Elektrikli araç (EV) üreticileri yeni modelleri pazara sunmak için yarışırken daha kısa şarj süreleri veya daha düşük batarya ağırlığı taleplerini karşılamak gibi çeşitli zorluklarla karşı karşıya kalıyorlar. Performans ve sürdürülebilirliğe ilişkin pek çok zorluk batarya üretim sürecinin kendisindedir; gelin bazı önemli zorlukları ve bunların nasıl üstesinden gelineceğini düşünelim.
Elektrikli araç bataryası üretiminde karşılaşılan büyük zorluklar
1. Güvenlik gereksinimlerini karşılama
Sıcaklık yönetimi en önemli zorluklardan biridir. Batarya hücreleri, performansı korumak ve aşırı ısınmayı önlemek için belirli bir sıcaklık aralığında çalıştırılmalıdır. Bu nedenle, ısı ileten boşluk doldurma macunu uygulanır. Ancak macunun yüksek hacimli uygulanması, termal iletkenliğe zarar veren baloncuklara neden olabilir.
Bir çarpışma halinde EV bataryasını korumak için hücre yığınları yanal braketlerle güçlendirilebilir. Bununla birlikte, hassas batarya hücrelerine zarar verebilecek ısı ve kaynak sıçramaları oluşturdukları için nokta kaynağı gibi yaygın bağlantı teknikleri uygun değildir.
Bataryayı oluşturan hücreler ve modüller birkaç yüz ile bin arasında değişen DC gerilim seviyelerinde elektrikle şarj edildiği için EV bataryalarının üretimi sırasında operatör güvenliğinin sağlanması kritik öneme sahiptir. Risk değerlendirmesi yapılmalıdır. Operatörleriniz EV bataryası grubu için güvenli çalışma uygulamaları hakkında eğitilmeli ve kendilerine 1000 V'a kadar elektrikli bataryalarla çalışırken gerekli olan özel ekipmanlar sağlanmalıdır (IEC 60900).
2. Kaliteyi korumak
Hangi sektörde olursa olsun yenilik yapma yarışı, kalite düzeyinin düşmesine neden olabilir. Batarya üretimi sırasında tespit edilmeyen kusurlar, ürünlerin piyasadan toplatılmasına neden olur ve bunun maliyeti EV sektöründe son derece yüksektir. Bu kusurlar arasında hücrelerin birbirine bağlanması, batarya sızdırmazlığı veya yüksek mukavemetli çelik ve alüminyum gibi birleştirilmesi gereken birçok farklı malzemedeki uygulama kusurları vardır.
3. Artan maliyetler
Konu yüksek hacimli batarya üretim hatlarında maliyet tasarrufu olduğunda en ufak katkı bile işe yarar. Tamir ihtiyacını, ıskartaları ve malzeme israfını azaltmayı düşünün. Özellikle dozajlama uygulamalarında optimizasyon bakımından yüksek bir potansiyel söz konusudur.
4. EV bataryalarının güvenlik, dayanıklılık ve performans açısından optimize edilmeleri gerekir
Uluslararası Enerji Ajansı'nın Sürdürülebilir Kalkınma Senaryosuna göre küresel olarak EV sektörünün yıllık %36 büyüme ile 2030 yılında 245 milyon araca ulaşacağı öngörülüyor. Bu, bugünkü seviyeye kıyasla 30 katın üzerindedir. EV talebindeki hızlı artış; CO2 emisyonlarını azaltmada önemli bir faktör olan ağırlığın hafifletilmesi ihtiyacından ötürü malzeme, batarya sistemleri ve bağlantı teknolojisi açısından üretim söz konusu olduğunda araç üreticilerinin bir dizi yeni zorlukla karşı karşıya kalmalarına neden oluyor.
Bataryaların ağırlığı önemli ölçüde yüksek olduğundan, otomotiv mühendislerinin görevi, yeni elektrikli araçları mümkün olduğunca hafif hale getirirken menzil kapasitesini artırmak için yeni teknikler geliştirmektir. Ağırlığın azaltılmasının yanı sıra otomotiv güç aktarma sistemlerinde kullanılan çeşitli batarya türlerinin güvenlik, dayanıklılık ve performans açısından optimize edilmeleri gerekir.
EV bataryası üretim zorluklarının çözümü
Performans gerekliliklerini karşılamak ve çevresel etkiyi sınırlandırmak için EV bataryalarının ağırlık, kapasite ve şarj sürelerinde iyileştirmeler yapılması gerekir. EV bataryası üretim prosesinin ilk seferde doğru yapılması önemli bir meseledir.
1. Önce güvenlik
Hücre üretiminde güvenlik, ham madde ile başlar. Makine görüntüleme çözümleri, ayırıcı filmdeki veya elektrotların kaplamasındaki kusurları bulmak için kullanılabilir. Hasar görmeleri durumunda kısa devreler oluşabilir.
