2023年5月11日
E-モビリティで気候変動に対して真の戦いをするには、設計からセカンドライフにいたるまで、電気自動車のバリューチェーン全体を考慮する必要があります。自動車とバッテリーの重量、性能、航続可能距離、整備性、リサイクル性。電気自動車のライフサイクル全体で消費する資源を減らすための基盤が設計段階にあります。多くの場合、生産中の材料およびエネルギー消費が、e-モビリティのカーボンフットプリント全体に与える影響は過小評価されています。
当社の強固な目標は、お客様が製造プロセスにおいて環境目標とKPIを達成できるようサポートすることです。製造時およびその後の動作時バッテリーのCO2排出量に直接または間接的に影響を与える要因が多数あります。バッテリー生産ラインのカーボンフットプリントを改善するためにできる8つのポイントをご紹介します。
1. エネルギー最適化された接合技術を決定します
接合技術に関する決定は、設計段階で行われます。接合の特性と利点に加えて、それぞれの接合技術自体のエネルギー効率も考慮してください。セルフピアスリベット（SPR）などは、バッテリーモジュールおよびトレイアッセンブリーに適した低温でクリーンな接合技術です。
当社のHenrob SPRシステムには、低いランニングパワーとエアサプライしか必要ありません。エネルギー回収コンデンサは、ハイブリッドカーの働きと同様に、接合サイクルでブレーキからエネルギーを取り込み、次のリベットをセットすることでCO2排出量を低減します。リベットあたりのエネルギー入力を0.85 Wh（標準システム）から0.68 Whに減らすことで、150,000バッテリーキャリアモジュールのCO2排出量を19%（年間2.25トン）削減できます。
EV Battery Tray Assembly Henrob SPR Riveting
2. 可能であれば、マルチXソリューションを検討します
現代のEVバッテリーは、ハニカム構造の円筒形セルのように、より多くのセルを持ち、熱伝導性セル結合などの短いサイクルタイムで複数の分注タスクを必要とします。拡張性の高い機器は、大きな利点になります。たとえば、当社のScheugenpflagマルチノズルディスペンサーは、複数の計量ユニットを1つのシステムに統合し、すべてのユニットに共通のサーボモータを搭載しています。これにより、スペースを節約し、生産ラインのCO2排出量を削減できます。
バッテリーモジュールをトレイに締め付けるために、マルチスピンドルソリューションが用意されています。同期された締付プログラムにより、モジュール下の隙間を埋めるソフトジョイント動作などの複雑な条件でも正確なアッセンブリーが保証されます。必要なすべての構成要素がロボットで直接使用できます。これにより、フロアスペースを節約し、ロボットやコントローラの数を減らし、最長90%のケーブル長を短縮できます。
Multi-nozzle dispensing and multi-spindle tightening solutions save equipment and floor space.
3. 圧縮空気を節約します
圧縮空気は、工場での大量のCO2およびコスト要因の1つです。工業部門は依然として圧縮空気を使わない生産を行うには、まだ長い道のりがありますが、出発点は増えています。
当社のK-Flowフロードリル接合システムは、バッテリートレイアセンブリや片側アクセスでのカバーの接合などに適しています。当社では、スクリュブローフィードの代替手段を開発しました。HLX 70マガジンは、接合ツールヘッドに直接装着でき、最大70個のファスナを保持できます。このシステムは、ブローフィードシステムと比較して、圧縮空気を64%削減します。これにより、圧縮空気の生成と関連するCO2のエネルギーを節約できます。
The K-Flow HLX S magazine solution for flow drill fastening saves ca. 64 % compressed air compared to the blow feed system.
