Flexibilita ve výrobě baterií

Firma ElringKlinger, jeden z celosvětově vedoucích systémových partnerů automobilového průmyslu, automatizuje výrobu bateriových modulů. Firma KUKA pro tento účel vyvinula plně automatizované zařízení.

Baterie: Srdce každého elektromobilu 

Pomocí výrobního zařízení včetně všech kontrolních procesů má být vyráběno asi 300 000 bateriových modulů ročně. Tyto moduly se budou používat především v elektromobilech. Bateriové moduly jsou ovšem koncipovány i pro použítí i v jiných aplikačních oblastech.  

Modulární a plně automatizovaná linka na výrobu bateriových modulů

Od podzimu 2020 se mají bateriové moduly vyrábět na plně automatizované výrobní lince v závodu Thale firmy ElringKlinger. Elektromobilita představuje nový obchodní segment s vysokou strategickou důležitostí pro firmu ElringKlinger. Jako jeden z prvních aktérů na německém trhu investuje podnik do velkoobjemové a plně automatizované linky na výrobu modulů. 

Prostřednictvím námi vyvinutého bateriového modulu vstupujeme vědomě na nové pole působnosti. Úzce propojený vývoj a industrializace produktu nás neodvratně staví před nové technické výzvy.

Mark Laderer, Director Production Battery Technology & E-Mobility ve společnosti ElringKlinger
Výroba bateriových modulů

Výroba bateriových modulů ve čtyřech krocích

Zařízení je rozčleněno do čtyř hlavních částí. V první části jsou bateriové články testovány a připravovány k montáži. Ve druhé části zařízení je z jednotlivých bateriových článků vyráběn takzvaný surový modul. V tzv. „snubním zařízení“ k tomu účelu dochází ke sloučení článků do stohu, takzvaného „stacku“. Tento stoh je slisován spolu s tlačnými deskami, které jsou umístěny na koncích stacku, a kotevními prvky, které jsou umístěny po stranách bateriových článků. Pomocí komplexního laserového systému a laserové optiky vedené průmyslovým robotem KUKA typu KR240 jsou kotevní prvky navařeny na tlačné desky článkových stohů, čímž vzniká základní modul. V závislosti na požadavku je spojeno dvanáct až čtyřiadvacet bateriových článků v jediný bateriový modul.  

Ve třetí části zařízení jsou bateriové moduly elektricky propojeny a měřeny. K tomu účelu je systém kontaktování článků nasazen a metodou sváření propojen s kontakty každého jednotlivého bateriového článku. Zvláštní výzvou jsou při tom velmi omezené tolerance dílů a spojů a také mimořádné požadavky na laserové kontaktní svařování, protože se v tomto případě musí při minimální intenzitě tepla spolehlivě vytvářet velká kontaktní plocha. Technologie svařování laserem má výhodu, že pracuje bezkontaktně a bez využití síly, a je při tom rychlá, přesná, dobře ovladatelná a bez opotřebení. Optimální výsledek kontaktování zajišťuje aplikovaná optika laserového skeneru, která umožňuje flexibilně vytvářet geometrii svarů.

Ve čtvrté a poslední části zařízení dochází k automatizované elektrické a mechanické závěrečné zkoušce bateriových modulů. Zkoušeny jsou mimo jiné izolační hodnoty na dielektrickou pevnost až pěti kilovoltů. Touto zkouškou je zajištěna ochrana osob a předmětů proti elektrickým přeskokům a svodovým proudům. Následně je bateriové pouzdro uzavřeno tepelně nýtovaným krytem, aby byl bateriový modul bezkontaktní a chráněn proti prachovým částicím. Na konec se na bateriový modul laserem gravíruje kód datové matice, který umožňuje jednoznačnou identifikaci bateriového modulu.

Modulární konstrukce pro flexibilitu ve variantách modulů

Zvláštností zařízení je jeho modulární konstrukce, jež zaručuje flexibilitu výroby. „Modulární konstrukce pro nás byla obzvlášť důležitá, abychom měli možnost reagovat na příslušná přání zákazníků rychlým a nekomplikovaným způsobem“, říká Mark Laderer. Je možné vyrábět různě velké bateriové moduly ve formátu PHEV2 s dvanácti až čtyřiadvaceti bateriovými články na každou jednotku. Navíc je možné zvolit různé způsoby propojení jednotlivých bateriových článků uvnitř bateriového modulu.

Příprava bateriových článků

Našim cílem je poskytnout menším zákazníkům hotový produkt již ustáleným koncernům individuální řešení – linka od firmy KUKA nám umožňuje obojí.

Mark Laderer, Director Production Battery Technology & E-Mobility ve společnosti ElringKlinger

Traceability pro úplnou zpětnou sledovatelnost

Další pozornost věnoval profesionál v oblasti automatizace tématu Traceability: Každý díl zabudovaný do modulu je přiřazen ke koncovému produktu spolu s procesními parametry. Zákazník si tak může i po letech prohlédnout, jaké komponenty byly zabudovány do bateriového modulu a jaké kroky byly v rámci výrobního procesu uskutečněny. Kromě toho je v rámci výrobního procesu možné chyby rychleji identifikovat a procesy snadno optimalizovat. „Výroba bateriových modulů je mnohem více nežli pouhé mechanické sestavování jednotlivých dílů“, vysvětluje Max Fluhrer, vedoucí projektů v oblasti Battery Solutions ve firmě KUKA. 

Zařízení musí být schopné individuálně reagovat na kvalitu šarže, umožňovat konfiguraci produktu a zajišťovat zmíněnou stoprocentní zpětnou sledovatelnost. Jsme hrdí, že firma ElringKlinger pro tento náročný úkol vybrala právě nás za svého partnera.

Max Fluhrer, vedoucí projektů v oblasti Battery Solutions ve firmě KUKA

Nastavení cookie OK a objevovat KUKA

Tato webová stránka používá soubory cookie (více informací), aby Vám byl k dispozici optimální servis také on-line. Pokud naši webovou stránku dále používáte, aktivují se pouze technicky nezbytné cookies. Pokud kliknete na „OK a objevovat KUKA“, vyjadřujete svůj souhlas s použitím marketingových cookies. Kliknutím na „Nastavení cookie“ můžete zvolit, jaké cookies budou aktivovány.

Nastavení cookie