Industrielle påføringsløsninger for montering av EV-batterier

Cellestabel- og sideveggbinding er kritiske prosesser i produksjonen av EV-batterier. Du må koble sammen cellene på en sikker måte samtidig som du opprettholder elektrisk isolasjon og tillater celleutvidelse under lading og utladning. Disse prosessene krever presisjon, hastighet og fleksibilitet, og dermed sikrer du produksjon av høykvalitetsbatterier. Disse EV-batteriene oppfyller de strenge sikkerhets- og ytelsesstandardene i bilindustrien.

Utfordringer innen celle- og sideveggbinding:
For batterier med prismatiske celler er utfordringen å feste cellene godt til en stabel. Det kan ikke brukes varme eller kraft. Skjøten må oppfylle de strengeste kravene når det gjelder påføringskvalitet, stivhet og kollisjonsadferd. Lignende utfordringer ses når sideveggene bindes rundt cellestabelen. Dette er grunnen til at produsenter ofte bruker tokomponents (2K) materialer til denne prosessen. De trenger ikke varme for å herde. Påførings- og prosesskvaliteten må være riktig første gang for å sikre en god binding ved bruk av 2K-materialer.

Våre løsninger for celle- og sideveggbinding:
Atlas Copcos SCA-produktserie tilbyr påføringsløsninger som er svært nøyaktige. De unngår luftlommer og sikrer høy prosesspålitelighet. Avhengig av kundens behov kan vi tilby 1K- og 2K-påføringer. 2K-påføringer brukes ofte i celle-til-celle-binding fordi det ikke er behov for ekstern varme for herding. Den høye målenøyaktigheten og blandekvaliteten til systemene våre gjør at vi kan håndtere selv avanserte 2K-påføringer med høy hastighet og konstant kvalitet.

Batterier til elkjøretøyer liker ikke fuktighet. Enhver form for fuktighet kan påvirke ytelsen. Avhengig av utformingen av batteriet kan de indre kantene på brettet også slippe inn fuktighet.  Produsentene kan bruke materialer som MS-polymerer på de indre konturene og kledningskantene for å forsegle batteriet mot inntrengning av fuktighet og gasslekkasje.

Utfordringer ved batteriskufftetning
Komplekse delegeometrier og posisjonsavvik under produksjonen kan gjøre tilgjengelighet og presisjon vanskelig. Dette kan også innebære en høy grad av programmering. Avhengig av delekonturene kan det være nødvendig med forskjellige sømgeometrier for å oppnå 100 % tetthet. 

Våre løsninger for batteriskufftetning: 
I henhold til geometrien i batteriskuffen kan vår E-Swirl 2AdX-applikator sømløst bytte mellom perle- og swirl-påføringer. Swirl-mønsteret gir en forbedret materialfordeling. Dette er nyttig ved tetning. Vår E-Swirl overbeviser deg med fleksibel påføringsavstand og enkel programmering. Denne applikatoren muliggjør et stabilt prosessvindu og kvalitet selv med vanskelig tilgjengelighet. Kombinert med vår ISRA VISION-robotveiledningsløsning SHAPEMATCH3D sikrer vi at posisjonsavvik fra batteriskuffen vurderes før prosessen startes. Påføringen starter nøyaktig i riktig posisjon.

Battericellene genererer varme under lading og utlading. Det er viktig å kontrollere og distribuere denne termiske energien for sikkerhet. Dermed beholder du også langsiktig batterikapasitet. Påfør et termisk grensesnittmateriale (TIM eller fugemasse) mellom batteriskuffen og cellemodulene for å hindre overoppheting. Dette muliggjør aktiv termisk styring av store batteripakker. Den genererte varmen blir avløst i passende kjølestrukturer.

