Postup montáže vysokonapäťového akumulátora EV výrazným spôsobom ovplyvňuje výkon, bezpečnosť a životnosť akumulátora. Mimoriadne dôležitý je výber správnej technológie montáže s dôrazom na špeciálne požiadavky výroby akumulátorov a úsilie o zaistenie efektívneho montážneho procesu. Preto by ste mali vedieť toto...
Riešenia pre elektromobilitu
Inovatívne technológie montáže a rozsiahle znalosti montáže akumulátorov robia zo spoločnosti Atlas Copco vášho strategického partnera v oblasti elektromobility. Pozrite si videoprezentáciu a zistite viac o našich riešeniach v oblasti výroby akumulátorov.
1. Spájanie článkov: výsledok bez bublín je dôležitý na zaistenie bezpečnosti
Ak chcete dodať požadovanú energiu, prizmatické články akumulátora musia byť pevne pripojené k zostavám článkov. Je to náročná úloha, pretože články sú veľmi jemné. V procese ich spájania nemožno použiť žiadne teplo ani silu. Technika lepenia 2C si nevyžaduje žiadne externé teplo na tvrdnutie a spoj spĺňa tie najvyššie nároky z hľadiska pevnosti a odolnosti voči nárazu. Pri použití ľahkých elastických lepidiel sa počas prevádzky absorbujú vibrácie, čo zvyšuje životnosť akumulátora. Rovnako to umožňuje, aby články počas nabíjania a vybíjania mierne expandovali. Lepidlo sa musí aplikovať presne a spoľahlivo, aby sa zabránilo vzniku vzduchových bublín. To je dôležité na zaistenie úplného kontaktu a izolácie. Pri náraze by vzduchové bubliny mohli zapríčiniť skrat, ktorý predstavuje veľmi veľký bezpečnostný problém v systémoch vysokého napätia.
2. Zosilnenie súborov článkov: vyžaduje sa spájanie za studena
Ak chcete chrániť akumulátor pred nárazom, sústavy článkov možno zosilniť bočnými výstužami. Bežné techniky spájania, akou je napríklad bodové zváranie, nie sú vhodné na tento montážny krok, pretože vytvárajú teplo a rozstrek zváraného materiálu, ktorý môže poškodiť citlivé články. Riešením je technika spájania za studena, napríklad samodierovacie nitovanie. Tento čistý a výlučne mechanický proces spájania žiadnym spôsobom články nezahrieva a nevytvárajú sa pri ňom žiadne nebezpečné výpary či rozstrek zváraného materiálu. Samotným nitovaním sa môžu spájať viaceré vrstvy rôznych materiálov, ako je hliník alebo oceľ, ktoré zabezpečujú elektrickú vodivosť na uzemnenie. Proces spájania je veľmi spoľahlivý a vyznačuje sa krátkymi časmi cyklov. To zaistí voľnosť pri vytváraní návrhu a maximálnu bezpečnosť pri zachovaní vysokej produktivity.
3. Prípravok na vypĺňanie medzier: dávkovanie tepelne vodivej pasty je náročná úloha
Veľmi náročnou úlohou pri výrobe akumulátorov je regulácia teploty. Akumulátory sa musia prevádzkovať v špecifickom teplotnom rozsahu, aby sa zachoval ich výkon a zabránilo sa prehriatiu. Z tohto dôvodu sa používa tepelne vodivá pasta. Zaručenie tepelnej vodivosti si však vyžaduje vytvorenie spojenia bez bublín. To nie je jednoduché, pretože kvapalný plniaci materiál sa aplikuje vo vysokých objemoch. Vyžaduje presné dávkovanie. Dodatočné funkcie monitorovania môžu byť výhodou. Laserové alebo kamerové systémy napríklad monitorujú polohu guľôčok, aby zabezpečili presný výsledok. Chyby aplikácie sa okamžite rozpoznajú a možno ich ihneď odstrániť. Tým sa skráti čas cyklu a znížia sa náklady na prepracovanie alebo zabezpečenie kvality. Navyše treba zohľadniť skutočnosť, že plochy vypĺňaných medzier sú mimoriadne abrazívne a môžu zapríčiniť rýchle opotrebovanie dávkovacieho zariadenia. Súčasti systému napríklad na dodávanie materiálu a meranie musia byť navrhnuté tak, aby zvládli vysoké objemy náročných materiálov pri vysokej úrovni produktivity.
