Industriella dispenseringslösningar för montering av elfordonsbatterier

Limning av cellpaket och sidoväggar är avgörande processer vid tillverkning av EV-batterier. Du måste sammanfoga cellerna på ett säkert sätt samtidigt som du bibehåller elektrisk isolering och tillåter cellexpansion under laddning och urladdning. Dessa processer kräver precision, snabbhet och flexibilitet, vilket innebär att du säkerställer att produktionen ger högkvalitativa batterier. Dessa EV-batterier uppfyller fordonsindustrins stränga standarder gällande säkerhet och prestanda.

Utmaningar vid limning av celler och sidoväggar:
För batterier med prismatiska celler är utmaningen att fästa cellerna ordentligt i ett cellpaket. Ingen värme eller kraft kan appliceras. Förbandet måste uppfylla de högsta kraven vad gäller appliceringskvalitet, styvhet och krockbeteende. Liknande utmaningar uppstår när sidoväggarna limmas runt cellpaketet. Därför använder tillverkare ofta tvåkomponentsmaterial (2K) för den här processen eftersom dessa inte kräver värme för att härda. Tillämpningen och processkvaliteten måste vara rätt första gången för att säkerställa ett säkert förband vid användning av 2K-material.

Våra lösningar för limning av celler och sidoväggar:
Atlas Copcos SCA-produktserie erbjuder dispenseringslösningar som är mycket exakta, eliminerar luftfickor och säkerställer hög processtillförlitlighet. Beroende på kundens önskemål kan vi erbjuda 1K- och 2K-applicering. 2K-appliceringar används ofta vid cell-till-cell-limning eftersom ingen extern värme krävs för härdning. Doseringsenhetens noggrannhet och blandningskvaliteten i våra system gör det möjligt för oss att hantera även avancerade 2K-appliceringar med hög hastighet och konstant kvalitet.

EV-batterier gillar inte fukt. Alla typer av fukt kan påverka deras prestanda. Beroende på batteriets utformning kan brickans inre kanter också släppa in fukt. Tillverkare kan applicera material som MS-polymerer på de inre konturerna och putsa kanterna för att täta batteriet mot inträngande fukt och gasläckage.

Utmaningar vid tätning av batteritråg:
Komplexa detaljgeometrier och positionsavvikelser under produktionen kan försvåra åtkomsten och precisionen. Detta kan även innebära en ökad programmeringsinsats. Beroende på delarnas konturer kan det krävas olika sömgeometrier för att uppnå 100 % täthet. 

Våra lösningar för tätning av batterifack: 
Beroende på batterifackets geometri, kan vår E-Swirl 2ADX-applikator smidigt växla mellan sträng- och spiralapplicering. Spiralmönstret ger en förbättrad materialfördelning viket är användbart vid tätning. Vår E-Swirl övertygar dig med ett flexibelt appliceringsavstånd och enkel programmering. Den här applikatorn ger ett stabilt processfönster och hög kvalitet även vid svår tillgänglighet. I kombination med vår ISRA VISION robotstyrningslösning SHAPEMATCH3D ser vi till att ta hänsyn till positionsavvikelser för batterifacket innan processen startas. Appliceringen startar på exakt rätt position.

Battericeller genererar värme under laddning och urladdning. Det är viktigt för säkerheten att denna värmeenergi kontrolleras och fördelas. På så sätt upprätthålls även den långsiktiga batterikapaciteten. Applicera ett termiskt kontaktmaterial (TIM eller spaltfyllning) mellan batteritråget och cellmodulerna för att förhindra överhettning. Detta möjliggör aktiv värmehantering av stora batterier. Den genererade värmen avleds till lämpliga kylstrukturer.

