборачиваемостью комплектующих. В аккумуляторной технике есть элементы со сроком годности, и важно не допускать их залеживания. Для этого применяют ABC-анализ и правило FIFO — First In, First Out: первыми в производство уходят те позиции, которые раньше других попали на склад. Это исключает ситуации, когда клиент случайно получает, например, контактор, пролежавший три года.

В результате склад перестал быть просто местом хранения. Он стал инструментом, который задает ритм сборке и защищает цепочку поставок от сбоев. Если партия ведет себя нестабильно — это видно по данным. Если что-то выходит из строя — историю конкретного изделия можно собрать буквально несколькими кликами, и это позволяет точнее работать с поставщиками и заставляет их внимательнее следить за качеством комплектующих для компании Volts.

Дополнительные фото

Почему производитель перешел на ячейки крупных брендов

На производстве мы видели большие партии ячеек EVE — одного из самых известных мировых производителей. На первый взгляд использование таких компонентов кажется удорожанием, но в аккумуляторных системах это решение дает преимущественно эксплуатационные, а не маркетинговые эффекты.

1. Прогнозируемое качество и стабильность характеристик

Крупные производители — EVE, CATL, CALB и другие — обеспечивают стабильный технологический процесс с минимальными допусками. Для аккумуляторных модулей это критично: чем меньше разброс по напряжению и внутреннему сопротивлению, тем медленнее группы рассинхронизируются в реальной эксплуатации.

Инженеры отмечают, что на длительной дистанции это снижает количество сервисных обращений и повышает надежность систем в целом. У компании есть собственная статистика: значительная часть ежемесячных продаж — это повторные покупки клиентов, уже установивших у себя эти аккумуляторы. Это косвенно подтверждает, что ставка на качество работает.

2. Узнаваемость бренда

Для домашних накопителей важно, чтобы внутри стояли не безымянные ячейки, а компоненты известных брендов. При стоимости установки клиент ожидает увидеть понятные и проверенные элементы. Поэтому переход на крупные компании — это не только про параметры, но и про репутационную прозрачность.

3. Цена вопроса — не такая однозначная

В целом по рынку ценовой разрыв между ячейками крупных производителей и безымянными за последние годы заметно уменьшился. Этому способствуют:

• перепроизводство аккумуляторов в Китае;

• падение стоимости лития после пиковых значений;

• общее увеличение объемов мировых закупок.

У Volts есть и свой частный фактор, который усилил эту тенденцию. Компания наладила прямые контакты с производителями и выезжала делегацией на завод EVE. Переход на прямую работу без посредников заметно улучшил условия поставок.

В итоге разница в себестоимости перестала быть существенной, а плюсов — от стабильности до повторяемости характеристик — стало больше.

Сортировка ячеек — контроль, который определяет ресурс всей батареи

Первый крупный участок, куда нас привели, — автоматическая сортировка аккумуляторных ячеек. Два года назад эту операцию Volts выполнял через подрядчиков, но теперь весь контроль качества проходит на собственном оборудовании.

Станок-сортировщик измеряет два ключевых параметра каждой ячейки:

• напряжение,

• внутреннее сопротивление.

По этим данным аппарат распределяет ячейки на пять групп: четыре рабочие и одну условно «бракованную».

Что такое грейд

В процессе сортировки каждая ячейка получает свой грейд — категорию, зависящую от диапазонов напряжения и внутреннего сопротивления. 

Ячейки одного грейда максимально близки по характеристикам. В накопитель идут только такие группы: это повышает стабильность работы всей батареи и уменьшает разброс параметров между элементами.

Ячейки, которые выходят за внутренние допуски Volts, отправляют на ручную проверку: контролер отдела технического контроля повторно измеряет параметры, фиксирует отклонения и оформляет акт дефекта. Если несоответствие подтверждают, ячейку включают в рекламацию поставщику.

Сортировка решает еще одну задачу — отслеживает стабильность качества каждой партии. Если у производителя все в порядке с техпроцессом, ячеек из пятой группы почти нет, обычно это доли процента. Но рост этой доли сразу настораживает: это сигнал о возможной проблеме с поставкой.