4. Montáž modulov: mäkké spoje vyžadujú regulované uťahovanie
Na moduly akumulátorov treba naniesť kvapalnú výplňovú pastu v spodnej časti zásobníka. Tento úkon možno vykonať uťahovaním. Zachovanie funkcie prípravku na vypĺňanie medzier ako mäkkého spoja je však náročné. Pasta sa jednoducho vytlačí a vzduchové bubliny zostanú. Aby sa zaručila rovnomerná distribúcia a dokonalý kontakt medzi modulmi akumulátora a zlúčeninou na odvádzanie tepla, proces uťahovania musí byť úplne regulovateľný. Na dosiahnutie rovnomerného utiahnutia sa odporúča použiť elektronicky riadené riešenie s viacerými hriadeľmi. Synchrónne pracuje na konečnom uťahovaní, čas cyklu sa skracuje a každý modul v zásobníku je rovnomerne upevnený. Naprogramovaná stratégia uťahovania musí zohľadniť správanie kvapalnej pasty na odvádzanie tepla a vytvoriť optimálny kontakt.
5. Utesnenie krytu: ochrana pred vlhkosťou a plynmi má zásadný význam
Po nainštalovaní všetkých modulov a inštalácii systému riadenia akumulátora sa musí zásobník utesniť. Je dôležité zabrániť akémukoľvek prenikaniu vlhkosti, inak sa výkon akumulátora výrazne zhorší a môže to zapríčiniť jeho poškodenie a koróziu. Okrem toho sa v akumulátore vytvárajú nebezpečné plyny, ktoré môžu byť pre cestujúcich škodlivé. Vnútorný priestor musí byť úplne utesnený zvnútra aj zvonku. Preto je dôležitá presná a neprerušovaná aplikácia tesniaceho prípravku. Môžete ju vykonať na strane krytu alebo zásobníka. Pretože akumulátor nemôže byť vystavený teplu vhodnými materiálmi sú horúci butyl 1C, polyuretán 2C alebo silikón 2C. Nevyžadujú vytvrdzovanie teplom. Horúci butyl možno navyše pri servisných prácach odstrániť. Bez ohľadu na materiál sa musí aplikácia vykonávať rovnomerne a je mimoriadne dôležité, aby začiatok a koniec aplikácie boli presne umiestnené a zabezpečilo sa dokonalé utesnenie.
6. Spojenie krytu a zásobníka: servisovateľnosť si vyžaduje použitie reverzibilného spájania
Napokon sa kryt umiestni na skriňu. V tomto štádiu je prístup k skrini len zvonku. To sa musí zohľadniť pri výbere spojovacej technológie. Spoj by mal byť navyše rozpojiteľný, aby sa uľahčila údržba a demontáž. Technológia upevňovania samodierovacím uťahovaním dokonale zodpovedá týmto požiadavkám. Skrutka sa otáča vysokou rýchlosťou a tlakom sa materiál zahrieva. To umožňuje, aby sa spojovací prvok pretlačil vrstvami materiálu a pritom vyrezal závit – ide o efektívnu a flexibilnú spájaciu technológiu pre viacvrstvové zostavy. Proces umožňuje dosiahnuť spoľahlivé mechanické spojenie, je reverzibilný a vyžaduje iba jednostranný prístup. Nie je potrebná príprava povrchu. Kovové komponenty sú teda vodivo spojené a tvoria Faradayovu klietku, ktorá zabraňuje elektromagnetickému rušeniu.
