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Soluzioni industriali di erogazione per l'assemblaggio di batterie per veicoli elettrici

Scopri le nostre soluzioni industriali di erogazione SCA per qualunque requisito di erogazione nell'assemblaggio delle batterie.
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Scopri di più sulle nostre soluzioni Atlas Copco per un processo di assemblaggio delle batterie innovativo e sostenibile.
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Le nuove tecnologie di incollaggio, sigillatura ed erogazione aggiungono valore all'assemblaggio delle batterie

Il mondo dell'elettromobilità e della produzione di batterie è in rapida evoluzione, e i processi produttivi richiedono soluzioni innovative. I moderni veicoli elettrici utilizzano vari tipi di batterie che richiedono un'ottimizzazione per migliorare la durata, le prestazioni e la sicurezza. Le soluzioni di erogazione garantiscono numerosi vantaggi per l'assemblaggio. L'uso di adesivi, sigillanti o materiali di interfaccia termica ad alte prestazioni con un sistema di erogazione efficiente consente di incrementare l'efficienza della produzione, riducendo al tempo stesso il peso e i costi, e promuovendo la sostenibilità.

 

Sei problematiche di erogazione comuni nei processi di assemblaggio delle batterie

Nel corso degli anni, numerose applicazioni sono diventate comuni nei processi di produzione dei veicoli elettrici. Tutto ha avuto inizio con soluzioni semplici, ad es. applicazioni di sigillatura dei motori. Tali soluzioni si sono evolute rapidamente e attualmente rivoluzionano l'intero processo produttivo.

Esistono molti processi applicativi nell'assemblaggio delle batterie, a seconda del tipo di cella (cilindrica, prismatica o a tasca) e del design della batteria.

 

 

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Scopri come risolvere le sei problematiche di erogazione comuni delle batterie per veicoli elettrici:

 

 

 

 

2C cell to cell bonding in battery assembly

Applicazione precisa di materiali 2K

 

 

Incollaggio di celle e pareti laterali

L'incollaggio di pile di celle e pareti laterali è un processo critico nella produzione delle batterie per veicoli elettrici. Occorre unire saldamente le celle mantenendo l'isolamento elettrico e consentendo l'espansione delle celle durante la carica e la scarica. Per produrre batterie di alta qualità, tali processi richiedono precisione, velocità e flessibilità. Le batterie per veicoli elettrici prodotte in questo modo sono conformi ai rigidi standard di sicurezza e prestazioni del settore automobilistico.

 

Problematiche dell'unione di celle e pareti laterali:
Per le batterie con celle prismatiche, il problema consiste nel fissaggio sicuro delle celle a una pila. Non è possibile applicare forza o calore. La giunzione deve soddisfare i requisiti più elevati in termini di qualità delle applicazioni, rigidità e comportamento in caso di rottura. Problematiche simili riguardano l'incollaggio delle pareti laterali attorno alla pila di celle. Per tale motivo, per questo processo i produttori utilizzano spesso materiali bicomponente, perché non richiedono calore per l'indurimento. Per garantire un incollaggio sicuro con l'impiego di materiali bicomponente, la qualità dell'applicazione e del processo deve essere ottimale sin dal primo tentativo.

 

Le nostre soluzioni per l'incollaggio di celle e pareti laterali:
La linea di prodotti SCA di Atlas Copco include soluzioni di erogazione altamente precise, che evitano sacche d'aria e garantiscono un'elevata affidabilità del processo. A seconda dei requisiti del cliente, offriamo applicazioni monocomponente e bicomponente. Le applicazioni bicomponente spesso vengono utilizzate nell'incollaggio di una cella all'altra, in quanto non richiedono l'apporto esterno di calore per l'indurimento. L'elevata precisione di misurazione e la qualità di miscelazione dei nostri sistemi consentono la gestione di applicazioni bicomponente avanzate ad alta velocità e qualità costante.

