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Six choses à savoir sur l'assemblage des batteries EV

Le processus d'assemblage d'un pack batteries EV haute tension a une forte influence sur les performances, la sécurité et la longévité de la batterie. Il est essentiel de choisir la bonne technologie d'assemblage selon les exigences spécifiques du fabricant de la batterie et d'envisager un processus d'assemblage efficace. Les informations suivantes sont donc à prendre en compte…

10 septembre 2019

Solutions d'assemblage

Solutions pour l'électromobilité

Grâce aux technologies d'assemblage innovantes et une grande expertise en matière d'assemblage de batterie, Atlas Copco est votre partenaire stratégique pour l'électromobilité. Jetez un œil à notre vidéo de présentation et découvrez-en plus sur nos solutions de fabrication de batterie.


1. Assemblage cellule-à-cellule : un résultat sans bulle présente un problème de sécurité


Pour fournir l'énergie nécessaire, les cellules de batteries prismatiques doivent être solidement fixées aux piles. C'est un défi, car les cellules sont très fragiles. Aucune chaleur ni force ne peut être appliquée dans le processus d'assemblage.

En utilisant de l'assemblage par collage 2C, aucune chaleur externe n'est nécessaire pour le durcissement, et l'assemblage répond aux exigences les plus élevées en termes de rigidité et de comportement en cas de collision. En utilisant des adhésifs élastiques légers, les vibrations sont absorbées pendant le fonctionnement, ce qui augmente la durée de vie de la batterie. Cela permet également aux cellules de s'étendre légèrement pendant la charge et la décharge. L'application d'adhésif doit être précise et fiable pour éviter les poches d'air. Cette exigence est cruciale pour un contact complet et l'isolation. En cas de collision, des poches d'air peuvent entraîner des courts-circuits et présenter un immense problème de sécurité dans des systèmes haute tension.

2. Renforcement des piles : une liaison à froid est nécessaire


Pour protéger la batterie en cas de collision, les piles peuvent être renforcées par des renforts latéraux. Des techniques de liaison communes comme le soudage par points ne sont pas appropriées pour cette étape d'assemblage, car elles créent de la chaleur et des projections de soudure qui peuvent nuire aux cellules sensibles.

La solution est une technique de liaison à froid comme le rivetage auto-perçant. Ce processus de liaison propre et purement mécanique ne crée pas de chaleur dans les cellules et ne génère pas de vapeurs dangereuses ou de projections de soudure. Le rivetage auto-perçant peut lier plusieurs couches de différents matériaux comme l'aluminium ou l'acier, fournissant une conductivité électrique pour la mise à la terre. Le processus de liaison est très fiable avec des temps de cycle courts. Cela offre plus de liberté pour la conception et une sécurité maximale tout en maintenant la productivité à un niveau élevé.

3. Enduit : le remplissage avec de la pâte à conductivité thermique est un défi


L'un des plus grands défis dans la fabrication des batteries est la gestion de la température. Les cellules de la batterie doivent fonctionner dans une plage de température spécifique pour préserver leurs performances et éviter la surchauffe. Pour cette raison, une pâte thermoconductrice est appliquée. Cependant, pour garantir la conductivité thermique, un résultat sans bulle est essentiel. Cela représente un défi, car l'enduit liquide est appliqué en grande quantité. Il nécessite une technologie de mesure précise. Des fonctionnalités de surveillance supplémentaires peuvent être un avantage. Des systèmes laser ou basés sur une caméra par exemple surveillent la position du cordon pour garantir un résultat précis. Des erreurs pendant l'application sont reconnues et peuvent être corrigées immédiatement. Cela permet de conserver un temps de cycle court et de réduire les coûts de retouches et d'assurance qualité.

Il faut également tenir compte du fait que les enduits sont très abrasifs et peuvent rapidement user l'équipement de remplissage. Les composants du système, tels que l'approvisionnement du matériel et les compteurs, doivent être conçus pour gérer des volumes importants de matériaux difficiles à un haut niveau de productivité.

4. Montage du module : les assemblages élastiques ont besoin d'un serrage contrôlé


Les modules de batterie doivent être montés sur le dessus de l'enduit liquide, au fond du bac. Cela peut être réalisé par serrage. Cependant, le comportement d'un assemblage élastique de l'enduit est un défi. L'enduit est écrasé facilement ou des inclusions d'air demeurent.

Afin de garantir une répartition homogène et un contact total entre les modules de batterie et le composé thermique, le processus de serrage doit être pleinement contrôlable. Une solution multi-broches contrôlée électroniquement est recommandée pour obtenir un processus de serrage homogène. En travaillant de manière synchrone dans le serrage final, le temps de cycle est réduit et chaque module est fixé de manière uniforme dans le bac. La stratégie de serrage programmée doit prendre en considération le comportement de la pâte liquide thermoconductrice pour créer un contact optimal.

5. Étanchéité du couvercle : la protection contre l'humidité et les gaz est essentielle


Une fois que tous les modules sont bien fixés, et que le système de gestion de la batterie est installé, le bac doit être scellé. Il est essentiel d'éviter toute pénétration d'humidité, sinon la puissance de la batterie se détériore considérablement et cela peut causer des dommages et de la corrosion. En outre, la batterie produit des gaz dangereux qui peuvent être nocifs pour les passagers. L'espace interne doit être complètement scellé de l'intérieur et l'extérieur.

Pour cela, une application d'étanchéité précise et ininterrompue est essentielle. Elle peut être réalisée sur le couvercle ou sur le bac. Puisque la batterie ne peut pas être exposée à la chaleur, des matériaux tels que du butyle chaud 1C, du polyuréthanne 2C ou du silicone 2C sont convenables. Ils ne requièrent pas de séchage au four. Le butyle chaud est également amovible pour les tâches d'entretien. Quel que soit le matériel, l'application doit être uniforme, et il est particulièrement important que le début et la fin du cordon sont précisément placés pour assurer une parfaite étanchéité.

6. Liaison couvercle à bac : pour faciliter l'entretien, la liaison doit pouvoir être réversible


Enfin, le couvercle est monté sur le corps. À ce stade, le corps est uniquement accessible depuis l'extérieur et cela doit être pris en compte lors du choix de la technologie de liaison. Cet assemblage doit également être démontable pour faciliter l'entretien et le démontage.

La technologie de fixation par fluoperçage répond parfaitement à ces exigences. La vis est serrée à grande vitesse et sous pression pour chauffer le matériel. Cela permet au dispositif de fixation de traverser la pile de matériaux, coupant le filetage dans le processus, une technologie de liaison efficace et souple pour les piles multi-matériaux. Le processus fournit une liaison mécanique fiable, est réversible et ne nécessite qu'un sens d'accès. Aucune préparation de surface n'est nécessaire. Les composants métalliques sont ainsi en liaison conductrice et forme une cage de Faraday, ce qui empêche les interférences électromagnétiques.