Svět elektromobility a výroby baterií se rychle vyvíjí a výrobní proces vyžaduje inovativní řešení. Moderní elektrická vozidla využívají různé typy akumulátorů, které je třeba optimalizovat pro dlouhou životnost, výkon a bezpečnost. Díky tomu jsou dávkovací řešení výhodným způsobem jejich montáže. K zvýšení efektivity výroby použijte vysoce výkonná lepidla, těsnicí hmoty nebo materiály tepelného rozhraní s efektivním dávkovacím systémem. Můžete tak rovněž snížit hmotnost a náklady a podpořit udržitelnost.
Šest běžných výzev při dávkování v procesech montáže akumulátorů
V průběhu let se řada aplikací stala běžnou součástí výrobních procesů elektrických vozidel. Začalo to aplikacemi, jako je jednoduchá aplikace těsnění, známá z procesu utěsnění motoru. Ty se nyní vyvinuly v rychle se rozvíjející inovace, které revolučním způsobem mění celý výrobní proces.
Pro montáž akumulátorů je k dispozici mnoho aplikačních procesů v závislosti na typu bateriových článků – válečky, hranoly nebo v pouzdrech – a konstrukci baterií.
- Cell and sidewall bonding
- Battery tray sealing
- Thermal management
- Fire protection
- Battery cover sealing
- Corrosion protection
Spojování článků a bočních stěn
Spojení bloku článků a boční stěny patří mezi kritické procesy při výrobě akumulátorů elektrických vozidel (EV). Při nabíjení a vybíjení je třeba pevně spojit články a současně zachovat elektrickou izolaci a umožnit expanzi článků. Tyto procesy vyžadují přesnost, rychlost a flexibilitu. Tím zajistíte výrobu vysoce kvalitních baterií. Takovéto akumulátory EV pak budou splňovat přísné bezpečnostní a výkonnostní standardy automobilového průmyslu.
Výzvy při spojování článků a bočních stěn:
U baterií s hranolovými články je výzvou pevně připevnit články k bloku. Nelze použít teplo ani sílu. Spoj musí splňovat nejvyšší požadavky z hlediska kvality aplikace, tuhosti a chování při nárazu. Podobné výzvy se objevují při spojování bočních stěn kolem bloku článků. Proto výrobci pro tento proces často používají dvousložkové (2K) materiály. K vytvrzení totiž nepotřebují teplo. Aplikace a kvalita procesu musí být správně hned napoprvé, aby bylo zajištěno bezpečné spojení při použití 2K materiálů.
Naše řešení spojování článků a bočních stěn:
Produktová řada SCA společnosti Atlas Copco nabízí dávkovací řešení, které je vysoce přesné, eliminuje vytváření vzduchových kapes a zajišťuje vysokou spolehlivost procesu. V závislosti na požadavcích zákazníka nabízíme jednosložkové a dvousložkové aplikace. Při spojování článků se často používají dvousložkové aplikace. Nemusíte tedy použít externí teplo pro vytvrzení. Vysoká přesnost dávkování a kvalita směšování našich systémů nám umožňují využívat pokročilé dvousložkové aplikace při vysokých rychlostech a konstantní kvalitě.
Těsnění desky akumulátoru
Akumulátory elektrických vozidel nesnáší vlhkost. Jakýkoli druh vlhkosti může ovlivnit jejich výkon. V závislosti na konstrukci baterie může vlhkost proniknout rovněž vnitřními okraji desky. Výrobci mohou do vnitřních kontur a okrajů lemů aplikovat materiály, jako jsou MS polymery, které utěsní akumulátor před vniknutím vlhkosti a únikem plynu.
Výzvy při těsnění desky akumulátoru:
Složité geometrie dílů a odchylky polohy během výroby mohou ztížit přístupnost a přesnost. To může také zahrnovat velké programovací úsilí. V závislosti na obrysech dílu mohou být k dosažení 100% těsnosti zapotřebí různé geometrie švů.