Есть и характерная особенность рынка: дешевые аккумуляторы в китайских онлайн-магазинах часто оказываются именно такими элементами, которые не прошли отбраковку на заводах. В быту они обычно работают нормально, но для модульных систем, где десятки ячеек работают как единое целое, уже не подходят.

Интересная деталь: по словам сотрудников производственной площадки, за два года через их сортировочное оборудование прошло более миллиона ячеек. Из всего объема отклонения выявили только у 156 штук. Эти ячейки завод изготовитель заменил по акту практически сразу и без разбирательств.

Клеевые операции и сборка — как формируют корпус батарейного модуля

После участка сортировки мы перешли в зону механической сборки — здесь ячейки превращаются в жесткий модуль, который затем отправляют на сварку.

Формирование блока: почему без клея не обойтись

Цилиндрические ячейки сами по себе не образуют жесткую конструкцию. Когда элементов 208 штук, им нужна матрица — внешняя форма, которая удерживает их и задает необходимую жесткость. Volts использует систему на основе ABS-пластиковых сот и клеевого состава. Матрицу изготавливают на автоматизированных ЧПУ-станках по собственным чертежам, под конкретную конфигурацию модуля и с высокой точностью. Сам пластик обладает высокой пластичностью, что снижает риск разрушения или деформации конструкции при падении аккумулятора во время перевозки или эксплуатации.

После установки ячеек матрица проходит через автоматический дозатор. Машина наносит клей строго по заданной траектории: это обеспечивает точную дозировку, одинаковую толщину слоя и отсутствие лишнего клея на ячейках.

Ручное нанесение здесь не подходит — слишком велик риск перебора и последующего расползания материала по корпусу.

Клей формирует монолитность блока. Без него ячейки могли бы смещаться при транспортировке, вибрации или при циклическом расширении во время работы аккумулятора. Сам состав подобран и доработан специально под задачи модулей Volts: ничего необычного в нем нет, но процесс подбора шел вокруг скорости схватывания и качества соединения, пока не нашли оптимальный баланс.

Сколько сохнет модуль

После нанесения клея модуль выдерживают 24–36 часов — за это время материал набирает прочность, и геометрия блока стабилизируется.

Клеевые операции для дверцы и стекла

Отдельно нам показали участок, где стекло приклеивают к металлической дверце корпуса. Здесь клей тоже наносится дозатором, но уже вручную. Затем стекло и дверцу зажимают струбцинами и выдерживают сутки. Сцепление получается настолько прочным, что при ошибке сборки стекло приходится разбивать — иначе отделить его невозможно.

Дополнительные фото

Ультразвуковая сварка — почему выбран именно этот метод

После выдержки модули поступают на участок ультразвуковой сварки. Здесь сотни цилиндрических ячеек превращаются в единый аккумуляторный блок. Два года назад эту операцию Volts выполнял через подрядчиков, но теперь процесс перенесен внутрь компании — на собственное оборудование и под собственный контроль.

Сама технология выглядит так: свариваемые поверхности фиксируют механически, после чего на них опускается ультразвуковая головка. Она разрушает оксидные пленки, вызывает пластическое соединение металлов и формирует прочный контакт на атомном уровне — без плавления и потери свойств материала. Благодаря этому корпус ячейки не нагревается и не деформируется.

Для сравнения: при классической точечной сварке зона соединения оказывается под сильным сжатием, а температура в точке достигает 700–1200°C. Такой нагрев может вызвать ускоренную деградацию и повреждение изолятора, и визуально это невозможно обнаружить без вскрытия ячейки. Ультразвуковая сварка таких рисков не создает.

После каждой точки станок проверяет качество соединения. Если появляются отклонения, оборудование подает оператору звуковой сигнал — точку возвращают на повторную обработку.

