Svet elektromobility a výroby akumulátorov sa rýchlo vyvíja a výrobný proces si vyžaduje inovatívne riešenia. Moderné elektrické vozidlá využívajú rôzne typy akumulátorov, ktoré musia byť optimalizované na dlhú životnosť, výkon a bezpečnosť. To robí z riešení dávkovania výhodný spôsob, ako ich montovať. Používajte vysokovýkonné lepidlá, tmely alebo materiály tepelného rozhrania s efektívnym dávkovacím systémom na zvýšenie efektivity výroby. Tak môžete tiež znížiť hmotnosť, ako aj náklady a prispievať k udržateľnosti.
Šesť najčastejších výziev dávkovania v procesoch montáže akumulátorov
Množstvo aplikácií sa v priebehu rokov stalo bežnými vo výrobných procesoch elektrických vozidiel. Začalo to s aplikáciami, ako je napríklad jednoduchá tesniaca aplikácia, ktorá je známa z procesu tesnenia motorov. Tieto aplikácie sa vyvinuli na rýchlo napredujúce inovácie, ktoré revolucionizujú celý výrobný proces.
V montáži akumulátorov je veľa aplikačných procesov v závislosti od typu článkov akumulátora – valcový, prizmatický alebo vreckový – a konštrukcie akumulátora.
- Cell and sidewall bonding
- Battery tray sealing
- Thermal management
- Fire protection
- Battery cover sealing
- Corrosion protection
Presná aplikácia 2K materiálov
Spájanie článkov a bočných stien
Zostavenie článkov a spájanie bočných stien sú kritické procesy vo výrobe akumulátorov elektrických vozidiel. Je potrebné bezpečne spojiť články, zachovať elektrickú izoláciu a umožniť zväčšenie článkov počas nabíjania a vybíjania. Tieto procesy si vyžadujú presnosť, rýchlosť a flexibilitu. Tak sa zabezpečí výroba vysokokvalitných akumulátorov. Takéto akumulátory elektrických vozidiel spĺňajú najprísnejšie bezpečnostné a výkonnostné normy automobilového priemyslu.
Výzvy v spájaní článkov a bočných stien:
Pri akumulátoroch s prizmatickými článkami je výzvou pevne upevniť články do zostavy. Nemožno použiť žiadne teplo ani silu. Spoj musí spĺňať najvyššie nároky z hľadiska kvality aplikácie, pevnosti a odolnosti voči nárazu. Podobné výzvy sa objavujú pri spájaní bočných stien okolo zostavy článkov. Preto výrobcovia v tomto procese často používajú dvojzložkové (2C) materiály. Nevyžadujú teplo na vytvrdenie. Kvalita aplikácie a procesov musí byť správna hneď od začiatku, aby sa zabezpečil bezpečný spoj pri používaní 2K materiálov.
Naše riešenia na spájanie článkov a bočných stien:
Produktový rad SCA spoločnosti Atlas Copco ponúka riešenia dávkovania, ktoré sú vysoko presné. Zabraňujú vzniku vzduchových vreciek a zabezpečujú vysokú spoľahlivosť procesu. V závislosti od požiadaviek zákazníka ponúkame jednozložkové a dvojzložkové aplikácie. Dvojzložkové aplikácie sa často používajú pri spájaní článkov. Na vytvrdenie nie je potrebné žiadne vonkajšie teplo. Vysoká presnosť dávkovania a kvalita miešania našich systémov umožňujú zvládnuť aj náročné dvojzložkové aplikácie vysokou rýchlosťou a s konštantnou kvalitou.
Aplikácia E-Swirl na dynamické tesnenie
Tesnenie akumulátorových priestorov
Akumulátory elektrických vozidiel nemajú radi vlhkosť. Akákoľvek vlhkosť môže ovplyvniť ich výkon. V závislosti od konštrukcie akumulátora môže cez vnútorné hrany akumulátorového priestoru preniknúť vlhkosť. Výrobcovia môžu naniesť materiály, ako je MS polymér, na vnútorné kontúry a hrany obloženia, aby chránili akumulátor pred prienikom vlhkosti a únikom plynu.
Výzvy pri tesnení akumulátorových priestorov:
Komplexné geometrie dielov a odchýlky polohy počas výroby môžu zhoršiť prístupnosť a presnosť. Môže si to tiež vyžadovať namáhavé programovanie. V závislosti od kontúr dielov sa môžu vyžadovať rôzne geometrie spojov, aby sa dosiahla 100 % tesnosť.
Naše riešenia tesnenia akumulátorových priestorov:
Podľa geometrie v akumulátorovom priestore môže náš aplikátor E-Swirl 2AdX bezproblémovo prechádzať medzi bodovým nanášaním a nanášaním vírením. Vzor víru poskytuje zlepšené rozloženie materiálu. To je užitočné pri tesnení. Náš E-Swirl vás presvedčí flexibilnou vzdialenosťou aplikácie a jednoduchým programovaním. Tento aplikátor umožňuje stabilné procesné okno a kvalitu aj pri komplikovanom prístupe. Kombináciou s naším riešením SHAPEMATCH3D navádzania robotických nástrojov ISRA VISION zabezpečujeme, že pred spustením procesu sa zvážia odchýlky polohy akumulátorového priestoru. Aplikácia sa spustí presne v správnej polohe.
