Producenter af elbiler (EV) har travlt med at bringe nye modeller på markedet, men de står over for flere forskellige udfordringer, som f.eks. imødekommelse af efterspørgslen efter kortere opladningstider eller reduceret batterivægt. Mange udfordringer i forbindelse med ydeevne og bæredygtighed ligger i selve batteriernes fremstillingsproces, så lad os kigge på nogle af de store udfordringer, og hvordan vi kan overvinde dem.
Store udfordringer i forbindelse med produktion af batterier til elbiler
1. Opfyldelse af sikkerhedskravene
Temperaturstyring er en af de største udfordringer. Batterier må kun anvendes inden for et specifikt temperaturområde, hvis de skal bevare ydeevnen, og så man undgår overophedning. Derfor påføres der en varmeledende pasta til at udfylde mellemrummene. Men påføring af pasta i store mængder kan resultere i bobler, der skader den termiske ledningsevne.
For at beskytte batterier til elbiler i tilfælde af en kollision kan stakke af batterier forstærkes med laterale beslag. Men almindelige sammenføjningsteknikker som punktsvejsning er ikke egnede, fordi de genererer varme og svejsesprøjt, der kan skade de følsomme batterier.
Det er vigtigt at sikre operatørens sikkerhed i forbindelse med produktionen af batterier til elbiler, fordi de celler og moduler, der udgør batteriet, er elektrisk ladet med jævnstrømsspændingsniveauer, der spænder fra nogle få hundrede og op til tusind volt. Man er nødt til at gennemføre en risikovurdering. Dine operatører skal være oplært i sikker arbejdspraksis for samling af batterier til elbiler, og de skal have det nødvendige specialværktøj til udførelse af arbejdsopgaver på elektriske batterier med spændingsniveauer på op til 1.000 V. (IEC 60900)
2. Kvalitetssikring
Kapløbet om at være innovativ kan føre til lavere kvalitetsniveauer i enhver branche. Uopdagede defekter, der opstår under batteriproduktionen, medfører dyre tilbagekaldelser for elbilindustrien. Disse omfatter applikationsfejl i forbindelse med battericellelimning og batteriforsegling eller de mange forskellige materialer, der skal samles, f.eks. højstyrkestål og aluminium.
3. Stigende omkostninger
Når du tænker på omkostningsbesparelser i batteriproduktionslinjer med høj volumen, så hjælper hvert eneste lille tiltag en smule. Tænk på at reducere mængden af omarbejdning, afvisninger og materialespild. Især i dispenseringsapplikationer er der et stort potentiale for optimering.
4. Batterier til elbiler skal optimeres med henblik på sikkerhed, holdbarhed og ydeevne
Det Internationale Energiagenturs scenarie for bæredygtig udvikling forudser en global vækst i antallet af elbiler på 36 % årligt, og at vi vil have 245 millioner køretøjer i 2030. Det er mere end 30 gange flere end i dag. Den hurtige vækst i efterspørgslen på elbiler udgør en række nye udfordringer for bilproducenterne med hensyn til produktionsrelaterede materialevalg, batterisystemer og sammenføjningsteknologier som følge af behovet for lav vægt, hvilket er en kritisk faktor i forbindelse med reduktionen af CO2-emissioner.
Fordi batteriernes vægt er betydelig, har bilteknikere til opgave at udvikle nye teknikker til at gøre nye elbiler så lette som muligt og samtidig forbedre deres kapacitet med hensyn til rækkevidde. Ud over vægtreduktion skal de forskellige typer batterier, der anvendes i bilernes drivlinjer, optimeres for at sikre sikkerhed, holdbarhed og ydeevne.
Overvind udfordringer i forbindelse med produktion af batterier til elbiler
Det er nødvendigt at forbedre vægten, kapaciteten og opladningstiden for batterier til elbiler for at opfylde kravene til ydeevne og begrænse miljøpåvirkningen. Det er en stor udfordring at få fremstillet et elbilbatteri korrekt første gang.
1. Sikkerhed frem for alt
Sikkerheden starter med råmaterialerne til battericelleproduktionen. Maskinløsninger med optiske scannere kan anvendes til at finde fejl i separationsfilmen eller belægningen på elektroderne. Hvis de er beskadigede, kan der opstå kortslutninger.