Naše řešení utěsnění desky akumulátoru:
Podle geometrie desky akumulátoru může náš aplikátor E-Swirl 2AdX plynule přepínat mezi aplikacemi housenky a víru. Vírový vzor zajišťuje lepší distribuci materiálu. To je užitečné při utěsňování. Naše zařízení E-Swirl vás přesvědčí svou flexibilní aplikační vzdáleností a snadným programováním. Tento aplikátor umožňuje stabilní procesní okno a kvalitu i při obtížném přístupu. V kombinaci s naším řešením navádění robotů ISRA VISION SHAPEMATCH3D zajišťujeme, že jsou před zahájením procesu zváženy odchylky polohy desky akumulátoru. Aplikace díky tomu vždy začíná přesně ve správné poloze.
Řízení teploty
Články akumulátoru generují během nabíjení a vybíjení teplo. Je důležité tuto tepelnou energii řídit a distribuovat pro zajištění bezpečnosti. Tím také udržujete dlouhodobou kapacitu baterie. Mezi desku akumulátoru a moduly článků naneste materiál tepelného rozhraní (TIM) nebo materiál pro vyplňování mezer, aby se zabránilo přehřívání. To umožňuje aktivní řízení teploty velkých akumulátorových zdrojů. Generované teplo je rozptýleno do příslušných chladicích struktur.
Výzvy při aplikaci materiálu tepelného rozhraní:
Nezbytnou součástí výroby akumulátorů je řízení teploty. Už nemusíte provozovat vysokonapěťové články akumulátoru ve specifickém teplotním rozsahu pro prevenci přehřátí. Za tímto účelem aplikujete tepelně vodivou pastu. Pro zaručení tepelné vodivosti však má zásadní význam výsledek bez bublin. To je problém, protože kapalný materiál pro vyplňování mezer se aplikuje ve velkých objemech. Navíc je materiál rovněž vysoce abrazivní a může způsobit rychlé opotřebení zařízení.
Naše řešení:
Naše průmyslová dávkovací řešení nabízejí přesnou měřicí technologii a systémové komponenty. Jsou navržena pro použití s velkými objemy abrazivních materiálů při vysoké úrovni produktivity. Materiál musí být aplikován s velkou přesností. Díky optimalizovanému vzoru eliminujeme vzduchové kapsy během procesu aplikace. Přidáním vizuálního 3D skenování desky akumulátoru určujeme přesné množství potřebného materiálu. Tím se šetří drahý materiál a chyby při dávkování v šířce, poloze a spojitosti housenek se detekují okamžitě bez prodloužení doby cyklu.
Ochrana proti požáru
V nepravděpodobném případě vznícení článků akumulátoru elektrického vozidla hrozí nebezpečí, že se rozšíří skrz kryt akumulátoru. Například nejnovější bezpečnostní předpisy v Číně stanovují, že cestující musí mít v případě požáru nejméně pět minut na opuštění vozidla. Jedním z přístupů je zakrytí víka akumulátoru vrstvou ohnivzdorného materiálu, který se nanáší v tekutém stavu. Často se jedná o dvousložkové (1K) materiály.
Výzvy v oblasti ochrany proti požáru:
Vrstva materiálu musí mít definovanou tloušťku na celém povrchu krytu. Mezery a přesahy musí být v úzkých rozsazích tolerance, aby se předešlo problémům v následných výrobních procesech. Použití nástřiku při aplikaci materiálů, jako je epoxid, má mnoho nevýhod. Částice materiálu ve vzduchu představují zdravotní riziko. Alternativou je aplikace pomocí plochého proudu. Aplikace 2K materiálů plochým proudem však byla dosud obtížná.
Naše řešení aplikace materiálu pro ochranu proti požáru:
Vyvinuli jsme řešení pro aplikaci 2K materiálů v ostrém plochém proudu. Náš aplikátor SCA FlexS.Seal kombinuje dvě složky s vysokou přesností. Přidaný jehlový ventil v trysce zajišťuje, že smíchaný materiál je dávkován pod správným tlakem. Optimalizovali jsme ventil tak, aby se eliminovaly zbytky materiálu, které by mohly ovlivnit kvalitu. Tak je dosaženo rychlé, přesné a jednotné aplikace na velkých plochách s čistými začátky a konci. Snižují se zdravotní rizika, plýtvání materiálem a potřeba maskování bez problémů s přesahem postřiku.