 

 

 

EV Battery Tray Assembly E-Swirl Solution BIW 2 AdX

Applicazione E-Swirl per la sigillatura dinamica

 

 

Sigillatura dei contenitori delle batterie

Le batterie per veicoli elettrici non tollerano l'umidità. Qualunque tipo di umidità può influire sulle prestazioni. A seconda del design della batteria, anche i bordi interni del contenitore possono consentire l'ingresso di umidità. Per sigillare le batterie proteggendole dall'ingresso di umidità e dalle perdite di gas, i produttori possono applicare materiali come i polimeri MS sui contorni interni e sui bordi dei rivestimenti.

 

Problematiche della sigillatura dei contenitori delle batterie:
Geometrie complesse delle parti e deviazioni di posizione durante la produzione possono inficiare l'accessibilità e la precisione, e possono richiedere anche programmazioni complesse. A seconda dei contorni della parte, per una sigillatura perfetta possono essere necessarie diverse geometrie del cordone. 

 

Le nostre soluzioni per la sigillatura dei contenitori delle batterie: 
In base alla geometria nel contenitore della batteria, il nostro applicatore E-Swirl 2AdX consente il passaggio facile tra applicazioni a cordone e applicazioni a spirale. La configurazione a spirale migliora la distribuzione del materiale: un vantaggio notevole nella sigillatura. La nostra applicazione E-Swirl permette una distanza di applicazione flessibile e una programmazione semplice. Questo applicatore garantisce la stabilità della finestra di processo e della qualità anche in condizioni di accessibilità difficoltosa. Con la nostra soluzione a guida robotica ISRA VISION SHAPEMATCH3D, le deviazioni di posizione del contenitore della batteria vengono valutate prima dell'inizio del processo, per cui l'applicazione inizia con precisione nella posizione corretta.

 

 

 

 

 

Applicazione di riempimento degli spazi con materiale bicomponente

Applicazione di riempimento degli spazi con materiale bicomponente

 

 

Gestione termica

Le celle delle batterie generano calore durante la carica e la scarica, per cui è fondamentale controllare e distribuire questa energia termica per motivi di sicurezza. In tal modo, si mantiene anche la capacità della batteria a lungo termine. L'applicazione di un materiale di interfaccia termica (TIM o riempitivo) tra il contenitore della batteria e i moduli delle celle impedisce il surriscaldamento, consentendo una gestione termica attiva di pacchi batterie di notevoli dimensioni. Il calore generato viene dissipato in strutture di raffreddamento appropriate.

 

Problematiche nell'applicazione del materiale di interfaccia termica:

La gestione della temperatura è fondamentale nella produzione delle batterie. Le celle delle batterie ad alta tensione devono funzionare entro un intervallo di temperatura specifico, per preservarne le prestazioni ed evitare il surriscaldamento. A tal fine, viene applicata una pasta termoconduttiva. Per garantire una conducibilità termica totale, però, è fondamentale la totale assenza di bolle e ciò costituisce un problema, in quanto il materiale riempitivo liquido viene applicato in elevati volumi e tale materiale è anche altamente abrasivo, per cui può accelerare rapidamente l'usura delle apparecchiature. 

 

Le nostre soluzioni: 
Le nostre soluzioni industriali di erogazione offrono una tecnologia di misurazione e componenti di sistema di estrema precisione. Sono progettate per la gestione di notevoli volumi di materiali abrasivi con un elevato livello di produttività. Il materiale deve essere applicato con grande precisione. Grazie a un modello ottimizzato, si evitano sacche d'aria nel processo applicativo. L'aggiunta della scansione 3D visiva del contenitore della batteria determina l'esatta quantità di materiale necessario. Ciò consente di risparmiare materiali costosi e di rilevare immediatamente errori di erogazione in larghezza, posizione e continuità del cordone, senza prolungare i tempi di ciclo.

 

 

 

 

 

Fire protection 2C flat stream dispensing application

Applicazione per flusso piatto di materiale bicomponente

 

 

Protezione antincendio

Nell'improbabile caso di incendio delle celle delle batterie per veicoli elettrici, il rischio è che brucino attraversando il coperchio della batteria. Ad esempio, le più recenti norme di sicurezza in Cina specificano che un passeggero deve avere almeno cinque minuti per lasciare il veicolo in caso di emergenza causata da un incendio. Un approccio consiste nella copertura del coperchio della batteria con uno strato di materiale ignifugo applicato a liquido. Tali materiali spesso sono monocomponente.