Tilføj et brandsikringslag: Hvis der opstår brand i battericellerne, er der risiko for, at de brænder gennem batteridækslet. Et lag brandsikkert materiale med den korrekte tykkelse påført dækslet holder ilden indesluttet så længe som muligt.
Forsegl batteribakken og dækslet for at holde fugt ude af batteriet og beskytte føreren mod skadelige gasser. Benyt et præcisionspåføringssystem med en løsning til inspektion af fuger for at forhindre mellemrum, luftbobler eller materialeophobning i forseglingen, som fører til svage punkter og lækager.
Arbejde på strømførende batterikomponenter kræver specialudstyr for at beskytte operatørerne mod elektrisk stød. Vi gør det muligt for bilproducenter at mindske risikoen ved hjælp af en række foranstaltninger, herunder udvikling af fuldt isolerede fatninger og adaptere til hurtig udskiftning, samt isolerede værktøjsdæksler og beskyttelse mod afglidning af håndholdte, elektriske monteringsværktøjer, mens der arbejdes på elektriske batterier med spændingsniveauer på op til 1.000 V (IEC 60900).
2. Gå aldrig på kompromis med kvaliteten
Elbilbatteriets produktionskvalitet starter med råmaterialerne. Inspektion af separationsfilm/belægninger kan hjælpe med at fange defekter i materialet før viderebehandling. Sørg for at kontrollere alle battericeller for overfladeskader ved fuld produktionslinjehastighed, så produktiviteten ikke påvirkes.
Når du arbejder med manuelt værktøj, skal du sørge for at give din operatør den bedst mulige hjælp, så du opnår den højeste kvalitet. Processtyring og boltplacering hjælper med at placere tilspændingsværktøjet præcist, så tilspændingen kan finde sted i den korrekte rækkefølge.
Når der arbejdes med automatiserede sammenføjningsteknologier, skal løsningerne tilbyde yderligere kvalitetssikringsfunktioner: Flowdrillmontage med registrering af huller og centrering vil sikre at sammenføjningselementerne i processen er vinkelrette. Standsenitning kræver forebyggende matricekontrol for at opfange tegn på slitage. Dispenseringssystemer skal altid leveres med en funktion til inspektion af vulster.
3. Hold øje med omkostningerne
Anvendelser med spaltefyldning kræver betydelige mængder af dyre termiske forbindelser. Applikationstests foreslår materialebesparelser på op til 20 %, hvis du benytter et system med "smart justeret" spaltefyldning sammen med et system, der måler komponenten, beregner den nødvendige materialemængde, justerer applikationen og kontrollerer resultatet.
Konventionelle pumper efterlader en betydelig mængde materiale i cylinderen. Sørg for at anvende innovative systemer, der minimerer mængden af restmateriale i cylinderen, og udrensning af materiale fra cylinderen. På den måde kan du spare op til en million euro om året.
Omarbejde er en betydelig omkostningskrævende faktor, især når det drejer sig om manuel tilspænding. Du kan reducere omarbejdet betydeligt, hvis du benytter tilspændingsløsninger med boltplacering. Operatørvejledning reducerer mængden af defekter og skrot.
4. Bæredygtighed følger med teknologien
Vælg stansenitning i stedet for punktsvejsning: Til samling af batteribakken kan du anvende forskellige sammenføjningsteknologier, f.eks. punktsvejsning eller stansenitning. Stansenitning giver en ren, kold sammenføjningsproces, der er mere energieffektiv. Hvis den gennemsnitlige batteribakke har 500 aluminiumsamlinger, bruger stansenitter ca. 9.575 færre kWh pr. bakke i forhold til punktsvejsning, hvilket giver en besparelse på 1.005 tons CO2 pr. år ved en volumen på 150.000 bakker.
Vælg en magasinløsning til flowdrillmontage i stedet for luftfremføring: Mange fastgørelsesanordninger skal bearbejdes med korte cyklustider i forbindelse med flowdrillmontage. I et standardsystem med luftfremføring skal du bruge trykluft til at transportere fastgørelsesanordningerne gennem røret. Det betyder højt energiforbrug. En magasinløsning kan reducere 66 % af luftforbruget sammenlignet med et standardsystem med luftfremføring. Dette kan spare op til 50 ton CO2-emissioner årligt.
