Elastyczność w produkcji akumulatorów

ElringKlinger, jeden z wiodących na świecie partnerów systemowych w przemyśle samochodowym, automatyzuje produkcję modułów akumulatorów. Firma KUKA stworzyła w tym celu odpowiednią, całkowicie automatyczną linię produkcyjną.

Akumulator: Serce pojazdu elektrycznego 

Przy wykorzystaniu tej linii produkcyjnej, obejmującej także wszystkie procesy kontrolne, ma być produkowanych około 300 000 modułów akumulatorów rocznie. Znajdą one zastosowanie głównie w pojazdach elektrycznych. Moduły akumulatorów są jednak zaprojektowane w sposób uniwersalny, dzięki czemu mogą być też stosowane w innych dziedzinach.  

Modułowa i w pełni automatyczna linia do produkcji modułów akumulatorów

Jesienią 2020 roku moduły akumulatorów zaczną być produkowane przez firmę ElringKlinger w zakładzie w Thale na w pełni automatycznej linii technologicznej. Elektromobilność to nowa dziedzina w przemyśle, która ma duże znaczenie strategiczne dla firmy ElringKlinger. Przedsiębiorstwo, jako jeden z pierwszych podmiotów na rynku niemieckim, inwestuje w wielkoobjętościową, całkowicie automatyczną linię do produkcji modułów. 

Samodzielnie stworzony moduł akumulatora oznacza dla nas świadome wejście w nowe obszary. Ściśle powiązany ze sobą rozwój oraz uprzemysłowienie produktu niewątpliwie stanowią dla nas wyzwanie techniczne.

Mark Laderer, Director Production Battery Technology & E-Mobility w firmie ElringKlinger
Produkcja modułów akumulatorów

Produkcja modułów akumulatorów na linii podzielonej na cztery obszary

Linia jest podzielona na cztery podstawowe obszary. Pierwszy odcinek to testowanie cel akumulatorów i przygotowanie ich do montażu. Drugi odcinek obejmuje produkcję tzw. surowego modułu przy wykorzystaniu poszczególnych cel. W „urządzeniu łączącym” następuje zespolenie poszczególnych cel w stos, określany mianem „stack”. Stos zostaje ściśnięty za pomocą dwóch płyt dociskowych, znajdujących się po obu stronach stosu, oraz kotew mocujących, umieszczonych po bokach cel akumulatora. Za pomocą kompleksowego systemu laserowego i laserowego układu optycznego, który jest prowadzony przez robot przemysłowy KUKA, model KR 240, następuje przyspawanie kotew mocujących do płyt dociskających stos cel, czyli wyprodukowanie surowego modułu. W zależności od wymagań, w jeden moduł akumulatora łączonych jest od dwunastu do dwudziestu czterech cel 

Na trzecim odcinku linii odbywa się elektryczne łączenie modułów akumulatorów oraz ich pomiar. Do tego celu wykorzystywany jest system stykowy cel („ZKS”), za pomocą którego następuje przyspawanie styków każdej celi akumulatora. Wyjątkowo dużym wyzwaniem są w tym przypadku bardzo małe tolerancje dla podzespołów i spoin oraz specyficzne wymagania dotyczące laserowego spawania stykowego, ponieważ należy uzyskać dużą powierzchnie styku przy minimalnym wprowadzeniu ciepła. Zaletą technologii spawania laserowego jest praca bez dotykania i bez użycia siły, przy jednoczesnej dużej szybkości, precyzji, braku zużycia i dobrej możliwości kontrolowania. Za optymalną jakość styku odpowiada zastosowany tutaj laserowy układ optyczny, który umożliwia stworzenie uniwersalnej geometrii spoin spawalniczych.

W czwarty i ostatnim obszarze linii odbywa się automatyczna kontrola elektryczna i mechaniczna modułów akumulatora. Sprawdzane są tutaj między innymi wartości izolacji pod kątem wytrzymałości na napięcie rzędu do pięciu kilowatów. Test pozwala na sprawdzenie, czy wyładowania elektryczne i prądy upływu nie stanowią zagrożenia dla ludzi i rzeczy. Następnie obudowa akumulatora jest zamykana za pomocą zgrzewanej pokrywy, która chroni moduł akumulatora przed dotknięciem i cząsteczkami pyłów. Na końcowym etapie na module akumulatora wypalany jest laserowo kod Data Matrix, umożliwiający jednoznaczną identyfikację modułu akumulatora.

Modułowa budowa oznacza uniwersalność wersji modułów

Cechą szczególną linii jest jej modułowa budowa, która zapewnia uniwersalność produkcji. „Modułowa budowa była dla nas bardzo ważna, ponieważ umożliwia nam szybkie i bezproblemowe reagowanie na konkretne wymagania klientów”, mówi Mark Laderer. Można produkować moduły akumulatorów o różnej wielkości w formacie PHEV2, zawierające od dwunastu do dwudziestu czterech cel akumulatorów w jednej jednostce. Ponadto istnieje możliwość tworzenia różnych rodzajów połączeń poszczególnych cel akumulatorów w obrębie jednego modułu.

Przygotowanie cel akumulatorów

Naszym celem jest uzyskanie możliwości dostarczenia gotowego produktu zarówno mniejszym klientom, jak i indywidualnych rozwiązań dla rozwiniętych dużych koncernów. Obydwa te wymagania są możliwe przy zastosowaniu linii KUKA.

Mark Laderer, Director Production Battery Technology & E-Mobility w firmie ElringKlinger

Identyfikacja umożliwiająca ciągłe śledzenie

Kolejnym ważnym tematem dla naszego profesjonalisty w dziedzinie automatyzacji jest możliwość identyfikacji. Każdy zamontowany w module podzespół wraz z parametrami procesowymi przypisany jest do produktu końcowego. Dzięki temu klient może nawet wiele lat później zobaczyć, jakie komponenty zostały zamontowane w danym module akumulatora i prześledzić wszystkie etapy procesu produkcji. Ponadto można szybciej wykrywać błędy i optymalizować procesy na etapie produkcji. „Produkcja modułów akumulatorów to coś więcej niż samo mechaniczne łączenie pojedynczych części”, objaśnia Max Fluhrer, kierownik projektu w dziale Battery Solutions firmy KUKA. 

Linia musi indywidualnie reagować na jakość partii, umożliwiać elastyczne konfigurowanie produktów i zapewniać wspomnianą wyżej, stuprocentową możliwość śledzenia. Jesteśmy dumni z tego, że firma ElringKlinger wybrała nas jako partnera do wspólnej realizacji tego trudnego zadania.

Max Fluhrer, kierownik projektu w dziale Battery Solutions firmy KUKA

Ustawienia plików cookie OK, odkryj KUKA

Niniejsza strona internetowa wykorzystuje pliki cookie (więcej na ten temat), aby zaoferować Państwu jak najlepszą obsługę online. W przypadku gdy będą Państwo dalej korzystać z naszej strony, będziemy wykorzystywać tylko pliki cookie niezbędne ze względów technicznych. Jeżeli klikną Państwo „OK, odkryj KUKA”, wyrażają Państwo zgodę dodatkowo na zastosowanie reklamowych plików cookie. Klikając na „Ustawienia plików cookie”, mogą Państwo wybrać, jakie pliki cookie będą wykorzystywane.

Ustawienia plików cookie