11 mai 2023
Pour véritablement lutter contre le changement climatique grâce à l'électromobilité, nous devons prendre en compte l'ensemble de la chaîne de valeur des véhicules électriques, de la conception à la seconde vie. Poids, performances, autonomie, facilité d'entretien et recyclabilité de la voiture et de la batterie : la base pour consommer moins de ressources tout au long du cycle de vie du véhicule électrique se joue durant la phase de conception. L'impact de la consommation de matériaux et d'énergie pendant la production est souvent sous-estimé sur l'empreinte carbone globale de l'électromobilité.
Notre objectif principal est d'aider nos clients à atteindre les objectifs environnementaux et les indicateurs clés de performance de leur procédé de fabrication. De nombreux leviers influencent directement ou indirectement l'empreinte carbone de la production et, in fine, de la batterie. Voici huit actions que vous pouvez mener pour améliorer l'empreinte carbone de votre chaîne de production de batteries.
1. Optez pour des technologies d'assemblage qui optimisent l'énergie
Le choix de la technologie d'assemblage se fait au stade de la conception. Outre les propriétés et les avantages de l'assemblage, tenez compte de l'efficacité énergétique de la technologie d'assemblage elle-même. Le rivetage auto-perçant (SPR), par exemple, est une technologie d'assemblage à froid et propre, adaptée à l'assemblage du module de batterie et du bac.
Nos systèmes SPR Henrob nécessitent une faible puissance de fonctionnement et alimentation en air. A l'image des voitures hybrides, leur condensateur à récupération d'énergie réduit les émissions de CO2 en capturant l'énergie du freinage au cours du cycle d'assemblage pour fixer le prochain rivet. En réduisant la consommation d'énergie de 0,85 Wh (système standard) à 0,68 Wh par rivet, les émissions de CO2 sont réduites de 19 % (2,25 tonnes par an) pour 150 000 modules porte-batteries.
EV Battery Tray Assembly Henrob SPR Riveting
2. Optez pour des solutions multi-X si possible
Les batteries pour véhicules électriques modernes, comme les cellules cylindriques dans les structures en nid d'abeille, ont plus de cellules, ce qui nécessite plusieurs tâches de distribution dans des temps de cycle courts, comme le collage thermoconducteur des cellules. Un équipement évolutif peut alors offrir un avantage considérable. Notre distributeur multi-buses Scheugenpflug, par exemple, intègre plusieurs unités de dosage dans un seul système avec un servomoteur commun pour toutes les unités. Cela permet de gagner de l'espace et de réduire l'empreinte carbone de votre ligne de production.
Des solutions multi-brochessont disponibles pour le serrage des modules de batterie dans le bac. Grâce aux programmes de serrage synchronisés, elles garantissent un assemblage précis, même avec des variables complexes, telles que le comportement élastique de la pâte de remplissage sous les modules. Tous les composants nécessaires sont directement disponibles sur le robot. Cela permet de réduire l'encombrement, le nombre de robots et de contrôleurs , ainsi que la longueur des câbles jusqu'à potentiellement 90 %.
Multi-nozzle dispensing and multi-spindle tightening solutions save equipment and floor space.
3. Economisez de l'air comprimé
L'air comprimé est l'un des facteurs très importants de coût et d'émissions de CO2 dans les usines. Le secteur industriel est encore loin de la production sans air comprimé, mais de plus en plus de pistes sont développées en ce sens.
Pour nos systèmes d'assemblage par fluovissage K-Flow, adaptés, par exemple, à l'assemblage du bac batterie ou du couvercle avec accès d'un seul côté, nous avons développé une alternative à l'alimentation à vis par soufflage. Notre magasin HLX 70 se place directement sur la tête de l'outil d'assemblage et peut contenir jusqu'à 70 fixations. Le système nécessite 64 % d'air comprimé en moins par rapport au système d'alimentation par soufflage. Cela permet d'économiser de l'énergie pour la production d'air comprimé et limite les émissions de CO2 associées.
The K-Flow HLX S magazine solution for flow drill fastening saves ca. 64 % compressed air compared to the blow feed system.
4. Investissez dans des applications de haute précision
La production de batteries implique divers procédés de distribution, tels que le collage de cellules, les applications de remplissage d'interstices et d'étanchéité de la batterie. Dans de nombreux cas, une quantité trop importante de matériaux a tendance à être appliquée pour assurer la réussite de l'opération et le fonctionnement, selon la devise « le moins possible, mais autant que nécessaire ». Cependant, une technologie d'application précise peut permettre d'économiser des quantités considérables de matériaux.
En parallèle, une plus grande précision signifie moins de reprises manuelles, moins de rejets et moins de gaspillage de matériaux à éliminer, ce qui permet de réaliser des économies de CO2 tout au long du procédé. Par exemple, la protection contre la corrosion avec application de cire sur les joints sujets à la corrosion et sur la surface extérieure de la batterie.