Почему пришлось локализовать сварку

Когда Volts пытался наладить выпуск модулей через китайские контрактные линии, возникла неожиданная проблема: подрядчики не хотели работать с ультразвуковой сваркой. Для цилиндрических ячеек этот метод требует более высокой культуры производства. В массовом сегменте его считают слишком трудоемким и дорогим, поэтому там чаще используют электрическую точечную сварку или даже механические клепки — быстрее, проще и менее требовательно к процессу.

Именно поэтому эту операцию пришлось перенести внутрь компании и строить техпроцесс самостоятельно.

Почему именно ультразвук — опыт мировых лидеров

Ультразвуковую сварку аккумуляторов используют крупные производители, которые собирают модули с большим количеством параллельных ячеек — Tesla, Nissan и несколько других компаний. Причины выбора у всех одинаковые:

• минимальный нагрев ячейки;

• стабильное сопротивление точки контакта;

• предсказуемость результата при массовом производстве;

• механическая стабильность соединения при циклических нагрузках;

• широкая совместимость с разными материалами шин: алюминием, медью, серебром, золотом.

Именно на этот опыт Volts и ориентировался при выборе технологии.

Почему алюминий, а не медь

Логичный вопрос — если важна проводимость, почему не использовать медные шины? Здесь нужно учитывать сразу несколько факторов:

• Стоимость. Медь значительно дороже, и модуль на медных шинах обошелся бы заметно дороже.

• Материал. Под словом «алюминий» в реальности скрывается высокопрочный алюминиевый сплав: он имеет низкое сопротивление, хорошо сваривается и сохраняет стабильные характеристики после обработки.

• Масса. Алюминий легче — это важно, когда в корпусе собирают шесть модулей.

• Технологичность. Текущий процесс сварки настроен именно под алюминий; для меди техпроцесс пришлось бы перестраивать.

Если когда-нибудь появится задача собирать модули с более высокими токами, переход на медь возможен. Но сейчас такой необходимости нет — выбранный сплав полностью закрывает требования по току и надежности.

Лазерная зачистка перед сваркой

Перед сваркой лазер снимает тонкую оксидную пленку с поверхности ячейки. Толщина этого слоя микроскопическая, а тепловое воздействие на элемент минимальное. Производители цилиндрических ячеек изначально учитывают подобные операции при выборе материалов корпуса, поэтому при соблюдении технологии такая зачистка остается безопасной.

Дополнительные фото

Безопасность аккумуляторного модуля — как контролируют поведение ячеек

Заряженный накопитель — это большое количество энергии, и любые неисправности могут привести к серьезным последствиям. Поэтому защита ячеек — одна из самых важных тем на производстве. Рассмотрим, как это реализовано.

Проволочный «предохранитель» — локальная защита от КЗ

Ячейку не подключают к шине напрямую: между ними приваривают тонкую алюминиевую проволоку. Она работает как плавкая вставка. Если ток через ячейку по какой-то причине превышает допустимый уровень, перегорает именно эта проволока — самое слабое звено цепи. Соединение разрывается, а модуль продолжает работать, лишь незначительно теряя емкость.

Почему это важно

В аккумуляторных модулях ячейки сначала объединяют параллельно, чтобы увеличить выходной ток, а затем группы соединяют последовательно, чтобы получить нужное напряжение.

Если в одной ячейке возникает внутреннее короткое замыкание, ток в нее начинает течь от всех параллельно подключенных элементов. Это быстро разогревает поврежденную ячейку и может привести к аварии. Простая плавкая перемычка на этом уровне снимает риск.

Свободное пространство для сброса давления

На корпусе цилиндрической ячейки есть предохранительный клапан. В нештатной ситуации внутри элемента может образоваться газ, давление растет, и клапан должен его стравить. Для этого ему нужно пространство.

В модулях Volts над клапаном оставляют технологическое отверстие и около двух миллиметров свободного зазора. Благодаря этому клапан работает так, как задумано конструкторами, и ячейка сбрасывает давление без помех.

Откуда газ внутри ячейки, и что такое дендриты

При неправильной эксплуатации литий-ионных аккумуляторов внутри ячейки — между анодом и катодом — могут образовываться выросты из металлического лития. Эти структуры называют дендритами. Они растут через поры сепаратора и в какой-то момент способны вызвать внутреннее короткое замыкание.