Těsnění krytu akumulátoru
Škodlivé vypařování plynu a vniknutí vlhkosti by mohly ovlivnit bezpečnost a výkon akumulátorů elektrických vozidel. Aby k tomu nedocházelo, výrobci baterií vyžadují při montáži několik těsnicích kroků. A to vše s ohledem na zajištění kvality i při odchylkách mezi díly a obtížných kontrastních poměrech.
Výzvy pro těsnění krytu akumulátoru:
Pokud jde o krycí těsnění, je nutné zajistit nepřerušovanou housenku, její přesné začátky a konce a rovnoměrnou výšku. Současně musí být šev oboustranný, aby bylo možné provést opravy. Díky trvale elastickým vlastnostem je pro tento případ vhodný horký butyl. Pro optimální zpracování však musíte materiál zahřát na 160 °C. Vizuální kontrola kvality je náročná kvůli černému materiálu těsnění na povrchu s černým povlakem.
Naše řešení pro těsnění krytu akumulátoru:
Měřič teploty společnosti Atlas Copco optimálně temperuje horké materiály pro perfektní krycí těsnění s čistými začátky a konci housenek. Integrované řešení vizuální 3D kontroly RTVision.3d kontroluje šířku, výšku a spojitost housenky během aplikace, stejně jako aplikovaný objem. Sleduje rovněž vzdálenost od středu housenky k hraně součásti a kontroluje přesné umístění. V reálném čase tak můžeme detekovat jakékoli odchylky. Díky laserové technologii lze housenku snadno zkontrolovat i přes náročné barevné kombinace (např. černá na černé).
Ochrana proti korozi
Na konci procesu musí výrobci baterií utěsnit kritické oblasti akumulátoru, aby nedošlo ke korozi. Nejmodernější konstrukce akumulátorů mají mnoho povrchových zlomů, okrajů s lemem a spojů. Například mechanické spojení krytu a desky může způsobit mírné poškození povlaku víka. V těchto místech může vniknout vlhkost a existuje vysoké riziko koroze. K ochraně takovýchto oblastí můžete použít antikorozní materiály, jako jsou speciální vosky.
Výzvy při aplikaci ochrany proti korozi:
Proces aplikace na povrch akumulátoru s mnoha obrysy, hranami a spoji je náročný. Běžné ruční nebo automatizované aplikace ve spreji vedou k ručnímu přepracování, maskování a plýtvání materiálem. To ovlivňuje produktivitu a kvalitu procesu ochrany proti korozi. Kromě toho může být nutné zvážit aspekty možností provádění údržby. Pokud jsou spojovací prvky pokryty nějakým materiálem, je obtížné povolit šrouby pro účely oprav.
Naše řešení aplikace ochrany proti korozi:
IDDA.Seal je inteligentní a dynamická aplikace pomocí kapek, která může také zpracovávat vosky. Každou kapku můžete řídit individuálně. To umožňuje nejvyšší přesnost a plně flexibilní geometrii housenky. Navíc můžeme šířku a tloušťku housenky dokonale přizpůsobit vašim požadavkům. Materiál můžete aplikovat v co nejtenčí vrstvě a s nejvyšší možnou přesností. Používáte pouze tolik materiálu, kolik je potřeba. Díky tomu můžete omezit ruční přepracování a spotřebu materiálu na minimum. Můžete například vynechat hlavu spojovacího prvku. To umožňuje čisté uvolnění šroubu při opravě.
Naše průmyslové dávkovací řešení řeší vaše výzvy při výrobě akumulátorů elektrických vozidel
Díky našim rozsáhlým znalostem průmyslových trendů, výzev a příležitostí, technickým odborníkům a globální síti vám můžeme pomoci s vašimi procesy, výrobou a ziskovostí a nabídnout jejich výrazné zlepšení.
Postupy spojování mohou být velmi odlišné. Proto nabízíme komplexní testování a poradenství ještě před nákupem dávkovacího řešení. Naše globální síť 13 inovačních center nabízí místa, kde inovujeme a spolupracujeme na řešení výzev spojovací technologie společně s našimi zákazníky a partnery. Síť je navržena tak, aby urychlila vaši cestu k inovacím.
Stručný přehled nabídky našich inovačních center:
- Vývoj aplikací a procesů
- Testování materiálů
- Analýzy spojů
- Integrace technologií
- Zkušební výroba
- Virtuální zkušební verze
a mnohem více!