Solutions de dépose industrielle pour l'assemblage de batteries de véhicules électriques

Le collage des piles de cellules et des parois latérales est un procédé essentiel dans la production de batteries de véhicules électriques. Il est nécessaire d'assembler les cellules en toute sécurité tout en maintenant l'isolation électrique et en permettant la dilatation des cellules pendant la charge et la décharge. Ces procédés exigent précision, vitesse et flexibilité, afin de garantir la production de batteries de haute qualité. Ces batteries de véhicules électriques sont conformes aux normes de sécurité et de performances strictes de l'industrie automobile.

Défis liés au collage des cellules et des parois latérales :
Pour les batteries à cellules prismatiques, le défi consiste à empiler fermement les cellules. Aucune chaleur ni aucune force ne peut être appliquée. L'assemblage doit répondre aux exigences les plus élevées en termes de qualité d'application, de rigidité et de comportement en cas de collision. Des défis similaires sont présents lors du collage des parois latérales autour de l'empilement de cellules. C'est pourquoi les fabricants utilisent souvent des matériaux à deux composants (2K) pour ce procédé : ils ne nécessitent pas de chaleur pour sécher. La qualité de l'application et du procédé doit être correcte du premier coup pour garantir une adhésion sûre lors de l'utilisation de matériaux 2K.

Nos solutions pour le collage des cellules et des parois latérales :
La gamme de produits SCA d'Atlas Copco propose des solutions de dépose extrêmement précises. Elles permettent d'éviter la formation de poches d'air et garantissent une haute fiabilité du procédé. En fonction des exigences du client, nous proposons des applications 1K et 2K. Les applications 2K sont souvent utilisées pour le collage cellule-à-cellule, car aucune chaleur externe n'est nécessaire pour le séchage. La haute précision de mesure et la qualité de mélange de nos systèmes nous permettent aussi de gérer les applications 2K avancées avec une vitesse élevée et une qualité constante.

Les batteries de véhicules électriques n'aiment aucun type d'humidité, car cette dernière peut affecter leurs performances. Selon la conception de la batterie, les bords intérieurs du bac peuvent laisser pénétrer l'humidité. Les fabricants peuvent appliquer des matériaux tels que des polymères MS sur les contours intérieurs et les bords de garniture pour protéger la batterie de l'infiltration d'humidité et des fuites de gaz.

Défis liés à l'étanchéité du bac de la batterie :
Les géométries de pièces complexes et les écarts de position pendant la production peuvent rendre l'accessibilité et la précision difficiles. Cela peut également impliquer un effort de programmation élevé. En fonction des contours de la pièce, différentes géométries de joint peuvent être nécessaires pour obtenir une étanchéité à 100 %. 

Nos solutions pour l'étanchéité du bac de la batterie : 
En fonction de la géométrie du bac de batterie, notre applicateur E-Swirl 2AdX peut basculer facilement entre les applications en cordon et en spirale. Le motif de spirale améliore la distribution du matériau, ce qui est utile lors de l'étanchéité. Notre E-Swirl vous assure une distance d'application flexible et une programmation facile. Cet applicateur offre une fenêtre et une qualité de procédé stables, même en cas d'accès difficile. En proposant également notre solution de guidage robotisé ISRA VISION SHAPEMATCH3D, nous veillons à ce que les écarts de position du bac de batterie soient pris en compte avant de commencer le procédé. L'application démarre précisément à la position correcte.

Les cellules de batterie génèrent de la chaleur pendant la charge et la décharge. Il est important de contrôler et de distribuer cette énergie thermique pour assurer la sécurité. Ainsi, vous maintenez également la capacité de la batterie à long terme. Appliquez un matériau d'interface thermique (TIM ou pâte thermique) entre le bac de batterie et les modules de cellule pour éviter toute surchauffe. Cela permet une gestion thermique active des batteries de grande taille. La chaleur générée est dissipée vers des structures de refroidissement appropriées.

Défis liés à l'application du matériau d'interface thermique :

La gestion de la température est une tâche essentielle dans la fabrication de batteries. Il est nécessaire de faire fonctionner les cellules de batterie haute tension dans une plage de température spécifique pour préserver leurs performances et éviter une surchauffe. Pour cette raison, une pâte thermoconductrice est appliquée. Il est indispensable d'obtenir un résultat sans bulle afin de garantir une conductivité thermique totale. Cela peut s'avérer difficile, car la pâte thermique liquide est appliquée en grande quantité. De plus, ce matériau est également très abrasif et peut rapidement abîmer l'équipement. 