Utfordringer ved påføring av termisk grensesnittmateriale:

Temperaturstyring er en svært viktig oppgave innen batteriproduksjon. Battericeller med høyspenning må brukes innenfor et bestemt temperaturområde for å bevare ytelsen og unngå overoppheting. På grunn av dette brukes det en varmeledende masse. Men for å garantere full varmekonduktivitet er et boblefritt resultat avgjørende. Dette er en utfordring fordi det flytende fyllmassematerialet påføres i høyt volum. I tillegg er materialet også svært slipende og kan slite ut utstyret raskt. 

Våre løsninger: 
Våre industrielle påføringsløsninger tilbyr presis måleteknologi og systemkomponenter. De er utformet for å håndtere store mengder slipematerialer på et høyt produktivitetsnivå. Materialet må påføres med stor presisjon. Med et optimalisert mønster unngår vi luftlommer i påføringsprosessen. Ved å legge til visuell 3D-skanning av batteriskuffen, bestemmer vi den nøyaktige mengden materiale som trengs. Dette sparer dyrt materiale og oppdager påføringsfeil i bredde, posisjon og perlekontinuitet umiddelbart uten å øke syklustiden.

I det usannsynlige tilfellet at EV-battericellene antenner, er det en risiko for at de vil brenne gjennom batteridekselet. For eksempel angir de nyeste sikkerhetsforskriftene i Kina at en passasjer må ha minst fem minutter på seg til å forlate kjøretøyet i tilfelle brann. En metode er å dekke batterilokket med et lag av et væskepåført brannsikkert materiale. Disse er ofte to-komponents (1K) materialer.

Utfordringer innen brannvern:
Materiallaget må ha en definert tykkelse på hele overflaten av dekselet. Hull og overlappinger må være innenfor strenge toleranseområder for å unngå problemer i nedstrøms produksjonsprosesser. Spraypåføring av materialer som epoksy har mange ulemper. Materialpartikler i luften utgjør en helserisiko, og alternativet er en flat stream-påføring. Det har imidlertid vært vanskelig å bruke 2K-materialer med flat stream frem til nå.

Våre løsninger innen brannvern: 
Vi har utviklet en løsning for å påføre 2K-materialer i en skarp flat stream. Vår SCA FlexS.Seal-applikator blander to komponenter med høy presisjon. En ekstra nåleventil ved dysen sikrer at det blandede materialet påføres med riktig trykk. Vi optimaliserte ventilen for å unngå materialrester som kan påvirke kvaliteten. Dermed oppnår vi en rask, nøyaktig og jevn påføring på store flater med rene starter og slutter. Det reduserer helserisiko, materialavfall og maskering uten oversprøytingsproblemer.

Fordampning av skadelig gass og inntrenging av fuktighet kan påvirke sikkerheten og ytelsen til EV-batterier. For å forhindre dette krever batteriprodusenter flere tetningstrinn i monteringsprosessen. Og alt dette uten å glemme kvalitetssikringen, selv med deleavvik og vanskelige kontrastforhold.

Utfordringer ved batteridekseltetning:
 Når det gjelder å dekseltetning, er en uavbrutt perle, presise perlestarter og -slutter og en jevn perlehøyde obligatorisk. Samtidig må sømmen være reversibel for å muliggjøre reparasjoner. På grunn av sine permanente elastiske egenskaper er varm butyl godt egnet for dette. Du må imidlertid varme opp materialet til 160 °C for optimal behandling. Visuell kvalitetsinspeksjon er utfordrende med svarte materialtetninger på svartbelagte overflater.

Våre løsninger for batteridekseltetning: 
Atlas Copcos varmmåler tempererer varme materialer optimalt for et perfekt dekseltetningsresultat med rene perlestarter og -slutter. Den integrerte 3D-synsinspeksjonsløsningen RTVision.3D inspiserer bredde og høyde. Denne løsningen styrer også kontinuiteten til perlen under påføringen og det påførte volumet. Den overvåker også avstanden fra midten av perlen til komponentkanten for å kontrollere nøyaktig posisjonering. Dermed kan vi oppdage eventuelle avvik i sanntid. Takket være laserteknologi kan vi enkelt inspisere perlen tross utfordrende fargeblandinger (f.eks. svart på svart).