Utmaningar vid applicering av termiskt kontaktmaterial:

Temperaturhantering är en viktig uppgift vid batteritillverkning. Högspänningsbattericeller måste hanteras inom ett specifikt temperaturintervall för att deras prestanda ska bevaras och överhettning undvikas. Därför används en värmeledande pasta. Men för att garantera full värmeledningsförmåga är det helt avgörande att resultatet är fritt från luftbubblor. Detta är en utmaning eftersom det flytande spaltfyllningsmaterialet tillförs i stora volymer. Som om det inte vore nog, så är materialet även mycket slipande och kan snabbt slita ut utrustningen. 

Våra lösningar: 
Våra industriella dispenseringslösningar erbjuder exakt mätteknik och systemkomponenter. De är utformade för att hantera stora volymer av slipande material på hög produktivitetsnivå. Materialet måste appliceras med stor precision. Med ett optimerat mönster undviker vi luftfickor i appliceringsprocessen. Genom att lägga till visuell 3D-skanning av batteritråget fastställer vi exakt hur mycket material som behövs. Detta sparar dyrt material och upptäcker dispenseringsfel i bredd, position och strängkontinuitet omedelbart utan ökad cykeltid.

Om EV-battericeller mot förmodan skulle antändas finns det risk för att det bränns hål i batterikåpan. Till exempel anger de senaste säkerhetsbestämmelserna i Kina att en passagerare måste ha minst fem minuter på sig att lämna fordonet i händelse av brand. En metod är att täcka batterilocket med ett lager av ett vätskeburet, brandbeständigt material. Dessa är ofta tvåkomponentsmaterial (1K).

Utmaningar inom brandskydd:
Materiallagret måste ha en definierad tjocklek på hela kåpans yta. Mellanrum och överlappningar måste vara inom snäva toleransintervall för att undvika problem i efterföljande produktionsprocesser. Sprutapplicering av material som epoxi har många nackdelar. Materialpartiklar i luften utgör en hälsorisk. Alternativet är en applicering med planflöde. Det har dock fram till nu varit svårt att applicera 2K-material med plant flöde.

Våra lösningar för brandskyddstillämpningar: 
Vi har utvecklat en lösning för att applicera 2K-material i ett planflöde med vassa kanter. Vår SCA FlexS.Seal-applikator blandar två komponenter med hög precision. En extra nålventil vid munstycket ser till att det blandade materialet fördelas med rätt tryck. Vi har optimerat ventilen för att undvika materialrester som kan påverka kvaliteten. Därför uppnår vi en snabb, exakt och enhetlig applicering på stora ytor med ren början och slut. Du minskar hälsoriskerna, materialspillet och maskeringen utan problem med överapplicering.

Skadlig gasavdunstning och inträngande fukt kan påverka elfordonsbatteriernas säkerhet och prestanda. För att förhindra detta kräver batteritillverkarna flera tätningssteg i monteringsprocessen. Och allt detta sker med tanke på kvalitetssäkringen, även för detaljavvikelser och svåra kontrastförhållanden.

Utmaningar vid batterikapslingstätning:
 När det gäller kapslingstätning är en obruten sträng, exakt strängstart och -slut samt en jämn stränghöjd obligatorisk. Samtidigt måste tätningen kunna delas för att reparationer ska kunna utföras. Tack vare de permanent elastiska egenskaperna hos varm butyl är detta material lämpat för detta. Materialet måste dock värmas upp till 160 °C för en optimal process. Visuell kvalitetsinspektion är en utmaning med svarta materialtätningar på ytor med svart beläggning.

Våra lösningar för batterikapslingstätning: 
Atlas Copcos värmemätare ser till att det heta materialet värms optimalt för ett perfekt tätningsresultat med ren strängbörjan och -slut. Den inbyggda 3D-inspektionslösningen RTVision.3d inspekterar bredden och höjden. Den här lösningen kontrollerar också kontinuiteten i strängen under appliceringen samt den använda volymen. Den övervakar också avståndet från mitten av strängen till komponentkanten för att kontrollera korrekt placering. På så sätt kan vi upptäcka eventuella avvikelser i realtid. Tack vare lasertekniken kan vi enkelt inspektera strängen trots utmanande färgkombinationer (t.ex. svart på svart).