Aplikácia výplne medzier s 2K materiálom
Tepelný manažment
Články akumulátora počas nabíjania a vybíjania produkujú teplo. Pre bezpečnosť je dôležité kontrolovať a odvádzať túto tepelnú energiu. Takto tiež udržíte dlhodobú kapacitu akumulátora. Naneste materiál tepelného rozhrania (TIM alebo výplň medzier) medzi akumulátorový priestor a moduly článkov, aby sa predišlo prehrievaniu. To zabezpečí aktívny tepelný manažment veľkých akumulátorov. Vyprodukované teplo sa odvedie do príslušných chladiacich štruktúr.
Výzvy v aplikácii materiálu tepelného rozhrania:
Riadenie teploty je základnou úlohou pri výrobe akumulátorov. Vysokonapäťové články akumulátorov musia pracovať v rámci špecifického teplotného rozsahu, aby sa zachovala ich výkonnosť a zabránilo sa prehriatiu. Z tohto dôvodu sa používa tepelne vodivá pasta. Kvôli zaručeniu plnej tepelnej vodivosti je však rozhodujúce, aby sa dosiahol výsledok bez obsahu bublín. Je to výzva, pretože kvapalný materiál výplní medzier sa aplikuje vo veľkých objemoch. Okrem toho, materiál je veľmi abrazívny a môže spôsobiť rýchle opotrebovanie zariadenia.
Naše riešenia:
Naše riešenia priemyselného nanášania ponúkajú presné dávkovacie technológie a komponenty systému. Sú navrhnuté tak, aby zvládali veľké objemy abrazívnych materiálov pri vysokej úrovni produktivity. Materiál sa musí nanášať s vysokou presnosťou. Vďaka optimalizovanému vzoru sa vyhýbame vzduchovým vreckám v aplikačnom procese. S vizuálnym 3D skenovaním akumulátorového priestoru dokážeme určiť presné množstvo potrebného materiálu. To šetrí drahý materiál a ihneď rozpozná chyby dávkovania v šírke, polohe a kontinuite nanášaného profilu bez pridania času cyklu.
Aplikácia dvojzložkového materiálu plochým prúdom
Požiarna ochrana
V nepravdepodobnom prípade vzplanutia článkov akumulátora elektrického vozidla, existuje však riziko, že prepália kryt akumulátora. Napríklad, podľa najnovších bezpečnostných predpisov v Číne musí mať cestujúci aspoň päť minút na opustenie vozidla v prípade požiaru. Jedným z riešení je pokryť veko akumulátora vrstvou kvapalného ohňovzdorného materiálu. Sú to často dvojzložkové (1K) materiály.
Výzvy v požiarnej ochrane:
Vrstva materiálu musí mať definovanú hrúbku na celom povrchu krytu. Medzery a prekrytia musia spĺňať prísne rozsahy odchýlok, aby sa predišlo problémom v následných výrobných procesoch. Aplikácie materiálov, ako je epoxid, sprejovaním majú mnoho nevýhod. Čiastočky materiálu vo vzduchu predstavujú zdravotné riziko. Alternatívou je aplikácia plochým prúdom. Nanášanie 2K materiálov plochým prúdom je však doteraz náročné.
Naše riešenia pre aplikácie požiarnej ochrany:
Vyvinuli sme riešenie na nanášanie 2K materiálov v špičkovom plochom prúde. Náš aplikátor SCA FlexS.Seal mieša dva komponenty s vysokou presnosťou. Dodatočný ihlový ventil na dýze zabezpečuje, že sa zmiešaný materiál dávkuje so správnym tlakom. Optimalizovali sme ventil, aby sme sa vyhli zvyškom materiálu, ktoré by mohli ovplyvniť kvalitu. Tak sme dosiahli rýchlu, presnú a jednotnú aplikáciu na veľkých povrchoch s čistými začiatkami a koncami. Znížite tým zdravotné riziká, odpadový materiál a maskovanie bez problémov s nadmerným sprejovaním.
Aplikácia horúcim butylom na tesnenie krytov
Tesnenie krytov akumulátorov
Vyparovanie škodlivých plynov a prienik vlhkosti by mohol ovplyvniť bezpečnosť a výkon akumulátorov elektrických vozidiel. Výrobcovia akumulátorov vyžadujú niekoľko tesniacich krokov v procese montáže, aby tomu predišli. To všetko s dôrazom na zabezpečenie kvality dokonca aj pri odchýlkach dielov a náročných kontrastných pomeroch.
