ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า (EV) กำลังแข่งกันเพื่อเปิดตัวรถรุ่นใหม่ๆ สู่ตลาด แต่ต้องเผชิญกับความท้าทายหลายอย่าง เช่น การร่นระยะเวลาการชาร์จ หรือการลดน้ำหนักแบตเตอรี่ ความท้าทายหลายๆ ด้านเกี่ยวกับประสิทธิภาพและความยั่งยืนนั้นอยู่ในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่เอง เราลองมาพิจารณาดูข้อที่สำคัญและวิธีแก้ไข
ความท้าทายที่สำคัญในการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า
1. การตอบสนองความต้องการด้านความปลอดภัย
การจัดการอุณหภูมิเป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญ เซลล์แบตเตอรี่จะต้องทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่เฉพาะเพื่อรักษาประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงความร้อนเกิน ด้วยเหตุผลนี้ จึงทำให้ต้องใช้กาวยึดติดนำความร้อนและเติมช่องว่าง แต่ถ้าใช้กาวยึดติดนี้ในปริมาณมาก อาจทำให้เกิดฟอง ซึ่งลดทอนประสิทธิภาพในการนำความร้อนได้
สามารถเสริมความแข็งแรงให้ชั้นของเซลล์แบตเตอรี่ EV ด้วยโครงด้านข้างได้เพื่อป้องกันแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าในกรณีที่เกิดการชน อย่างไรก็ตาม เทคนิคการต่อเชื่อมที่พบได้ทั่วไป เช่น การเชื่อมแบบเป็นจุดไม่เหมาะสำหรับขั้นตอนการประกอบ เนื่องจากอาจทำให้เกิดความร้อนและการกระจัดกระจายของรอยเชื่อม ซึ่งอาจทำให้เกิดอันตรายกับเซลล์แบตเตอรี่ที่มีความไวสูง
ความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานระหว่างการผลิตแบตเตอรี่ EV เป็นสิ่งสำคัญ เพราะว่าเซลล์และโมดูลที่ประกอบกันเป็นแบตเตอรี่นั้นมีประจุไฟฟ้า โดยมีระดับแรงดันไฟฟ้า DC ตั้งแต่ไม่กี่ร้อยจนถึงหลักพัน ต้องทำการประเมินความเสี่ยง ผู้ปฏิบัติงานของคุณต้องได้รับการฝึกอบรมในหลักการทำงานที่ปลอดภัยในการประกอบแบตเตอรี่ EV และมีอุปกรณ์พิเศษเมื่อทำงานกับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันสูงถึง 1,000 โวลต์ (IEC 60900)
2. การปกป้องคุณภาพ
การแข่งขันเพื่อสร้างนวัตกรรมในอุตสาหกรรมใดก็ตามสามารถนำไปสู่คุณภาพที่ถดถอยลงได้ ข้อบกพร่องที่ไม่สามารถตรวจพบที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตแบตเตอรี่สามารถนำไปสู่การรีคอล ซึ่งเป็นความเสียหายทางการเงินในอุตสาหกรรม EV ข้อบกพร่องเหล่านี้รวมถึงข้อบกพร่องในการต่อเชื่อมเซลล์ การซีลแบตเตอรี่ หรือวัสดุต่างๆ ที่ต้องต่อเชื่อม เช่น เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงและอะลูมิเนียม
3. ต้นทุนที่เพิ่มขึ้น
เมื่อพูดถึงการประหยัดต้นทุนในสายการผลิตแบตเตอรี่ปริมาณมาก แม้เพียงสิ่งเล็กน้อยนั้นก็มีผล ไม่ว่าจะเป็นการลดการแก้ไขงาน การลดการปฏิเสธงาน และการลดการสิ้นเปลืองวัสดุ ทั้งนี้มีโอกาสในการเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมากโดยเฉพาะในด้านการจ่ายวัสดุ