 

Problematiche nella protezione dagli incendi:
Lo strato del materiale deve avere uno spessore definito sull'intera superficie della copertura. Lacune e sovrapposizioni devono rientrare in rigidi intervalli di tolleranza per evitare problemi nei processi di produzione a valle. Le applicazioni a spruzzo di materiali come l'epossidico sono caratterizzate da numerosi svantaggi. Le particelle di materiale presenti nell'aria rappresentano un rischio per la salute. L'alternativa è un'applicazione per flusso piatto, ma l'applicazione di materiali bicomponente per flusso piatto finora si è rivelata difficoltosa.

 

Le nostre soluzioni per applicazioni di protezione dagli incendi: 
Abbiamo sviluppato una soluzione per l'applicazione di materiali bicomponente in un flusso piatto con bordi netti. Il nostro applicatore SCA FlexS.Seal mescola due componenti con elevata precisione. Una valvola ad ago supplementare sull'ugello garantisce la miscelazione del materiale con la pressione corretta. Abbiamo ottimizzato la valvola per evitare residui di materiale che potrebbero influire sulla qualità. In tal modo, otteniamo un'applicazione rapida, accurata e uniforme su superfici di notevoli dimensioni, cominciando e terminando in maniera pulita. Tutto ciò consente di ridurre i rischi per la salute, lo spreco di materiali e la mascheratura, eliminando i problemi di irrorazione eccessiva.

 

 

 

 

 

Battery Cover sealing applictation with RTVision.3d sensor

Applicazione di butile caldo per la sigillatura dei coperchi

 

 

Tenuta del coperchio della batteria

L'evaporazione nociva di gas e l'ingresso di umidità possono pregiudicare la sicurezza e le prestazioni delle batterie per veicoli elettrici. Per evitare tali problemi, i produttori di batterie devono implementare diverse fasi di sigillatura nel processo di assemblaggio, tenendo sempre presente il controllo della qualità, anche in presenza di deviazioni delle parti e rapporti di contrasto difficili.

 

Le sfide nella tenuta del coperchio della batteria:
 Riguardo alla sigillatura dei coperchi, è indispensabile che il cordone sia ininterrotto, preciso dall'inizio alla fine e con un'altezza uniforme. Al tempo tesso, il cordone deve essere reversibile per consentire eventuali riparazioni. Grazie alle proprietà di elasticità permanente, il butile caldo è particolarmente adatto a questo scopo, ma una lavorazione ottimale impone il riscaldamento del materiale a 160 °C. L'ispezione visiva della qualità non è semplice con sigillature nere su superfici con rivestimento nero.

 

Le nostre soluzioni per la tenuta del coperchio della batteria: 
Il nostro misuratore di calore Atlas Copco mescola in maniera ottimale i materiali caldi per una perfetta sigillatura del coperchio, con un cordone pulito dall'inizio alla fine. La soluzione RTVision.3d per l'ispezione visiva 3D in linea permette di esaminare larghezza e altezza. Questa soluzione, inoltre, consente di controllare la continuità del cordone durante l'applicazione, il volume applicato e la distanza tra il centro del cordone e il bordo del componente per verificare la precisione del posizionamento. Ciò consente di rilevare eventuali deviazioni in tempo reale. Grazie alla tecnologia laser, è possibile controllare facilmente il cordone anche con combinazioni di colori problematiche (ad es. nero su nero).

