Tehokkaat ajoneuvon akut Electric Mobility valmistetaan pitkälle automatisoiduissa prosesseissa. Kuten tietojen käyttöä tehostaa tuotantoa, valkoinen Mitsubishi Electric. Koneiden ja järjestelmien tehokkaaseen hallintaan akun tuotanto varmistaa myös monia antureita + Fuchsjotka työskentelevät erilaisilla mittausmenetelmillä. Lista innovaatioista, mukaan lukien kierrätys, on pitkä, esittelemme sinulle joitain akkutoimittajia.
Pitoisuus
Euroopassa syntyy tulevina vuosina maailman suurimmat akkumarkkinat. Saksasta on tulossa johtava akkujen valmistaja. RWTH Aachenin yliopiston mukaan vuoteen 900 mennessä sähköautoihin vaadittavasta 2030 GWh:n akkukapasiteetista varastokapasiteetti Euroopassa kasvaa 1300 478 GHh:iin. Saksa kattaa tästä yli 200 GWh vuosikymmenen loppuun mennessä. Tästä 100 GWh tulee Grünheiden Teslasta, 24 GWh Erfurtin CATL:ltä ja 26 GWh VW:ltä ja Northvoltilta Salzgitteristä ja ACC:ltä Kaiserslauternista. Tämä kapasiteetti riittää noin 50 miljoonalle akkukäyttöiselle autolle, joiden energiapitoisuus on 13 kWh, tai 6 miljoonalle Audi A100 E-Tronille XNUMX kWh:lla.
Taajuusmuunnin: hajautettu, verkotettu sovelluksen kanssa ja paljon muuta.
Vuodesta 2009 lähtien liittovaltio on rahoittanut sitä Electric Mobility ja ohjaa myös akkuteknologian kehitystä ja tuotantoa. Liike-elämä ja politiikka pyrkivät rakentamaan akkutuotannon osaamista. DR. Liittovaltion opetus- ja tutkimusministerin parlamentaarinen valtiosihteeri Michael Meister vahvisti Battery Forum Germany 2021 -tapahtumassa, että taloudellinen akkukennojen tuotanto on mahdollista Saksassa.
Autonvalmistajien raportoimat yhteistyöt, tutkimuslaboratoriot ja sarjatuotannon testitoiminnot vahvistavat tämän. Sähköinen liikkuvuus Sähköauton akut ovat tärkeitä myös jokapäiväisessä elämässä. Mutta myös kiinteä käyttö on merkityksellistä esimerkiksi uusiutuvista lähteistä tuotetun energian puskuroimiseksi.
18.07.2022 | Mitsubishi Electric Europe ja belgialainen start-up Novali ovat yhdistäneet voimansa edistääkseen akkukennojen laajamittaista tuotantoa Euroopassa. Tämän strategisen kumppanuuden tavoitteena on vähentää Euroopan riippuvuutta ulkoisista akkulähteistä ja vahvistaa tuotantokapasiteettia EU:n kauppablokissa.
29.01.2019 | Siemens avasi tänään yhden maailman edistyneimmistä ja robottituetuimmista akkumoduulitehtaista yhdessä Norjan pääministerin Erna Solbergin kanssa Trondheimissa Norjassa. Tulevaisuudessa täällä on päivittäin 55 akkumoduulia vuorossa koottu meri- ja offshore-markkinoille. "Odotamme tämän markkinoiden kasvavan merkittävästi tulevaisuudessa. Tästä syystä olemme panostaneet voimakkaasti turvallisten ja luotettavien akkuratkaisujen kehittämiseen", sanoo Björn Einar Brath, Siemensin offshore-ratkaisujen johtaja.
Lukuvinkki: Mittaustekniikka vedyn tuotantoon
Tehtaalla on robotisoitu ja digitalisoitu tuotantolinja, jossa on kahdeksan robottiasemaa ja yksi Kapasiteetti jopa 300 MWh vuodessa. Kokoaminen on täysin automatisoitua saapuvien tuotantoosien purkamisesta valmiin akkumoduulin tarkistamiseen. Akku koostuu yhdeksästä akkumoduulista, joista jokainen koostuu 28 akkukennosta.
