Angesichts ambitionierter globaler Umweltziele erlebt die Automobilindustrie aktuell einen bedeutenden Wandel. Zu den wichtigsten Trends im Automobilbereich gehören die Implementierung neuer Antriebskonzepte wie Batterie (EV), Hybrid (HEV) und Brennstoffzelle (FCEV) für Elektrofahrzeuge sowie die Verringerung des Fahrzeuggewichts, um eine höhere Energieeffizienz zu erzielen.
Die Produktionseinrichtung muss skalierbar sein, um mit hoher Nachfrage wachsen zu können, aber auch flexibel genug, um neuen Anforderungen zukünftiger Generationen gerecht zu werden.
Bei Atlas Copco setzen wir auf Innovation, um die hochmodernen Materialprüfungs- und Montagelösungen umzusetzen und Hochleistungsprozesse in jeder Phase des Produktionsprozesses von Elektrofahrzeugbatterien zu realisieren. Wir kombinieren Prüfungs- und Montagetechnologien mit Qualitätssicherung und Fehlersicherung, um intelligente vernetzte Montagelösungen zu entwickeln, die die Vision der Industrie 4.0 umsetzen und Innovationen vorantreiben.
Als Ihr Innovationspartner unterstützen wir Sie bei allen Herausforderungen im Montageprozess von Elektrofahrzeugen
Jedes Jahr werden von etablierten Herstellern und neuen Marken neue Elektrofahrzeugmodelle auf den Markt gebracht. Die gesamte Branche der Elektromobilität unterliegt einem schnellen Wandel, insbesondere wenn es um das Herzstück des Elektrofahrzeugs geht – die Batterie. Die erforderliche Reichweite und die Herausforderung, die Ladezeit zu minimieren, nehmen kontinuierlich zu.
Verschiedene Arten von Batteriezellen, wie zylindrische Zellen, prismatische Zellen oder Pouch-Zellen, beeinflussen den Produktionsprozess. Das Batteriegewicht muss deutlich reduziert und die Produktionsprozesse müssen optimiert und global skalierbar sein. Darüber hinaus wird das Gesamtdesign aufgrund von Änderungen an Produkten und verfügbaren Ressourcen ständig angepasst.
Erfahren Sie, wie wir Ihren Produktionsprozess für EV-Batterien unterstützen
Viele neue und bestehende Anwendungsherausforderungen müssen im Produktionsprozess von Elektrofahrzeugen, Batterien und Antriebssträngen gelöst werden. Zur Erreichung einer effizienten Produktion müssen Sie verschiedene Technologien in den Bereichen Fügen, Fehlersicherheit und Qualitätssicherung implementieren, um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen.
Entscheidend für einen effizienten Prozess ist die Verfügbarkeit von schnellen und präzisen Montagewerkzeugen und Dosiersystemen, die eine beständige, blasenfreie Anwendung sicherstellen. Gemeinsam mit Nietsystemen, die unterschiedliche Materialien ohne Beschädigung zuverlässig und sicher verbinden können sowie Fließlochschrauben, bei denen die Zugänglichkeit nur von einer Seite gegeben ist. Ergänzend ermöglicht Fehlervermeidung mit Prozessüberwachung und -steuerung eine "auf Anhieb fehlerfreie" Produktion und Qualitätssicherung, einschließlich Kalibrierung, Messung und Berichterstellung, wodurch sichergestellt wird, dass Fehler kostengünstig behoben werden und jede Baugruppe vollständig rückverfolgbar ist.
0-1. Inspektion von Zellkomponenten und Zellen
Die Überwachung der Produktqualität für alle Arten von Batteriezellen und Batteriekomponenten mithilfe von Prüfsystemen in einem frühen Stadium des Prozesses sorgt für eine ressourcen- und kosteneffiziente Produktion. Diese Systeme liefern Systembetreibern Informationen über die Prozess- und Produktqualität und heben das Optimierungspotenzial hervor.