4. แบตเตอรี่ EV ต้องได้รับการปรับแต่งเพื่อความปลอดภัย ความคงทน และประสิทธิภาพ
ฉากทัศน์การพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Scenario) ของ International Energy Agency ได้คาดการณ์ว่า EV จะมีการเติบโตทั่วโลก 36% ต่อปี ซึ่งจะมีรถยนต์แบตเตอรี่ไฟฟ้ามากถึง 245 ล้านคันในปี 2030 ซึ่งสูงกว่า 30 เท่าของปัจจุบัน ความต้องการรถยนต์ EV ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนั้นเป็นความท้าทายใหม่ของผู้ผลิตรถในแง่ของวัสดุ ระบบแบตเตอรี่ และเทคโนโลยีการต่อเชื่อม เนื่องจากความต้องการในการทำให้มีน้ำหนักเบาซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญของการลดการปล่อยก๊าซ CO2
เนื่องจากแบตเตอรี่มีน้ำหนักมาก วิศวกรยานยนต์จึงต้องพัฒนาเทคนิคใหม่ เพื่อทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะทำได้พร้อมกับการเพิ่มระยะทางในการขับ พร้อมกันนี้ยังต้องทำการปรับแต่งแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่เป็นกำลังขับเคลื่อนของยานยนต์ เพื่อให้มีความปลอดภัย ความทนทานและประสิทธิภาพด้วย
การเอาชนะความท้าทายในการผลิตแบตเตอรี่ EV
ต้องทำการปรับปรุงด้านน้ำหนัก ความจุและเวลาการชาร์จของแบตเตอรี่ EV เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ต้องการ และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การสร้างกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ EV ที่เหมาะสมตั้งแต่แรกจึงเป็นสิ่งสำคัญ
1. ปลอดภัยไว้ก่อน
ความปลอดภัยเริ่มต้นตั้งแต่วัตถุดิบในการผลิตเซลล์ สามารถใช้โซลูชันภาพของเครื่อง (Machine Vision) ในการค้นหาข้อบกพร่องในฟิล์มตัวแยก หรือการเคลือบอิเล็กโทรด เพราะถ้าหากส่วนประกอบเหล่านี้เสียหาย อาจเกิดการลัดวงจร
เพิ่มชั้นป้องกันไฟ ถ้าเซลล์แบตเตอรี่ลุกไหม้ ก็เป็นไปได้ที่จะไหม้ทะลุฝาครอบแบตเตอรี่ การติดวัสดุป้องกันไฟที่มีความหนาที่เหมาะสมไว้ที่ฝาครอบจะช่วยควบคุมไฟให้นานที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
ซีลถาดแบตเตอรี่และฝาครอบเพื่อป้องกันความชื้นและป้องกันไม่ให้ก๊าซพิษรั่วไหลออกมาสู่คนขับ ใช้ระบบที่เที่ยงตรงสูงที่มีโซลูชันการตรวจสอบเม็ดสาร เพื่อป้องกันการเกิดช่องว่าง ฟองอากาศหรือการสะสมของวัสดุในการซีลที่อาจเป็นจุดอ่อนและการรั่วไหล
การทำงานกับส่วนประกอบแบตเตอรี่ที่มีไฟต้องใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานถูกไฟช็อต เราช่วยให้ผู้ผลิตยานยนตร์สามารถลดความเสี่ยงด้วยมาตรการต่างๆ รวมถึงการพัฒนาซ็อกเก็ตหุ้มฉนวนเต็มที่และอะแดปเตอร์ที่เปลี่ยนได้รวดเร็ว รวมถึงการหุ้มเครื่องมือด้วยฉนวนและการป้องกันการลื่นหลุดมือสำหรับเครื่องมือประกอบการขันแบบมือถือที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ ขณะทำงานกับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันสูงถึง 1,000 โวลต์ (IEC 60900)