4. 高精度塗布への投資
バッテリーの製造には、セル結合、ギャップフィラーの塗布、バッテリーシーリングなど、さまざまな分注プロセスが含まれます。多くの場合、安全に機能させるには素材が多すぎる傾向があります。モットーに忠実に、可能な限り少なく、必要な量だけとしていますが、正確な塗布技術により、かなりの量の材料を節約できます。
同時に、精度が高いということは、手作業によるやり直しや、不良品、廃棄する必要のある廃材が減り、その結果、工程中のCO2の削減になります。1つの例は、腐食しやすいジョイントにワックスを塗布して防食を行い、バッテリーの外皮の端をトリムすることです。
当社のIDDA.Seal技術により、3Dプリントのような方法で、ピンポイント精度で素材を塗布できます。長期間にわたる防食により、一般的なフラットまたはジェットストリーム技術と比較して、IDDAが素材の最大40%を節約し、バッテリー寿命を延ばします。
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. 測定、計算、調整
特にギャップフィラーの塗布では、バッテリートレイに大量の熱伝導材料（TIM）が塗布されています。通常、この高価で重い材料の塗布が多すぎると、重量が増加して、EVの航続距離とコストを損います。
Smart.Adjustで、必要な材料の量を正確に測定するソリューションを開発しました。バッテリートレイ表面とモジュール底部の3Dスキャンに基づいて、Volume.Adjusterソフトウェアが正確な量を計算し、それに応じて塗布システムがパラメータを調整します。これにより、熱伝導材料を最大20%削減し、バッテリー当たり最大2 kgの重量を削減できるため、全体的なCO2排出量とバッテリーの航続距離が改善できます。
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. 材料供給廃棄物は受け入れない
分注システムでは、ほとんどの材料をバレルから供給する必要があります。材料供給ユニットがバレルを完全に空にできないことはよくあることです。残留物が常にバレルに残っているため、廃棄する必要があります。さらに、バレルの交換には、数リットルのベント廃棄が含まれます。
Plus.Supplyが廃棄物を大幅に削減します。真空ポンプと平らなフォロワープレートの特定の組み合わせにより、バレルからの材料収率が増加し、排気廃棄が減少します。標準ポンプの内部計算による材料収率は約95.9%ですが、Plus.Supplyは、バレル当たり99.4%の使用可能材料を達成するよう管理しています。これらの材料の節約、材料の無駄の削減、および廃材の削減により、年間、システムあたり最大65トンのCO₂を節約できます（EVバッテリーアッセンブリーの代表的なギャップフィラー塗布で計算）。
7. 接着ビードの点検
ビード検査については、主に品質に焦点を当てますが、サステナビリティの側面もあります。当社独自のソリューションにより、ビード幅、位置、体積、連続性のエラーを検出できます。
セル結合、カバーシーリング、またはバッテリー内のその他の接合およびシーリング塗布などのプロセスは保護できます。接着剤の塗布について即座にフィードバックを行うことで、作業者は、生産の初期段階で欠陥や品質の問題の原因を特定し、対策を講じることができます。
これにより、プロセスの効率が向上し、廃棄物や廃材を削減できます。正確な分注技術とビード検査の相互作用により精度が向上し、ビードの直径と容量が小さくなり、材料とCO2の節約につながります。
3D bead inspection reduces rework, scrap and rejects.
8. お使いの分注システムの効率性に注目してください
接着剤分注システムのパラメータを常に確認することが重要です。設定をわずかに変更しても、材料やエネルギーの消費を抑え、消耗を減らしし、部品の寿命を延ばすことができます。検討する価値のある要因には次のものがあります。
- バレルの残量：パラメータを調整し、改良すれば、バレルの残量からの廃材を減らすことができます。
- パージ容量ポンプ：ポンプ換気中のパージ量を最小限に抑えることで、バレル変更中の材料の節約につながります。
- パージ容量メーター：生産停止中に1K/2Kパージ容量を最適化し、安定した使用品質で材料を節約します。
- 空気消費ポンプ：ポンプ圧を調整して、空気消費量と消耗を最小限に抑えます。
- セットポイントバレルヒーター：生産要件に適合して、長時間予熱によるエネルギー損失を防ぎます。
当社のアプリケーションの効率性チェックにより、お客様のシステムのパフォーマンスを最適化できます。当社のチェックにより、お客様は、システムあたり年間最大13トンのCO2を節約でき（平均CO2値に基づく推定値）、上記の最適化により最大27%のコストを削減できることが実証されています。
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