Bir yangın koruma katmanı ekleyin: Alev almaları halinde batarya hücrelerinin batarya kapağından yanma riski vardır. Doğru kalınlıkta ve yangına dayanıklı bir malzeme katmanının kapağa uygulanması, yangının mümkün olduğunca uzun süre tutulmasını sağlar.
Nemi bataryadan uzak tutmak ve sürücüyü zararlı gazlardan korumak için batarya tepsisini ve kapağını kapatın. Sızdırmazlık malzemesinde zayıf noktalara ve sızıntıya neden olan boşlukları, hava kabarcıklarını veya malzeme birikmelerini önlemek için damla incelemesi çözümüne sahip yüksek hassasiyetli bir uygulama sistemi kullanın.
Elektrik yüklü batarya bileşenleri üzerinde çalışırken operatörleri elektrik çarpmasına karşı korumak amacıyla özel ekipman gereklidir. 1000 V'a kadar elektrikli bataryalarla çalışırken tamamen yalıtımlı soketler ve hızlı değiştirilebilir adaptörlerin yanı sıra el tipi elektrikli montaj ekipmanları için yalıtımlı ekipman kapakları ve kayma koruması dahil olmak üzere bir dizi önlemle araç üreticilerinin riski azaltmalarını sağlıyoruz (IEC 60900).
2. Kaliteden asla ödün vermeyin
EV bataryası üretim kalitesi açısından en önemli unsur ham maddedir. Ayırıcı film/kaplama incelemeleri, ilave işleme öncesinde malzemedeki kusurların tespit edilmesine yardımcı olabilir. Tam hat içi üretim hızında her batarya hücresini yüzey hasarı açısından kontrol ettiğinizden ve verimliliği etkilemediğinizden emin olun.
Manuel ekipmanlarla çalışırken en yüksek kalite düzeyini sağlamak için operatörünüzü en iyi şekilde destekleyin. Proses kontrolü ve cıvata konumlandırma, sıkma ekipmanının tam olarak konumlandırılmasına ve doğru sıralamanın sıkılmasına yardımcı olur.
Otomatik bağlantı teknolojileriyle çalışırken çözümler, ek kalite güvence özellikleri sunmalıdır: Sıvayarak delme ile sabitleme, ön delik algılama ve ortalama işlemleri prosesteki bağlantı elemanının dik olmasını sağlayacaktır. Kendiliğinden delen perçinleme, aşınma belirtilerini tespit etmek amacıyla önleyici kalıp incelemesine ihtiyaç duyacaktır. Dozajlama sistemleri her zaman damla incelemesi çözümüyle birlikte sunulmalıdır.
3. Maliyetleri takip edin
Dolgu uygulamaları için önemli miktarda maliyetli termal bileşik gerekir. Uygulama testleri; parçayı ölçen, gerekli malzemeyi hesaplayan, uygulamayı ayarlayan ve sonucu kontrol eden bir sistemle "akıllı ayarlı" bir dolgu uygulaması kullandığınızda %20'ye kadar malzeme tasarrufu sağlar.
Geleneksel pompalar varil içerisinde önemli miktarda malzeme bırakır. Varil üzerinde kalan malzemeyi en aza indiren ve temizleme zahmetini azaltan yenilikçi sistemler kullandığınızdan emin olun. Böylelikle yılda pompa başına bir milyon Euro'ya kadar tasarruf edebilirsiniz.
Tamir, özellikle manuel sıkma söz konusu olduğunda büyük bir maliyet faktörüdür. Cıvata konumlandırma özelliğine sahip sıkma çözümlerini kullanırken tamir oranını önemli ölçüde azaltabilirsiniz. Operatör rehberliği, kusurları ve ıskartayı azaltır.
4. Sürdürülebilirlik, teknolojiyle birlikte gelir
Direnç nokta kaynağı yerine kendiliğinden delen perçinlemeyi tercih edin: Batarya tepsisini bağlamak için nokta kaynağı veya kendiliğinden delen perçinleme gibi farklı bağlantı teknolojileri kullanabilirsiniz. Kendiliğinden delen perçinleme, temiz ve soğuk bir bağlantı prosesi sunar ve enerji açısından daha verimlidir. Ortalama bir batarya tepsisinde 500 alüminyum bağlantı noktası varsa ve direnç nokta kaynağı yerine kendiliğinden delen perçinler kullanılırsa tepsi başına yaklaşık 9575 daha az kWh tüketilir ve bu da 150.000 tepsilik bir hacimde yılda 1005 ton CO 2 tasarrufu sağlar.
Hava üfleme yerine sıvayarak delme ile sabitleme kartuşlarını tercih edin: Sıvayarak delme ile sabitlemede birçok bağlantı elemanının kısa sıkım sürelerinde işlenmesi gerekir. Hava üflemeli standart sistemde bağlantı elemanlarını borudan geçirmek için basınçlı hava gerekir. Bu da yüksek enerji tüketimine neden olur. Kartuşlu bir çözüm, standart bir hava üflemeli sisteme kıyasla hava tüketimini %66 azaltabilir. Bu, yılda 50 metrik tona kadar CO 2 emisyonu tasarrufu sağlayabilir.