Nos solutions : 
Nos solutions de dépose industrielle offrent une technologie de mesure et des composants de système précis, conçus pour traiter de grands volumes de matériaux abrasifs selon un niveau de productivité élevé. Le matériau doit être appliqué avec une grande précision. Grâce à un modèle optimisé, nous évitons les poches d'air lors du procédé d'application. En ajoutant une analyse visuelle 3D du bac de batterie, nous déterminons la quantité exacte de matériau nécessaire. Cela permet d'économiser des matériaux coûteux et de détecter immédiatement les erreurs de distribution en termes de largeur, de position et de continuité du cordon, sans rajouter de temps de cycle.

Dans le cas peu probable où les cellules de la batterie de véhicule électrique s'enflamment, il existe un risque que le feu se propage en brûlant le couvercle de la batterie. Par exemple, les dernières réglementations en matière de sécurité en Chine stipulent qu'un passager doit disposer d'au moins cinq minutes pour quitter le véhicule en cas d'incendie. Une approche consiste à recouvrir le couvercle de la batterie d'une couche de matériau ignifuge à application liquide. Il s'agit souvent de matériaux à deux composants (2K).

Défis en matière de protection contre les incendies :
La couche de matériau doit avoir une épaisseur définie sur toute la surface du couvercle. Les écarts et les chevauchements doivent se trouver dans des plages de tolérance minimes pour éviter les problèmes dans les procédés de production en aval. Les applications de pulvérisation de matériaux tels que l'époxy présentent de nombreux inconvénients. Les particules de matériau présentes dans l'air représentent un risque pour la santé. L'alternative est une application en flux plat. Cependant, l'application de matériaux 2K en flux plat présente des difficultés.

Nos solutions pour les applications de protection contre les incendies : 
Nous avons mis au point une solution pour appliquer des matériaux 2K selon un flux plat à bords nets. Notre applicateur SCA FlexS.Seal mélange deux composants avec une grande précision. Une vanne à aiguille supplémentaire au niveau de la buse garantit que le matériau mélangé est distribué avec la pression correcte. Nous avons optimisé la vanne pour éviter les résidus de matériaux qui pourraient affecter la qualité. Ainsi, on obtient une application rapide, précise et uniforme sur de grandes surfaces avec des extrémités nettes, qui permet de réduire les risques pour la santé, les déchets de matériaux et le masquage, sans problèmes de surpulvérisation.

L'évaporation de gaz nocifs et la pénétration d'humidité peuvent avoir un impact sur la sécurité et les performances des batteries de véhicules électriques. Pour éviter cela, les fabricants de batteries doivent mettre en place plusieurs étapes lors du procédé d'assemblage pour garantir l'étanchéité, tout en gardant l'assurance qualité à l'esprit, même avec des écarts de pièces et des rapports de contraste difficiles.

Défis liés à l'étanchéité du couvercle de la batterie :
 Pour garantir l'étanchéité du couvercle, un cordon ininterrompu, des extrémités de cordon précises et une hauteur de cordon uniforme sont obligatoires. Le joint doit également être réversible pour permettre les réparations. En raison de ses propriétés élastiques permanentes, le butyle chaud est bien adapté à ce type de procédé. Cependant, vous devez chauffer le matériau à 160 °C pour une application optimale, et l'inspection visuelle de la qualité est difficile lorsque les joints sont en matériau noir sur des surfaces à revêtement noir.

Nos solutions pour l'étanchéité du couvercle de la batterie : 
Notre compteur de chaleur Atlas Copco adapte de manière optimale les matériaux chauds pour un résultat parfait d'étanchéité du couvercle avec des extrémités de cordon nettes. La solution d'inspection visuelle 3D en ligne RTVision.3d surveille la largeur et la hauteur, tout en contrôlant la continuité du cordon pendant l'application ainsi que le volume appliqué. Elle surveille également la distance entre le centre du cordon et le bord du composant afin de vérifier la précision du positionnement. Ainsi, nous pouvons détecter tout écart en temps réel, et grâce à la technologie laser, nous pouvons facilement inspecter le cordon malgré les associations de couleurs difficiles (par exemple, noir sur noir).