Замыкание разогревает электролит, и внутри ячейки образуются газы. Поскольку производитель не может гарантировать, что аккумулятор всегда используют корректно, он закладывает на такой случай предохранительный клапан..

Свободное пространство между ячейками

В модулях Volts ячейки размещают не вплотную — между ними оставляют небольшой зазор. Это решает сразу две задачи:

• улучшает естественную конвекцию воздуха внутри блока и стабилизирует температурный режим ячеек;

• снижает риск распространения тепла в случае аварии отдельной ячейки.

Испытания, которые проводит производитель

Инженеры рассказали, что компания проводила испытания с имитацией пробоя корпуса — в том числе «копьем».

Результат совпал с расчетной моделью:

• клапаны открываются;

• проволочная перемычка перегорает;

• модуль остается рабочим.

Такие тесты показывают, как система ведет себя при редких, но потенциально опасных сценариях, и подтверждают, что защитные механизмы работают так, как задумано.

Платы управления

Следующий участок — электроника. Раньше платы заказывали у подрядчиков, а теперь производят собственными силами.

Почему ушли от подрядчиков

При небольших партиях заказные платы получаются дорогими. Если входной контроль их не принимает, сама рекламация и процесс переделки растягиваются на недели. При собственном производстве этих задержек нет: можно быстро внести правку, собрать новую версию и проверить ее на месте.

Ремонт плат

Во время экскурсии мы спросили, имеет ли ремонт экономический смысл. Многие компании предпочитают просто списать плату и поставить новую.

Здесь подход другой: платы ремонтируют, и опыт показывает, что это действительно оправданно.

Платы не слишком сложные, ремонт обычно сводится к замене отдельных компонентов. Объемы производства пока небольшие, и экономия на полном списании не столь значительна. Поэтому восстановление рабочей платы оказывается быстрее и дешевле, чем замена на новую.

Дополнительные фото

BMS и архитектура управления — что изменилось внутри аккумуляторного модуля

Самое заметное изменение в электронике за последние два года — переход на новую BMS.

Что такое BMS и зачем она нужна

BMS (Battery Management System) — это система управления аккумулятором. Она измеряет параметры ячеек, контролирует их температуру, управляет токами заряд–разряд и отвечает за безопасность. По сути, это «мозги» модуля.

Раньше использовали BMS от JBD, теперь работают с Daly. Это не просто схема «поставщик–покупатель» — компании взаимодействуют как технологические партнеры, и Daly адаптирует свои решения под задачи производителя. Посмотрим, что это дало.

Активный балансир вместо пассивного

Балансиры бывают пассивные и активные, и разница между ними принципиальная.

Пассивный балансир

• работает малыми токами, около 300 мА;

• выравнивает группы, рассеивая лишнюю энергию в тепло;

• не позволяет гибко настраивать алгоритм.

Он прост, но на этом его достоинства заканчиваются.

Активный балансир

• работает токами порядка 1 А;

• передает заряд от более заряженной группы к менее заряженной;

• не теряет энергию;

• позволяет настраивать параметры работы.

Для модулей с большим количеством параллельных групп активная балансировка продлевает срок службы и снижает разброс характеристик.

Распределенная термометрия

В новой архитектуре датчики температуры распределены по всему модулю.

Это дает системе более точную картину: BMS понимает, какие зоны нагреваются сильнее, и может корректировать режим работы.

Температурная равномерность важна не только для безопасности — литий-ионные ячейки дольше служат при узком диапазоне температур.

Долгое хранение

Новая BMS умеет уходить в режим низкого потребления. За счет этого модуль может долго лежать в консервации с минимальной просадкой, рассчитанной на безопасное хранение.

