Ratkaisumme
Alipaineratkaisut

Kuusi tärkeää seikkaa sähköautojen akkujen liittämisestä

Suurijännitteisen sähköautoakuston kokoonpanoprosessi vaikuttaa merkittävästi akun suorituskykyyn, turvallisuuteen ja kestävyyteen. On ensisijaisen tärkeää valita akun valmistuksen erityistarpeisiin sopiva liitäntätekniikka. Niinpä on syytä tietää seuraavat seikat.

28. helmikuuta 2019

Liitäntäratkaisut

Ratkaisut sähköajoneuvoteollisuudelle

Atlas Copcolla on käytössään innovatiivista liitäntäteknologiaa sekä laaja osaaminen akkujen kokoonpanossa, joten se on erinomainen strateginen kumppani sähköajoneuvoteollisuudelle. Katso esittelyvideo ja tutustu akunvalmistusratkaisuihimme.


1. Yksittäisten akkukennojen välinen liitos: kuplattomuus on turvallisuustekijä


Litteät akkukennot on liitettävä kennopinoihin erittäin tiukasti, jotta tarvittavan energian tuotto onnistuu. Tämä aiheuttaa merkittäviä haasteita, sillä kennot ovat melko herkkiä. Niinpä liitäntäprosessissa ei voi käyttää lämpöä eikä voimaa.

Kaksikomponenttiliimauksella kovetukseen ei tarvita ulkoista lämpöä, ja liitos on tiukimpien jäykkyys- ja iskunkestovaatimusten mukainen. Kevyet, joustavat liima-aineet kestävät käytönaikaista tärinää erinomaisesti, joten akun käyttöikä pitenee. Tällöin akkukennot voivat myös laajeta hieman ladattaessa ja latausta purettaessa, mikä on erittäin tärkeää jatkuvan kontaktin ja erityksen kannalta. Törmäystilanteissa ilmataskut voivat aiheuttaa oikosulkuja, mikä on erittäin merkittävä turvallisuusongelma suurjännitejärjestelmissä.

2. Kennopinojen vahvistaminen: kylmäliitos on tarpeen


Akun koteloa voi suojata törmäystilanteita varten sivuttaistukivahvikkeilla. Esimerkiksi pistehitsaus tai muut yleiset liitäntätekniikat eivät sopi tähän kokoonpanovaiheeseen, sillä niissä syntyy lämpöä ja hitsausroiskeet voivat vaurioittaa herkkiä kennoja. Ratkaisu löytyy kylmäliitostekniikoista, kuten itselävistävästä niittauksesta. Siisti ja täysin mekaaninen liitosmenetelmä ei synnytä lämpöä kennoissa eikä aiheuta haitallisia kaasuja tai hitsausroiskeita. Itselävistävällä niittauksella voi liittää yhteen useita erilaisten materiaalien kerroksia, kuten alumiinia ja terästä, jolloin saadaan aikaan sähkönjohtavuus maadoitusta varten. Liitosprosessi on erittäin luotettava, ja tahtiajat pysyvät lyhyinä. Näin suunnitteluun saadaan vapautta ja turvallisuus pysyy ensiluokkaisena ilman, että tuottavuus kärsii.

3. Rakojen täyttö: lämpöä johtavan tahnan annostelu aiheuttaa haasteita


Lämmönhallinta on erittäin suuri haaste akkujen valmistuksessa. Akkukennojen on toimittava tietyllä lämpötila-alueella, jotta niiden suorituskyky säilyy ja ylikuumenemiselta vältytään. Tämän vuoksi akkuihin käytetään lämpöä johtavaa tahnaa. Lämmönjohtavuus voidaan varmistaa vain tuottamalla täysin kuplaton lopputulos, mistä syntyy haasteita, sillä nestemäistä rakojen täyttöainetta levitetään erittäin suurina määrinä. Siispä mittausteknologian on oltava erittäin tarkkaa, ja lisävalvontatoiminnoista voi olla hyötyä. Laser- tai kamerajärjestelmiä voidaan käyttää esimerkiksi levitetyn tahnan sijainnin valvontaan, jotta lopputulos on mahdollisimman tarkka. Levitysvirheet voidaan tunnistaa ja korjata viipymättä, joten tahtiajat pysyvät lyhyinä ja korjaus- sekä laadunvarmistuskustannukset pienenevät.