Grâce à notre technologie IDDA.Seal, nous pouvons appliquer le matériau avec une précision extrême de type impression 3D. Par rapport à la technologie de flux plat ou en jet courante, la solution IDDA permet d'économiser jusqu'à 40 % du matériau et prolonge la durée de vie de la batterie grâce à une protection contre la corrosion à long terme.
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. Mesurez, calculez, ajustez
D'importants volumes de matériau d'interface thermique (TIM) sont appliqués sur le bac batterie ; dans les applications de remplissage d'interstices tout particulièrement. En général, une trop grande quantité de ce matériau coûteux et lourd est appliquée, ce qui augmente le poids et nuit à l'autonomie, et aux coûts des véhicules électriques.
Avec Smart.Adjust, nous avons développé une solution qui mesure exactement le volume de matériau requis. Sur la base d'un balayage 3D de la surface du bac batterie et de la partie inférieure du module, le logiciel Volume.Adjuster calcule le volume exact, et le système d'application ajuste les paramètres en conséquence. Cette solution permet d'économiser jusqu'à 20 % de matériau d'interface thermique et jusqu'à 2 kg de poids par batterie, ce qui se traduit par une réduction de l'empreinte carbone et une meilleure autonomie de la batterie.
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. Refusez de gaspiller des matériaux
Dans les systèmes de distribution, les matériaux doivent principalement être alimentés à partir de fûts. La plupart du temps, les unités d'approvisionnement en matériaux n'arrivent pas à vider complètement les fûts. Il reste toujours du matériau devant être mis au rebut dans le fût. En outre, le changement de fût implique que plusieurs litres seront purgés et mis au rebut.
Plus.Supply réduit considérablement les déchets. La combinaison spécifique d'une pompe à vide avec une plaque suiveuse plate augmente le rendement de matériau du fût et réduit la purge de rebut. Alors que les pompes standard affichent un rendement de matériau d'environ 95,9 % selon les calculs internes, Plus.Supply atteint 99,4 % de matériau utilisable par fût. Ces économies de matériau, la réduction des déchets de matériaux et la réduction des efforts de mise au rebut peuvent atteindre 65 tonnes d'économies de CO₂ par système et par an (calcul pour une application de remplissage d'interstices type dans l'assemblage de batteries pour véhicules électriques).
7. Inspectez le cordon d'adhésif
Lorsqu'il s'agit de l'inspection des cordons, l'accent est principalement mis sur la qualité, mais la problématique de la durabilité ne doit pas être oubliée. Grâce à nos solutions sur mesure, vous détectez les erreurs de largeur, de position, de volume et de continuité des cordons.
Les procédés, tels que le collage des cellules, l'étanchéité des couvercles ou d'autres applications de collage et d'étanchéité au sein de la batterie peuvent être sécurisés. Grâce à une analyse immédiate de l'application de l'adhésif, les opérateurs peuvent identifier la source de tout défaut ou problème de qualité à un stade précoce de la production et prendre des mesures correctives.
Cela améliore l'efficacité des procédés et réduit les déchets, et le gaspillage de matériaux. La précision accrue obtenue grâce à l'interaction de la technologie de distribution précise et à l'inspection des cordons permet même de réduire les diamètres et les volumes des cordons, et donc de réaliser des économies de matériaux et de CO2.
Pour en savoir plus sur les avantages de l'inspection 3D, cliquez ici !
3D bead inspection reduces rework, scrap and rejects.
8. Surveillez l'efficacité de votre système de distribution
La vérification continue des paramètres du système de distribution d'adhésif est indispensable. Des modifications, même légères, des réglages peuvent entraîner une réduction de la consommation de matériau et d'énergie, ainsi que de l'usure et augmenter la durée de vie des composants. Voici quelques facteurs qui méritent d'être pris en compte :
- Restes de fût : en ajustant les paramètres, et grâce à des mises à niveau intelligentes, le gaspillage de matériaux provenant des restes de fût peut être réduit.
- Pompe de volume de purge : réduire le volume de purge pendant la ventilation de la pompe permet d'économiser du matériau lors des changements de fût.
- Compteur de volume de purge : optimisez les volumes de purge 1K / 2K pendant les interruptions de production pour réaliser des économies de matériaux avec une qualité d'application constante.
- Pompe de consommation d'air : réglage de la pression de la pompe pour minimiser la consommation d'air et l'usure.
- Point de consigne de chauffage du fût : adaptation aux exigences de production pour éviter les pertes d'énergie dues à un préchauffage long.
Grâce à notre solution de vérification de l'efficacité des applications, nous vous aidons à optimiser les performances de votre système. Nos contrôles ont démontré que nos clients économisent jusqu'à 13 tonnes de CO2 par système et par an (estimation basée sur les valeurs moyennes de CO2) et réduisent les coûts jusqu'à 27 % grâce aux optimisations mentionnées précédemment.
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