11 maggio 2023
Per combattere il cambiamento climatico con l'e-mobility, dobbiamo considerare l'intera catena del valore dei veicoli elettrici, dalla progettazione alla seconda vita. Peso dell'auto e della batteria, prestazioni, gamma, facilità di manutenzione e riciclabilità: la base per consumare meno risorse durante l'intero ciclo di vita del veicolo elettrico si trova nella fase di progettazione. Ciò che spesso viene sottovalutato è l'impatto del consumo di materiali e di energia durante la produzione sull'impronta di carbonio complessiva dell'e-mobility.
Il nostro obiettivo è aiutare i nostri clienti a raggiungere i loro obiettivi ambientali e i loro KPI nel processo di produzione. Esistono molte variabili che influenzano direttamente o indirettamente l'impronta di CO2 della produzione e della batteria in una fase successiva. Ecco otto cose da fare per migliorare l'impronta di carbonio della linea di produzione delle batterie.
1. Scegliere tecnologie di giunzione ottimizzate per il consumo energetico
La decisione sulla tecnologia di giunzione viene presa in fase di progettazione. Oltre alle proprietà e ai vantaggi del giunto, considerare l'efficienza energetica della rispettiva tecnologia di giunzione stessa. La rivettatura autoperforante (SPR), ad esempio, è una tecnologia di giunzione a freddo e pulita, adatta per il modulo batteria e l'assemblaggio del contenitore.
I nostri sistemi SPR Henrob richiedono potenza e fornitura di aria ridotte. Il loro condensatore per il recupero di energia riduce le emissioni di CO2 recuperando l'energia dalla frenata durante il ciclo di giunzione per fissare il rivetto successivo, in modo simile al funzionamento delle auto ibride. Riducendo l'energia assorbita da 0,85 Wh (sistema standard) a 0,68 Wh per rivetto, le emissioni di CO2 vengono ridotte del 19% (2,25 tonnellate all'anno) per 150.000 moduli portabatteria.
EV Battery Tray Assembly Henrob SPR Riveting
2. Scegliere, se possibile, soluzioni multi-X
Le moderne batterie per veicoli elettrici, come le celle cilindriche in strutture a nido d'ape, hanno più celle e richiedono più attività di erogazione a cicli brevi, come l'incollaggio di celle termoconduttive. Apparecchiature scalabili possono rappresentare un grande vantaggio. Il nostro erogatore a ugello multiplo Scheugenpflug, ad esempio, integra più unità di dosaggio in un unico sistema con un servomotore comune per tutte le unità. In questo modo si risparmia spazio e si riduce l'impronta di CO2 della linea di produzione.
Per serrare i moduli della batteria nel contenitore, sono disponibili soluzioni multi-mandrino. Grazie a programmi di serraggio sincronizzati, garantiscono un assemblaggio preciso anche in condizioni complicate come il comportamento del giunto morbido del riempitivo sotto i moduli. Tutti i componenti necessari sono disponibili direttamente sul robot. Ciò consente di risparmiare spazio sul pavimento, riduce il numero di robot e controller e può ridurre la lunghezza dei cavi fino al 90%.
Multi-nozzle dispensing and multi-spindle tightening solutions save equipment and floor space.
3. Risparmiare sull'aria compressa
L'aria compressa è uno dei maggiori fattori di costo e CO2 negli stabilimenti. Il settore industriale è ancora molto lontano dalla produzione senza aria compressa, ma ci sono sempre più punti di partenza.
Per i nostri sistemi di fissaggio flow-drill K-Flow, adatti ad esempio per l'assemblaggio del contenitore della batteria o la giunzione del coperchio con accesso su un solo lato, abbiamo sviluppato un'alternativa all'alimentazione a vite per soffiaggio. Il nostro caricatore HLX 70 è posizionato direttamente sulla testa dell'utensile di giunzione e può contenere fino a 70 dispositivi di fissaggio. Il sistema richiede il 64% in meno di aria compressa rispetto al sistema di alimentazione per soffiaggio. Ciò consente di risparmiare energia per la produzione di aria compressa e la CO2 associata.
The K-Flow HLX S magazine solution for flow drill fastening saves ca. 64 % compressed air compared to the blow feed system.
4. Investire in applicazioni ad alta precisione
La produzione di batterie comporta vari processi di erogazione, come l'incollaggio delle cellule, le applicazioni di riempimento di spazi vuoti e la sigillatura della batteria. In molti casi, si tende ad applicare troppo materiale per ottenere condizioni di sicurezza e garantirne il funzionamento. Fedele al motto "il meno possibile, il più possibile", la tecnologia di applicazione precisa permette di risparmiare notevoli quantità di materiale.
Allo stesso tempo, una maggiore precisione significa meno rilavorazioni manuali, meno scarti e meno rifiuti da smaltire, con un conseguente risparmio di CO2 durante il processo. Un esempio è la protezione anticorrosione con l'applicazione di cera sui giunti e sui bordi del rivestimento soggetti a corrosione sulla superficie esterna della batteria.