Rakojen täyttöaineet ovat erittäin hankaavia ja voivat kuluttaa annostelulaitteet nopeasti loppuun. Järjestelmien osat, kuten syöttö ja mittarit, on suunniteltava käsittelemään suuria materiaalimääriä suurilla tuotantomäärillä.

4. Moduulien asennus: pehmeät liitokset on kiristettävä hallitusti


Akkumoduulit on kiinnitettävä nestemäisen rakojen täyttöaineen päälle akkutelineen alaosaan. Kiinnityksen voi tehdä kiristämällä, mutta täyttöaineen pehmeys ja joustavuus aiheuttaa haasteita. Aine voi puristua helposti pois paikaltaan tai väleihin voi jäädä ilmaa.

Kiristysprosessin on oltava täysin hallittavissa, jotta lämpötahna jakautuu tasaisesti ja säilyttää täydellisen kontaktin akkumoduuleihin. Kiristyksestä saadaan tasainen käyttämällä monikaraista ratkaisua. Kun loppukiristys tehdään synkronisesti, tahtiajat lyhenevät ja moduulit kiinnittyvät tasaisesti telineeseen. Ohjelmoidussa kiristysstrategiassa on huomioitava nestemäisen lämpötahnan käyttäytyminen, jotta saavutetaan optimaalinen kontakti.

5. Kannen tiivistys: suojaus kosteudelta ja kaasuilta on ensisijaisen tärkeää


Kun kaikki moduulit on kiristetty ja akunhallintajärjestelmä on asennettu, akkuteline on tiivistettävä. Akkuihin ei saa päästä lainkaan kosteutta, sillä kosteus heikentää akkujen tehoa merkittävästi ja voi johtaa vaurioihin ja korroosioon. Lisäksi akut tuottavat vaarallisia kaasuja, jotka voivat olla haitallisia matkustajille. Sisäosa on eristettävä täysin sekä sisä- että ulkopuolelta.

Tähän tarkoitukseen tarvitaan tarkkaa ja keskeytymätöntä tiivistyssovellusta. Tiivistyksen voi tehdä joko kanteen tai telineeseen. Akut eivät saa altistua lämmölle, joten sopivia aineita ovat esimerkiksi yksikomponenttinen kuuma butyyli, kaksikomponenttinen polyuretaani tai kaksikomponenttisilikoni, sillä niitä ei tarvitse kovettaa uunissa. Kuuma butyyli on myös irrotettavissa huoltotöitä varten. Käytettävästä aineesta riippumatta levitys on tehtävä tasaisesti ja yhtenäisesti, ja on erittäin tärkeää, että aineen aloitus- ja lopetuskohdat asetetaan tarkasti, jotta tiivistys on pitävä.

6. Kannen ja telineen liittäminen: huollettavuus varmistetaan purettavalla liitoksella


Lopuksi kansi asennetaan koteloon. Tässä vaiheessa koteloa voi käsitellä vain ulkopuolelta, mikä on huomioitava liitäntätekniikassa. Lisäksi liitoksen on oltava irrotettava, jotta huolto- ja purkutöitä voidaan tehdä.

Kitkaporauskiinnitys täyttää tarpeet täydellisesti. Ruuvia kierretään suurella nopeudella ja paineella, jotta materiaali lämpenee. Tällöin kiinnitin työntyy materiaalien läpi ja tekee samalla kierteen, joten liitäntätekniikkana ratkaisu on paitsi tehokas myös joustava. Prosessi tuottaa luotettavan mekaanisen liitännän, jonka voi purkaa ja jota tarvitsee käsitellä vain yhdeltä puolelta. Pintaa ei tarvitse esivalmistella. Metalliosat muodostavat näin johtavan liitoksen ja Faradayn häkin, mikä estää sähkömagneettiset häiriöt.