2. ไม่ยอมลดทอนคุณภาพ
คุณภาพการผลิตแบตเตอรี่ EV เริ่มที่วัตถุดิบ การตรวจสอบฟิล์มตัวแยก/การเคลือบนั้นสามารถช่วยค้นหาข้อบกพร่องในวัสดุก่อนจะดำเนินการขั้นตอนถัดไป ให้ทำการตรวจสอบหาความเสียหายของพื้นผิวของทุกเซลล์แบตเตอรี่ในสายการผลิตแบบความเร็วเต็มที่และไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการผลิต
เมื่อทำงานกับเครื่องมือแบบแมนนวล ให้ช่วยเหลือผู้ปฏิบัติงานของคุณเพื่อให้พวกเขาทำงานได้คุณภาพสูงสุด การควบคุมกระบวนการและการจัดวางตำแหน่งน็อตช่วยให้สามารถจัดวางเครื่องมือการขันแน่นได้อย่างเที่ยงตรงและขันแน่นได้ในลำดับที่ถูกต้อง
เมื่อทำงานกับเทคโนโลยีการต่อเชื่อมอัตโนมัติ โซลูชันควรจะให้คุณลักษณะการรับประกันคุณภาพเพิ่มเติม: การตรวจจับและและการจัดกึ่งกลางของรูเจาะล่วงหน้าของการยึดแบบ Flow Drill จะช่วยให้มั่นใจถึงการตั้งฉากของส่วนประกอบการต่อเชื่อมในกระบวนการ รีเวทเจาะตนเองจะต้องการการตรวจสอบแม่พิมพ์เชิงป้องกันเพื่อหาสัญญาณของความสึกหรอ ระบบการจ่ายวัสดุควรมาพร้อมกับการตรวจสอบเม็ดสารด้วยเสมอ
3. ติดตามต้นทุน
งานการเติมช่องว่างต้องการสารประกอบนำความร้อนที่มีราคาแพงในปริมาณมาก การทดสอบการใช้งานบ่งบอกว่าจะช่วยประหยัดวัสดุได้มากถึง 20% เมื่อคุณใช้การเติมช่องว่าง “ที่ปรับอย่างชาญฉลาด” ที่มีระบบที่วัดขนาดชิ้นส่วน คำนวณวัสดุที่ต้องใช้ ปรับการใช้งาน และควบคุมผลลัพธ์
ปั๊มแบบทั่วไปจะทิ้งวัสดุในปริมาณมากไว้ในกระบอก แนะนำให้ใช้ระบบสมัยใหม่ที่จะช่วยลดวัสดุตกค้างในกระบอกและภาระในการขจัด ซึ่งจะช่วยให้คุณประหยัดเงินได้นับล้านยูโรต่อปี และช่วยถนอมปั๊ม
การแก้งานทำให้เพิ่มต้นทุน โดยเฉพาะในเรื่องการขันแน่นแบบแมนนวล คุณสามารถลดการทำงานซ้ำได้อย่างมากเมื่อใช้โซลูชันการขันแน่นที่มีการจัดวางตำแหน่งน็อต การแนะนำผู้ปฏิบัติงานยังจะช่วยลดตำหนิและรอยขีดข่วน
4. ความยั่งยืนมาพร้อมเทคโนโลยี
เลือกรีเวทเจาะตนเองแทนการเชื่อมเป็นจุดด้วยความต้านทาน: คุณสามารถใช้เทคโนโลยีการต่อเชื่อมต่างๆ เพื่อต่อเชื่อมถาดแบตเตอรี่ ตัวอย่าง เช่น การเชื่อมเป็นจุด หรือรีเวทเจาะตนเอง รีเวทเจาะตนเองจะให้กระบวนการต่อเชื่อมที่เย็นและสะอาด และประหยัดพลังงานยิ่งกว่า ถ้าถาดแบตเตอรี่ทั่วไปมีข้อต่ออะลูมิเนียม 500 จุด การใช้รีเวทเจาะตนเองแทนการเชื่อมเป็นจุดด้วยความต้านทานจะใช้พลังงานน้อยกว่าประมาณ 9.575 kWh ต่อถาด คำนวณแล้วจะช่วยลดก๊าซ CO2 ได้ 1,005 ตันต่อปีต่อถาด 150,000 ชิ้น
เลือกโซลูชันแม็กกาซีนของการยึดแบบ Flow Drill แทนการป้อนด้วยลม: ตัวยึดจำนวนมากต้องดำเนินการที่รอบเวลาต่ำในการยึดแบบ Flow Drill คุณต้องใช้ลมอัดเพื่อลำเลียงตัวยึดผ่านท่อในระบบมาตรฐานการป้อนด้วยการเป่าลม ซึ่งหมายความว่าต้องใช้พลังงานปริมาณมาก โซลูชันแบบแม็กกาซีนสามารถลดการใช้ลมอัดได้ 66% เมื่อเทียบกับระบบการป้อนด้วยการเป่าลม นี่จะช่วยลดก๊าซ CO2 ได้สูงถึง 50 ตันต่อปี
