Elbilprodusenter konkurrerer om å lansere nye modeller på markedet, men de står overfor mange utfordringer, for eksempel å dekke etterspørselen etter kortere ladetid eller redusert batterivekt. Det ligger mange utfordringer knyttet til ytelse og bærekraft i selve batteriproduksjonsprosessen, så la oss se på noen av de største og hvordan du kan overvinne dem.
Store utfordringer med batteriproduksjon til elbil
1. Oppfylle sikkerhetskravene
Temperaturstyring er en av de store utfordringene. Battericellene må være innenfor et bestemt temperaturområde for å bevare ytelsen og unngå overoppheting. Av disse grunnene påføres et varmeledende tetningsmiddel. Men på grunn av volumet på dette kan det dannes bobler som skader den termiske ledeevnen.
For å beskytte elbilbatteriet ved kollisjon kan cellestablene forsterkes med sidestøtter. Men vanlige sammenføyningsteknikker som punktsveising er ikke egnet fordi de skaper varme og sveisesprut som kan skade de følsomme battericellene.
Det er viktig å tenke på operatørsikkerheten under produksjon av elbilbatterier fordi cellene og modulene som batteriet består av, har elektrisk ladning, med likestrømsspenning fra noen hundre opp til tusen volt. Risikovurdering må utføres. Operatørene må være opplært i sikker arbeidsmetode for elbilbatterier og få spesialverktøy som trengs under arbeid på elektriske batterier opptil 1000 V. (IEC 60900)
2. Sikre kvaliteten
Kappløpet for innovasjon i alle bransjer kan føre til dårligere kvalitet. Uoppdagede defekter som oppstår under batteriproduksjonen, fører til dyre tilbakekallinger for elbilindustrien. Disse inkluderer påføringsdefekter i cellebindingen, batteritetningen eller de mange forskjellige materialene som må sammenføyes, for eksempel høyfast stål og aluminium.
3. Stigende kostnader
Når du tenker på kostnadsbesparelser i batteriproduksjonslinjer med høyt volum, bidrar hver minste ting. Tenk på å redusere omarbeidinger, avvisninger og materialavfall. Spesielt innen påføring er det et stort potensial for optimalisering.
4. Elbilbatterier må optimaliseres for sikkerhet, holdbarhet og ytelse
Det internasjonale energibyråets scenario for bærekraftig utvikling prognostiserer en global vekst i elbiler på 36 % årlig og at det er 245 millioner biler i 2030. Det er over 30 ganger dagens nivå. Rask vekst i etterspørselen etter biler gir en rekke nye utfordringer for bilprodusenter når det gjelder produksjonen knyttet til materialer, batterisystemer og teknologi, på grunn av behovet for lav vekt, en kritisk faktor for å redusere CO2-utslippet.
Ettersom vekten av batteriene er betydelig, er bilingeniørenes oppgave å utvikle nye teknikker som gjør nye elbiler så lette som mulig samtidig som rekkevidden forbedres. I tillegg til vektreduksjon må de ulike typene batterier som brukes til bilens drivverk, optimaliseres for sikkerhet, holdbarhet og ytelse.
Overvinne utfordringer med produksjon av elbilbatterier
Det kreves forbedringer i vekt, kapasitet og ladetid for elbilbatterier for å oppfylle ytelseskrav og begrense miljøpåvirkningen. Det at produksjonsprosessen for elbilbatteriet blir riktig første gang, er helt avgjørende.
1. Sikkerheten først
Sikkerhet starter med råvarene for celleproduksjon. Løsninger for maskinvisjon kan brukes til å finne defekter i separatorfilmen eller belegget på elektrodene. Hvis de er skadet, kan det oppstå kortslutning.
Legg til et brannbeskyttelseslag: Hvis battericellene antennes, er det en risiko for at de brenner gjennom batteridekselet. Et lag med brannsikkert materiale med riktig tykkelse som påføres lokket, holder brannen inne lengst mulig.
