Flexibilitate în fabricarea bateriilor

ElringKlinger, unul dintre partenerii de sistem de top la nivel mondial în industria constructoare de automobile, automatizează producția de module de baterie. Pentru aceasta KUKA a dezvoltat instalația complet automatizată.

Bateria: Inima vehiculului electric 

Aproximativ 300.000 de module de baterie sunt produse anual cu linia de producție, inclusiv toate procesele de testare. Acestea sunt utilizate în special în vehiculele electrice. Cu toate acestea, modulele de baterie sunt concepute flexibil, putând fi utilizate, în principiu, și în alte domenii.  

Linie de producție pentru module de baterie modulară și puternic automatizată

Începând cu toamna anului 2020, modulele de baterie ElringKlinger se vor fabrica pe linia de producție complet automatizate în fabrica de la Thale. Electromobilitatea este un nou domeniu de afaceri de o importanță strategică ridicată pentru ElringKlinger. Fiind unul dintre primii jucători de pe piața germană, compania investește într-o linie de producție modulară, de mari dimensiuni, cu un grad ridicat de automatizare. 

Cu modulul de baterie dezvoltat de noi, pășim conștienți pe un teren nou. Dezvoltarea și industrializarea strâns legate ale produsului ne aduce inevitabil provocări tehnice.

Mark Laderer, Director Production Battery Technology & E-Mobility la ElringKlinger
Fabricarea modulelor de baterie

Fabricarea modulelor de baterii pe patru zone de instalație

Linia de producție este împărțită în patru zone principale. În prima secțiune se testează celulele bateriilor și se pregătesc pentru montaj. În a doua secțiune a instalației, din celulele de baterie se produce un așa-numit modul preliminar. În „dispozitivul de nuntă” celulele sunt așezate într-o stivă, așa-numitul „Stack”. Această stivă este presată împreună cu plăcile de presiune care se așază pe capetele stivei și cu tijele de legătură așezate pe lateralele celulelor de baterie. Cu ajutorul unui sistem complex cu laser și a unei optici cu laser, executată de un robot industrial KUKA modelul KR240, tijele de legătură se sudează pe plăcile de presiune ale stivei de celule și astfel se produce modulul preliminar. Se adaugă de la 12 până la 24 celule de baterii într-un modul de baterie 

În a treia secțiune a instalației, modulele de baterie se cofrează și se măsoară electric. Aici se aplică sistemul de contactare al celulelor („ZKS”) și se sudează cu contactele fiecărei celule individuale de baterie. Provocarea deosebită aici este reprezentată de toleranțele foarte mici de unire și ale componentelor, precum și cerințele speciale pentru sudarea contactelor cu laser, deoarece trebuie creată fiabil o suprafață mare de contact, cu aport minim de căldură. Tehnologia de sudare cu laser oferă avantajul că se lucrează fără atingere și fără forță și astfel este rapidă, precisă, fără uzură și cu un control bun. Optica cu scanner cu laser utilizată asigură un rezultat optim de contactare, permițând crearea flexibilă a geometriei îmbinării prin sudură.

În a cincea și ultima zonă a instalației are loc o testare finală electrică și mecanică automatizată a modulului de baterie. Aici, se verifică, printre altele, valorile izolației la o rezistență dielectrică de până la cinci kilovolți. Prin acest test se protejează persoanele și obiectele împotrivă formării arcurilor electrice și a curenților vagabonzi. Apoi, carcasa bateriei este acoperită cu un capac închis la cald, pentru ca modulul de baterii să poată fi atins în siguranță și să fie protejat împotriva particulelor de praf. La final se aplică cu laserul un cod de matriță de date pe modulul de baterie, care permite identificarea clară a acestuia.

Construcție modulară pentru flexibilitate a variantelor de module

Deosebită la această instalație este construcția modulară, care asigură flexibilitatea în procesul de fabricare. „Construcția modulară a fost deosebit de importantă pentru noi ca să putem reacționa rapid și simplu la anumite dorințe ale clienților.” spune Mark Laderer. Se pot produce module de baterie de diferite dimensiuni, în format PHEV2 cu 12 până la 24 de celule de baterie per unitate. În plus, fiecare modul de baterie poate varia în funcție de tipul de cofrare al celulelor de baterie individuale dintr-un modul.

Pregătirea celulelor de baterie

Scopul nostru este să putem servii atât clienții mici cu produse finite, cât și corporațiile consacrate cu soluții individualizate – linia KUKA ne permite să facem ambele lucruri.

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

Trasabilitate pentru posibilitatea de refacere a traseului fără întreruperi

Profesionistul din domeniul automatizării și-a concentrat atenția și asupra trasabilității: Fiecare componentă montată în modul este atribuită produsului final împreună cu parametrii procesului. În acest fel, chiar și după ani de zile, clientul poate vedea ce componente au fost montate în fiecare modul individual de baterie și să urmărească toate etapele procesului de producție. Mai mult decât atât, se pot identifica mai rapid erori în procesul de producție și să se optimizeze procese. „Producerea de module de baterie înseamnă mai mult decât combinarea mecanică a pieselor individuale.”, explică Max Fluhrer, coordonator de proiect în departamentul Battery Solutions de la KUKA. 

Instalația trebuie să poată reacționa individual la calitatea loturilor, să permită configurări flexibile ale producției și să asigure trasabilitatea completă cerută. Suntem mândri că am fost aleși de ElringKlinger ca partener pentru această sarcină dificilă.

Max Fluhrer, coordonator de proiect în departamentul Battery Solutions de la KUKA

Setări module cookie OK și descoperire KUKA

Această pagină web folosește module cookie (mai multe informații) pentru a vă putea oferi cele mai bune servicii și în mediul online. Dacă utilizați în continuare pagina noastră web, utilizăm numai module cookie necesare din punct de vedere tehnic. Dacă faceți clic pe „OK și descoperire KUKA”, sunteți de acord cu utilizarea modulelor cookie pentru marketing. Prin clic pe „Setări module cookie” puteți selecta modulele cookie pe care le utilizăm.

Setări module cookie