Функциональные возможности новой BMS

Помимо балансировки и термометрии Daly BMS добавила новые способы связи и диагностики:

• Wi-Fi — для первичной настройки и доступа к параметрам;

• Bluetooth — для локальной конфигурации без кабелей;

• межмодульная связь — возможность объединить несколько модулей в общую систему;

• расширенные протоколы обмена — больше телеметрии, гибче управление инвертором и диагностикой.

По словам инженеров, такая связность стала основой для дальнейшего развития программного стека накопителя. Система постепенно уходит от отдельных независимых блоков к единому источнику энергии, где модули работают согласованно.

Дополнительные фото

Уличный корпус — не только домашние модули

На экскурсии нам показали направление, которого два года назад не было вовсе: наружное исполнение накопителя, рассчитанное на работу вне помещений.

Зачем это нужно?

Запросы заметно изменились:

• не у всех есть место в помещении под аккумулятор;

• фермерские хозяйства и предприятия предпочитают уличные решения;

• при реконструкции домов проще поставить блок снаружи, чем переделывать электрику внутри.

Поэтому разработали накопитель, который может работать на улице круглый год. Он размещен в шкафу с повышенной степенью защиты по IP и оснащен компактными кондиционером и нагревателем.

Первые пилоты

Сейчас собрано и установлено первые десять таких накопителей — пилотные проекты для заказчиков, готовых тестировать новое оборудование и давать обратную связь. Модули работают в разных климатических условиях, по ним собирается статистика. На основе этих данных дорабатывают и начинку, и внешний облик уличного корпуса.

Мини-накопитель — экспериментальный модуль, который расширяет сценарии использования

Одним из самых необычных устройств, которые нам показали на экскурсии, стал прототип мини-накопителя. По сути, это тот же аккумуляторный модуль, только в уменьшенном форм-факторе. Он может работать в двух сценариях: как переносной источник энергии — своего рода «пауэрбанк» для поездок и пикников, и как часть домашнего накопителя, подключаясь к нему и работая совместно с основными модулями.

Степень готовности

Пока это только прототип. Существует несколько вариантов его архитектуры, и ни один еще не довели до финального состояния. Сейчас команда проверяет:

• насколько удобен такой форм-фактор;

• какие сценарии реально востребованы;

• как часто модуль будут снимать и переносить;

• сохраняет ли он ресурс при такой эксплуатации.

Тестовая зона

Финальный этап производства перед упаковкой и отправкой заказчику — тестовая зона. Здесь каждый модуль проходит полный цикл проверки: электрические испытания, термоконтроль и нагрузочные тесты. Производитель тестирует 100% своей продукции.

Полный цикл: заряд, разряд, повторение

Тест длится около 16 часов и показывает, как модуль ведет себя под нагрузкой. За это время он проходит несколько этапов:

• заряд до целевого напряжения;

• разряд под заданной нагрузкой (для этого используют тепловые пушки);

• повторный заряд;

• контрольные измерения емкости и поведения ячеек;

• сверку данных BMS.

В зоне также есть отдельный участок, где проверяют:

• АВР (автоматический ввод резерва);

• инвертор;

• управляющую плату.

Это позволяет тестировать не только сами модули, но и всю систему в сборе. Такой подход помогает обнаружить ошибки, которые не проявляются при раздельных испытаниях.

Дополнительные фото

Интеграция с Wiren Board — зачем использовать WB-MAP3E

Когда мы дошли до щита с автоматикой, увидели знакомый измерительный модуль — WB-MAP3E. Он измеряет параметры электрического питания на вводе: напряжения, токи, коэффициенты мощности и другие сетевые показатели. Эти данные нужны системе, чтобы понимать состояние входной линии и определять момент, когда стоит отключиться от сети и перейти на автономное питание.

Заключение

Экскурсия показала, что за два года производство заметно изменилось. Компания ушла от подрядчиков и перестроила ключевые участки: сортировку ячеек, сварку модулей, сборку и ремонт плат. Многие операции теперь выполняют внутри, а вместе с этим появились новые продукты и обновленная архитектура управления.

Главное впечатление — производство стало более зрелым. Приятно видеть, когда развитие происходит через последовательные инженерные обновления этапов производства.