Forsegl batterikassen og dekselet for å holde fuktighet borte fra batteriet og beskytte føreren mot skadelige gasser. Bruk et høypresisjons påføringssystem med en bobleinspeksjonsløsning for å forhindre mellomrom, luftbobler eller materialakkumulering i forseglingen som fører til svake punkter og lekkasje.
Arbeid på strømførende batterikomponenter krever spesialutstyr for å beskytte operatørene mot elektrisk støt. Vi gjør det mulig for bilprodusenter å redusere risikoen gjennom en rekke tiltak, inkludert utvikling av fullt isolerte kontakter og hurtigskiftadaptere, samt isolerte verktøydeksler og antiglipp-beskyttelse for håndholdte elektriske monteringsverktøy mens man jobber med elektriske batterier opptil 1000 V (IEC 60900).
2. Gå aldri på kompromiss med kvaliteten
Produksjonskvaliteten på elbilbatterier starter med råvarene. Inspeksjon av separatorfilm/belegg kan bidra til å oppdage feil på materialet før viderebehandling. Pass på at du kontrollerer alle battericeller for overflateskader ved full produksjonshastighet slik at det ikke påvirker produktiviteten.
Ved arbeid med manuelle verktøy kan du støtte operatøren best mulig for å levere det høyeste kvalitetsnivået. Prosesskontroll og boltposisjonering bidrar til nøyaktig plassering av tiltrekkingsverktøyet og tiltrekking i riktig rekkefølge.
Ved arbeid med automatiserte sammenføyningsteknologier bør løsningene tilby ytterligere kvalitetssikring: Deteksjon og sentrering før hulling for selvborende applikasjoner sikrer vinkelrett sammenføyningselement i prosessen. Selvstansende nagling krever forebyggende inspeksjon for å oppdage alle tegn på slitasje. Dispenseringssystemer skal alltid leveres med dråpeinspeksjon.
3. Følg med på kostnadene
Påføring av tetningsmiddel trenger betydelige mengder kostbar termisk masse. Påføringstester anslår materialbesparelser på opptil 20 % når du bruker «smart justert» påføring av tetningsmiddel med et system som måler delen, beregner nødvendig materiale, justerer påføringen og kontrollerer resultatet.
Konvensjonelle pumper etterlater en betydelig mengde materiale i tønnen. Sørg for at du bruker innovative systemer som minimerer materialet som er igjen i tønnen og rensearbeidet. På denne måten kan du spare opptil en million euro per år og per pumpe.
Omarbeiding er en stor kostnadsdriver, spesielt når det gjelder manuell tiltrekking. Du kan redusere behovet for omarbeiding betydelig når du bruker tiltrekkingsløsninger med boltplassering. Operatørveiledning reduserer feil og svinn.
4. Bærekraft er en del av teknologien
Velg selvstansende nagling fremfor punktsveising: For sammenføyning av batterikassen, kan du bruke forskjellige sammenføyningsteknologier, for eksempel punktsveising eller selvstansende nagling. Selvstansende nagling tilbyr en ren, kald sammenføyingsprosess og er mer energieffektiv. Hvis en gjennomsnittlig batterikasse har 500 aluminiumsskjøter, vil bruk av selvborende nagling istedenfor punktsveising kreve ca. 9575 mindre kWh per kasse, noe som tilsvarer en besparelse på 1005 tonn CO2 per år med et volum på 150 000 kasser.
Velg en magasinløsning for selvborende nagling fremfor blåsemating: Mange fester må behandles med korte syklustider i selvborende nagling. I et standard blåsematesystem trenger du trykkluft for å transportere festene gjennom røret. Det betyr høyt energiforbruk. En magasinløsning kan redusere 66 % av luftforbruket sammenlignet med et standard blåsematesystem. Dette kan spare opptil 50 tonn CO2 -utslipp årlig.