 

 

 

 

 

 

IT-PI-CorrosionProtection_IDDA_Application_01

Applicazione a rilascio dinamico per una sigillatura precisa

 

 

Protezione dalla corrosione

Al termine del processo, i produttori di batterie devono sigillare le aree critiche della batteria per evitare la corrosione. I design delle batterie all'avanguardia presentano molte rotture superficiali, bordi di rifilo e giunzioni. Ad esempio, la giunzione meccanica tra il coperchio e il contenitore può causare lievi danni al rivestimento del coperchio. In questi punti può penetrare umidità, per cui il rischio di corrosione è elevato. Per proteggere queste aree, è possibile applicare materiali anticorrosione, ad es. cere speciali.

 

Problematiche nelle applicazioni di protezione dalla corrosione: 
Il processo di applicazione sulla superficie della batteria con numerosi contorni, bordi e giunzioni è particolarmente complesso. Le comuni applicazioni di irrorazione manuali o automatizzate comportano rilavorazioni manuali, mascheratura e sprechi di materiale. Ciò influisce sulla produttività e sulla qualità del processo di protezione dalla corrosione. Oltre a ciò, potrebbe essere necessario valutare gli aspetti relativi alla facilità di manutenzione. Se gli elementi di giunzione sono coperti di materiale, è difficile allentare le viti per eventuali riparazioni o per il riciclo.

 

Le nostre soluzioni per applicazioni di protezione dalla corrosione: 
IDDA.Seal è un'applicazione a rilascio dinamico intelligente, in grado di trattare anche le cere, e consente di controllare ogni singola gocciolina. In tal modo, si ottiene la massima precisione e una geometria del cordone totalmente flessibile. È possibile regolare perfettamente la larghezza e lo spessore del cordone in base ai requisiti. È possibile applicare il materiale con la maggiore precisione possibile, utilizzando solo il materiale necessario, riducendo al minimo le rilavorazioni manuali e i volumi di materiale. Ad esempio, è possibile omettere la testa dell'elemento di giunzione, per garantire la possibilità di rimuovere senza problemi le viti per eventuali riparazioni.

 

 

La nostra soluzione industriale di erogazione risolve le problematiche della produzione di batterie per veicoli elettrici

Grazie alla nostra conoscenza approfondita delle tendenze, delle problematiche e delle opportunità del settore, ai nostri tecnici particolarmente esperti e alla nostra vasta rete, possiamo contribuire a migliorare significativamente i processi, la produzione e la redditività.

Soluzioni di erogazione SCA per la produzione e l'assemblaggio delle batterie

Innovazione

Il processo di produzione nell'assemblaggio delle batterie è molto agile e in continua evoluzione. Lo sviluppo rapido e la riduzione dei tempi di implementazione impongono la necessità di innovazioni e partner che facilitino la realizzazione degli obiettivi.

Soluzioni di erogazione SCA per la produzione e l'assemblaggio delle batterie

Competenza

Per far fronte ai rapidi cambiamenti ambientali, ad esempio l'e-mobility, occorrono conoscenze e competenze profonde. Le nostre risorse sono costituite da esperti di processi e materiali, analisti di giunzioni e specialisti di visione e automazione.

Soluzioni di erogazione SCA per la produzione e l'assemblaggio di batterie - Flessibilità

Flessibilità

La soluzione di problematiche complesse richiede flessibilità. Nel nostro ruolo di partner per l'innovazione, offriamo una gamma completa di soluzioni industriali di erogazione: massima flessibilità in termini di volume, viscosità e processi applicativi.

Siamo consapevoli che i problemi di giunzione possono essere diversi

I processi di giunzione possono variare notevolmente, per cui offriamo consulenze e test approfonditi prima dell'acquisto di una soluzione di erogazione. La nostra rete globale di 13 centri per l'innovazione promuove l'innovazione e la collaborazione sulle problematiche delle giunzioni, assieme ai nostri clienti e ai nostri partner, ed è concepita per accelerare l'implementazione di tecnologie innovative.

Panoramica delle offerte del nostro Centro di innovazione:

  • Sviluppo di applicazioni e processi
  • Prova dei materiali
  • Analisi delle giunzioni
  • Integrazioni tecnologiche
  • Produzioni pilota
  • Prove virtuali 

e molto altro ancora!  

IAS Innovation Center people discussion on adhesive dispensing technology SCA

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