Výzvy pri tesnení krytu akumulátora:
Pri tesnení krytu je nevyhnutné neprerušované nanášanie, presné začiatky a konce naneseného profilu a dokonca aj výška profilu. Spoj musí byť súčasne reverzibilný, aby boli možné opravy. Horúci butyl sa na to výborne hodí vďaka svojim trvalo elastickým vlastnostiam. Pre optimálne spracovanie však musíte zohriať materiál na 160 °C. Vizuálna kontrola kvality je náročná vzhľadom na čiernu farbu materiálu tesnení na čiernych povrchoch.
Naše riešenia tesnenia krytu akumulátora:
Náš dávkovač taveniny Atlas Copco optimálne temperuje horúce materiály na dosiahnutie dokonalého výsledku utesnenia krytu s čistými začiatkami a koncami naneseného profilu. Riešenie inline 3D kontroly RTVision.3d kontroluje šírku a výšku. Toto riešenie tiež kontroluje kontinuitu kvapky počas aplikácie, ako aj aplikovaný objem. Monitoruje aj vzdialenosť od stredu kvapky k okraju komponentu, aby sa kontrolovalo presné umiestnenie. Tak môžeme rozpoznať akékoľvek odchýlky v reálnom čase. Vďaka laserovej technológii môžeme jednoducho skontrolovať kvapku aj napriek náročným kombináciám farieb (napr. čierne na čiernom).
Dynamická kvapková aplikácia na presné tesnenie
Ochrana proti korózii
Výrobcovia akumulátorov musia na konci procesu utesniť kritické oblasti akumulátora, aby zabránili korózii. Najmodernejšie akumulátorové konštrukcie majú veľa porúch povrchov, hrán obloženia a spojov. Napríklad, mechanické spájanie krytu a zásobníka môže spôsobiť mierne poškodenie laku veka. Na týchto miestach môže vnikať vlhkosť a môže dôjsť ku korózii. Na ochranu týchto oblastí môžete naniesť protikorózne materiály, napríklad špeciálne vosky.
Výzvy v aplikáciách ochrany proti korózii:
Proces aplikácie na povrch akumulátora s mnohými kontúrami, okrajmi a spojmi je náročný. Bežné manuálne alebo automatizované aplikácie sprejovaním vedú k manuálnemu prepracovaniu, namáhavému maskovaniu a odpadovému materiálu. To ovplyvňuje produktivitu a kvalitu procesu ochrany proti korózii. Okrem toho je potrebné zvážiť aspekty prevádzkyschopnosti. Ak sú spojovacie prvky pokryté materiálom, uvoľnenie skrutiek na opravu je náročné.
Naše riešenia pre aplikácie ochrany proti korózii:
IDDA.Seal je inteligentná a dynamická kvapková aplikácia, ktorá môže spracovať aj vosky. Každú kvapku môžete ovládať individuálne. To umožňuje najvyššiu presnosť a plne flexibilnú geometriu kvapky. Šírku a hrúbku kvapky môžeme dokonale prispôsobiť vašim požiadavkám. Materiál môžete aplikovať čo najtenšie a najpresnejšie, ako je to len možné. Použijete len toľko materiálu, koľko je potrebné. Tak znížite manuálne prepracovania a spotrebu materiálu na minimum. Môžete napríklad vynechať hlavu spojovacieho prvku. To umožní čisté uvoľnenie skrutky pri opravách.
Vaša výzva výroby akumulátorov elektrického vozidla je naše riešenie priemyselného dávkovania
S našimi rozsiahlymi znalosťami priemyselných trendov, výziev a príležitostí vás môžu naši technickí odborníci a naša široká sieť podporiť vo výraznom zlepšení procesov, výroby a ziskovosti.
Inovácia
Výrobný proces v montáži akumulátorov sa rýchlo vyvíja a je veľmi pružný. Rýchly vývoj a krátky čas implementácie podporujú potrebu inovácií a partnerov, ktorí umožnia a urýchlia vaše inovácie.
Kompetencie
Na podporu rýchlo meniaceho sa prostredia, ako je elektromobilita, sa vyžadujú správne znalosti a zručnosti. V našom tíme sú odborníci na procesy a materiály, analytici spojov ako aj špecialisti na vizuálnu inšpekciu a automatizáciu.
Flexibilita
Riešenie komplexných výziev si vyžaduje flexibilitu. Sme inovačným partnerom, ktorý ponúka celý rad riešení priemyselného dávkovania – úplná flexibilita v objeme, viskozite a aplikačnom procese.
Procesy spájania sa môžu veľmi líšiť. Preto ponúkame komplexné testovanie a konzultácie pred kúpou riešenia nanášania. Naša globálna sieť 13 inovačných centier ponúka miesta, na ktorých inovujeme a spolupracujeme na riešení problémov pri spájaní spolu s našimi zákazníkmi a partnermi. Sú navrhnuté tak, aby urýchlili vašu cestu inovácií.
Prehľad ponuky nášho centra inovácií:
- Vývoj aplikácií a procesov
- Testovanie materiálov
- Analýzy spojení
- Integrácie technológií
- Pilotná výroba
- Virtuálne skúšky
a ešte oveľa viac!
