Vysoce moderní výroba inovativních bateriových systémů

Automobilový průmysl popohání vývoj elektromobility dopředu: Do výroby bateriových systémů se nyní zapojuje i celosvětově působící systémový partner automobilového průmyslu Webasto. Výrobní zařízení dodala společnost KUKA, v celosvětovém měřítku vůdčí odborník v oblasti automatizace v automobilovém průmyslu.

Ekologičnost, šetrnost vůči zdrojům a efektivita – mobilita bude mít v budoucnu zcela novou podobu

„S výrobou baterií otevíráme novou kapitolu“, říká Dr. Hartung Wilstermann, odpovědný za globální obchod s bateriemi ve firmě Webasto. V roce 2016 jsme se rozhodli rozšířit naše produktové portfolio: vedle hlavního obchodu se střešními a tepelnými systémy tento dodavatel pro automobilový průmysl nyní vyrábí také nabíjecí řešení a bateriové systémy pro elektrifikovaná vozidla všeho druhu. „Coby dlouholetý partner automobilového průmyslu spoluutváříme trendy a vývoje v odvětví spolu s našimi zákazníky“, říká Wilstermann. Pro výrobu široké nabídky bateriových systémů bylo ve spolupráci mezi firmami Webasto a KUKA vyrobeno jedno z nejmodernějších zařízení pro výrobu bateriových systémů.

Jsme jedním ze světových lídrů a v rámci našich stávajících obchodních aktivit máme kompetence a znalosti, které hrají důležitou roli zejména pro řešení v oblasti elektromobility. Mezi ně patří rozsáhlé know-how v oblasti termomanagementu, integrace velkých dílů do vozidel a dlouholeté zkušenosti s industrializací.

Dr. Hartung Wilstermann, odpovědný za globální obchod s bateriemi ve firmě Webasto

Ve výrobním závodu Webasto ve městě Schierling v okrese Regensburgv Bavorsku byla už zahájena výroba bateriových packů pro evropského výrobce autobusů. Coby expert na automatizační řešení se společnost KUKA postarala o realizaci a propojení jednotlivých výrobních kroků a bezproblémový výrobní proces ve výrobě bateriových packů pomocí vysoce flexibilní víceproduktové linky.

Firma Webasto navíc využívá své rozsáhlé systémové kompetence s cílem efektivně propojit vlastní produktové segmenty. Vzhledem k tomu, že je výkonnost baterií silně závislá na teplotě, mají baterie od firmy Webasto například obzvlášť dobrý výkon a dlouhou životnost. Kromě výroby individuálně vyvinutých baterií pro zákazníky OEM firma Webasto poskytuje také standardizované a škálovatelné řešení pro užitkové vozy se standardním bateriovým systémem z vlastního vývoje.

Bateriové packy ze závodu firmy Webasto v městě Schierling

Automobilový průmysl prochází největší proměnou ve své historii. Nabídka modelů elektromobilů a hybridních vozidel se výrazně rozšiřuje. Ofenzíva automobilového průmyslu v oblasti elektromobility má dopad i na výrobní procesy: Konvenční výrobní linky pro automobily totiž nejsou přenositelné na výrobu elektrifikovaných hnacích ústrojí. Začátkem roku 2020 spustila firma Webasto výrobu svých standardních baterií. Přibližně každých 15 minut je vyroben jeden bateriový pack. Odborníci společnosti KUKA tento komplexní průběh výroby naplánovali, realizovali a integrovali ve výrobním závodu Schierling.

V rámci naší role specialisty na automatizaci v automobilovém průmyslu už pracujeme na standardizovaných výrobních a montážních řešeních pro efektivní výrobu bateriových packů a bateriových modulů. Společnost KUKA navíc dodává výrobní a montážní linky pro palivové články nebo jejich komponenty.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales ve společnosti KUKA

Zařízení je koncipováno coby víceproduktová linka a umožňuje výrobu různých typů baterií. Každý bateriový pack prochází systematicky propojené výrobní procesy, které se provádí zčásti ručně a zčásti automaticky: Od takzvaného „kittingu“, tj. sestavování komponent potřebných pro montáž baterie, přes přípravu a měření bateriových modulů, automatizované nanášení tepelně vodivé pasty - takzvaného „gapfilleru“, spojení bateriových modulů a bateriového pouzdra, montáž systému řízení baterií až po šroubení víka bateriového pouzdra a testy „End-of-Line“ hotového bateriového packu.

Každý bateriový pack prochází systematicky propojené výrobní procesy

Plně automatizovaná pracovní stanice ve vysoce flexibilní výrobní a montážní lince pro bateriové systémy

KUKA integruje prostorově úsporná zařízení

Baterie je srdcem elektromobilů. Skládá se z mnoha jednotlivých komponentů a elektronických dílů. Montáž a manipulace proto vyžadují vysokou přesnost na omezeném prostoru.

S pomocí bezobslužných transportních vozidel (zkr. AGV) jsou potřebné bateriové komponenty transportovány do jednotlivých výrobních stanic. AGV při tom také slouží jako určitý druh centrálního supermarketu, protože v bočně umístěných zásuvkách dodává také například šablony coby bezpečnostní nástroje a polohovací pomůcku pro ruční obrábění pracovníky. Bezobslužná transportní vozidla zaujímají důležitou úlohu při realizaci prostorově úsporného zařízení. V mobilních vozících, tzv. „trolley“, se zásuvkami přepravují AGV kromě bezpečnostních šablon pro bezpečné provádění ručních výrobních kroků také jednotlivé bateriové díly. Tyto díly se tak nemusí nikde meziskladovat a jsou automaticky k dispozici přímo na správném místě v požadovaném okamžiku. Webasto tím šetří skladovací plochu a předchází křížícím se materiálovým tokům ve výrobní lince.

Postavili jsme se výzvě a provedli efektivní propojení všech potřebných procesních kroků. Našim cílem bylo zjednodušit pracovní procesy ve výrobě bateriových packů a zabezpečit je tak, aby byla co nejvíce snížena potřeba bezpečnostní výbavy pracovníků.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales ve společnosti KUKA

Zabezpečené pracovní procesy ve výrobě baterií umožňuje minimalizaci potřeby bezpečnostní výbavy pracovníků

„Predictive Maintenance“ a sledovatelnost díky sběru a analýze dat

Nové zařízení je nejen prostorově úsporné, ale také transparentní: společnosti Webasto poskytuje přehled procesních dat, jakými jsou například točivé momenty, naměřené hodnoty v rámci elektrických testů a také hodnoty k přezkoumání těsnosti jednotlivých modulů.

Na základě těchto dat lze provádět analýzy a dále optimalizovat výrobní procesy.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales ve společnosti KUKA

Další výhodou sběru dat je sledovatelnost každého jednotlivého dílu, který byl zabudován do bateriového packu. Podle těchto čísel a parametrů, ale také podle sledovatelných uživatelských dat a stavových parametrů samotného výrobního zařízení jsou zajištěny prozíravé a proaktivní předpovědi například o plánovaných údržbách stroje a tedy o tzv. „Predictive Maintenance“, jakož i bezpečnost.