2. Zellstapelmontage
Für zylindrische und prismatische Zellen sind unterschiedliche Produktionsverfahren erforderlich. Eine perfekte Kombination aus Dosiersystemen für die Zellverklebung und Stanznietsystemen zur Montage der Module erhöht die Qualität, z. B. die Verklebung der Zellen mit einem Zweikomponenten (2K)-Material. Für zylindrische Zellen ist niedrigviskoses Material durch Applikation mehrerer Dosierpunkte und Verkleben der Seitenwände die optimale Wahl.
3. Modulmontage
Nachdem die Zellen gestapelt wurden, wird ein solides Rahmengerüst benötigt, um ein Modul zu bauen.
4. Montage der Batteriewanne
Das montierte Batteriemodul muss korrekt in die Batteriewanne eingesetzt werden. Eine hochwertige Wanne ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Batterie eine optimale Leistung liefert und gleichzeitig dem gesamten Fahrzeug strukturelle Stabilität verleiht.
5. Wärmemanagement
Zur Steuerung der Batteriewärme ist ein thermisches Verbundmaterial erforderlich. Eine detaillierte Überprüfung der Wanne und eine korrekte Materialberechnung liefern die richtige Grundlage für die optimale Anwendung einer Wärmeleitpaste mit einem Dosiersystem.
6. Montage der Module
Nach der Dosierung des thermischen Verbundmaterials muss das Modul an der Batteriewanne montiert und festgezogen werden. Eine Mehrfachspindel mit 3D-Roboterführung ermöglicht ein perfektes Anziehen.
7. Montage elektrischer Komponenten
Durch den Einsatz von Akkuwerkzeugen mit integrierter Steuerung wird eine präzise Montage in diesem komplexen Prozessschritt erreicht, während isolierte Steckschlüssel optimale Bedienersicherheit gewährleisten. Drahtlose Positionierungssysteme auf Schraubfall-Ebene und Prozesssteuerungssoftware führen den Bediener, leiten ihn durch den Prozess und verbessern die Batteriequalität.
8. Brandschutz
Falls sich Batteriezellen entzünden, sollten Fahrzeuginsassen mindestens fünf Minuten Zeit haben, das Fahrzeug zu verlassen. Der Einsatz eines 2-Komponenten-Brandschutzmaterials verzögert den Durchbrand. Dafür muss die Flachstrahl-Applikation des Brandschutzmaterials nahtlos und sehr präzise erfolgen. Ein Kamerasystem prüft und überwacht die korrekte Applikation.
9. Abdichten des Batteriedeckels
Um sicherzustellen, dass weder Feuchtigkeit eindringen kann, noch Gase austreten können, ist eine Abdichtung des Batteriedeckels erforderlich. Unsere präzise Abdichtung verhindert Leckagen und gewährleistet die Funktionsfähigkeit der Batterie.
10. Verbindung von Batteriedeckel und -wanne
Die Batterieproduktion wird durch Schließen des Batteriedeckels abgeschlossen.
Schnelle Zykluszeiten, hohe Komplexität und die Notwendigkeit der Wartungsfreundlichkeit machen diesen letzten Schritt zu einer Herausforderung. Das Fließlochschrauben mit unserer Produktlinie K-Flow ermöglicht eine prozesssichere, wieder lösbare Verbindung.
Batterien erfordern neue Innovationen wie isolierte Steckschlüssel, um Bediener vor hohen Spannungen zu schützen und Kurzschlüsse oder Erdschlüsse zu verhindern, die schwere Verletzungen verursachen könnten.
Wir untersuchen die Herausforderungen und zeigen Lösungen auf. Eine dieser Herausforderungen ist die Zell-zu-Zell Montage, ein früher Schritt im Batterieproduktionsprozess.
Die zuverlässige Abdichtung der Batteriewanne vor der Montage des Batteriedeckels ist ein entscheidender Schritt bei der Montage von Elektrofahrzeugbatterien. Präzise Lösungen, die weder Wärme einleiten noch bestimmte Materialien verwenden, sind erforderlich, um eine ordnungsgemäße Isolierung der Innen- und Außenatmosphäre sicherzustellen.
Erfahren Sie mehr über optische Inspektionslösungen von ISRA VISION, einem Unternehmen der Atlas Copco Group.
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