Grazie alla nostra tecnologia IDDA.Seal, possiamo applicare il materiale con la massima precisione in modalità stampa 3D. Rispetto alla comune tecnologia con flusso piano o a getto, IDDA consente di risparmiare fino al 40% di materiale e di prolungare la durata della batteria grazie alla protezione contro la corrosione a lungo termine.
IDDA.Seal applies the material with pinpoint accuracy in a 3D print like manner. This results in significant material savings in car body sealing and battery corrosion protection.
5. Misurazione, calcolo, regolazione
Soprattutto nelle applicazioni di riempimento degli spazi, grandi volumi di materiali di interfaccia termica (TIM) vengono applicati al contenitore della batteria. Di solito, viene applicata una quantità eccessiva di questo materiale pesante e costoso con conseguente aumento del peso che compromette l'autonomia e i costi dei veicoli elettrici.
Con Smart.Adjust, abbiamo sviluppato una soluzione che misura esattamente il volume di materiale richiesto. In base a una scansione 3D della superficie del contenitore della batteria e del lato inferiore del modulo, il software Volume.Adjuster calcola il volume esatto, Inoltre, il sistema di applicazione regola i parametri di conseguenza. Ciò consente di risparmiare fino al 20% di materiale di interfaccia termica e fino a 2 kg di peso per batteria, migliorando l'impronta complessiva di CO2 e l'autonomia della batteria.
Smart.Adjust exactly measures and calculates the required volume for the application of thermal interface materials (TIM). This can save up to 20 % material.
6. Non accettare gli scarti di fornitura di materiale
Nei sistemi di erogazione, i materiali devono essere alimentati da fusti. È comune che le unità di alimentazione del materiale non possano svuotare completamente i fusti. Nel fusto rimane sempre un residuo che deve essere smaltito. Inoltre, la sostituzione del fusto comporta diversi litri di scarico dallo sfiato.
Plus.Supply riduce significativamente gli sprechi. Una particolare combinazione di una pompa per vuoto con una piastra flottante piatta aumenta la resa del materiale dal fusto e riduce lo scarto di sfiato. Mentre le pompe standard hanno una resa del materiale di circa il 95,9%, in base a calcoli interni, Plus.Supply riesce a raggiungere il 99,4% di materiale utilizzabile per fusto. Questi risparmi di materiali, minori sprechi di materiale e minori sforzi per lo smaltimento possono portare a un risparmio aggiuntivo fino a 65 tonnellate di CO₂ per sistema all'anno (calcolato per applicazioni di riempimento di spazi tipici nel gruppo batteria per veicoli elettrici).
7. Ispezionare il cordone di adesivo
Per quanto riguarda l'ispezione dei cordoni, l'attenzione si concentra principalmente sulla qualità, ma anche sugli aspetti di sostenibilità. Le nostre soluzioni personalizzate consentono di rilevare errori di larghezza, posizione, volume e continuità del cordone.
I processi come l'incollaggio delle celle, la sigillatura del coperchio e altre applicazioni di incollaggio e sigillatura all'interno della batteria possono essere protetti. Grazie al feedback immediato sull'applicazione dell'adesivo, gli operatori possono identificare l'origine di eventuali difetti o problemi di qualità nelle prime fasi della produzione e adottare opportune contromisure.
Ciò migliora l'efficienza dei processi e riduce scarti e materiali. La maggiore precisione ottenuta grazie all'interazione della tecnologia di erogazione esatta e di ispezione del cordone consente anche di ottenere cordoni di diametro e volumi ridotti, con conseguente risparmio di materiale e CO2.
3D bead inspection reduces rework, scrap and rejects.
8. Controllare l'efficienza del sistema di erogazione
Il controllo costante dei parametri del sistema di erogazione dell'adesivo è fondamentale. Anche lievi cambiamenti nelle impostazioni possono ridurre il consumo di materiali e di energia, l'usura e migliorare la durata dei componenti. Alcuni fattori che vale la pena esaminare includono:
- Residui nei fusti: regolando i parametri e con retrofit intelligenti, è possibile ridurre gli scarti di materiale rimasti nei fusti.
- Volume di spurgo della pompa: ridurre al minimo il volume di spurgo durante la ventilazione della pompa significa risparmiare materiale durante il cambio dei fusti.
- Misuratore del volume di spurgo: ottimizza i volumi di spurgo 1K/2K durante le pause di produzione per risparmiare materiale con una qualità dell'applicazione costante.
- Consumo d'aria della pompa: regolazione della pressione della pompa per ridurre al minimo il consumo di aria e l'usura.
- Riscaldamento del fusto: adattamento ai requisiti di produzione per evitare perdite di energia dovute a un lungo preriscaldamento.
Grazie al nostro controllo dell'efficienza di applicazione, aiutiamo a ottimizzare le prestazioni del sistema. I nostri controlli hanno dimostrato che i nostri clienti risparmiano fino a 13 tonnellate di CO2 per sistema all'anno (stima basata sui valori medi di CO2) e fino al 27% dei costi, grazie alle ottimizzazioni di cui sopra.
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