Tehokkaita sähköakkuja valmistetaan pitkälle automatisoiduissa prosesseissa. Valmistajat tarvitsevat tätä varten paljon Automaatio, jonka esittelemme sinulle alla:
15.07.2024. heinäkuuta XNUMX | Litium-ionin tulevaisuusAkun valmistus on kultainen. Teknologia on kehittynyt jatkuvasti ja on nyt globaalin liikenteen vallankumouksen keskeinen tekijä. Kysynnän kasvaessa valmistajien paine parantaa prosessejaan kasvaa mittakaavassa und parantaa müssen. Mitsubishi Electric tietää miten se tehdään.
28.05.2024. toukokuuta XNUMX | veljet Lödige Konetekniikka esiteltiin Achema 2024 Prosessitekniset ratkaisut litiumakkujen kierrätykseen. Sovelluskohtaiset aurasekoittimet tuottavat erinomaisia tuloksia akkujen kierrätyksessä.
Kasvava kysyntä Litium akut vaatii korkean suorituskyvyn tuotantotiloja. Näiden tulee täyttää korkeimmat laatuvaatimukset sekä raaka-aineiden käsittelyssä että kierrätyksessä, mikä usein vaatii huippuluokkaa teknistä suorituskykyä.
Lödige vastaa näihin haasteisiin erityisillä haasteilla auran sekoittimet. Jotta katodimassojen valmistuksen aikana vältytään kontaminaatiolta, erityisesti vierailta ioneilta, kuten rauta, sekoitinrumpu ja sekoituselementit on päällystetty keraamisella pinnoitteella.
Koska akkumassat sisältävät myrkyllisiä ja syöpää aiheuttavia aineita, kuten Koboltti on välttämätöntä estää näitä hienojakoisia jauhemaisia materiaaleja karkaamasta. Nykyaikaiset tiivistysjärjestelmät tarjoavat erinomaisen tiiviyden verrattuna klassisiin tiivistepesän tiivisteisiin.
Kuten Ratkaisun tarjoaja Lödige Maschinenbau on asiakkaidensa mukana suunnittelusta koko järjestelmän käyttöönottoon ja toimittaa sekoittimien lisäksi kokonaisvaltaisia prosessiteknisiä ratkaisuja.
11.12.2023 | Tarttuminen pyöreät solut sähköautotuotannossa on erittäin vaativaa. Tämä johtuu siitä, että pyöreät kennot on saatettava tiiviisti yhteen valmistusprosessin aikana. HM1046:n erityisesti kehitetty muotoilu Huone, Yhdessä 50 N:n pitovoiman kanssa pyöreät kennot pitävät tiukasti kiinni myös suurissa kiihdytyksissä ja hätäpysäytystilanteissa.
08.11.2023. marraskuuta XNUMX | Uuden testikammion beta-testivaihe on parhaillaan käynnissä Valkoinen tekniikka: "Extreme Event" on ensimmäinen, jossa on tertiäärinen räjähdyssuojaus, joka rajoittaa räjähdysmäisten tulipalojen vaikutukset litiumioniakkujen tuhoavien testien aikana turvalliselle tasolle.
Sähköajoneuvojen erittäin tehokkaat litiumioniakut voivat syttyä tuleen ja räjähtää. klo Stressitestins. destruktiiviset testit, kehittäjät aiheuttavat tietoisesti tällaisia äärimmäisiä tilanteita saadakseen tietoa energian varastointilaitteiden toimivuudesta ja turvallisuudesta. Tämä vaatii sopivan testiympäristön.
Weiss Technik on varustanut uuden testikaapin tertiäärisellä räjähdyssuojalla litiumioniakkujen sähköistä, mekaanista tai lämpöä ylikuormitusta varten. Suojaus Extreme Tapahtuma vaihtelee räjähdyssuojatusta rakenteesta paineenalennusmekanismiin. Kaappi soveltuu myös elektronisten komponenttien testaukseen suurjännitealueella tai vetykomponentit.
Räjähdyssuojausta säätelee ATEX-Standardi 2014/34/EU. Standardi 99/92/EY koskee verkonhaltijoita. Tämä sisältää laitoksen sisällä olevien vaara-alueiden jakamisen vyöhykkeisiin - mitattuna räjähdyskelpoisen ilmaseoksen sisäänpääsyn todennäköisyydellä: alhainen (vyöhyke 2), satunnainen (vyöhyke 1) tai korkea (vyöhyke 0).
Euroopan autoteollisuuden tutkimus- ja kehitysneuvoston (Eucar) antamat akkuvaurioiden riskiluokat vaihtelevat välillä 0–7, ja ne sisältävät esimerkiksi: B. palautuva toiminnan menetys tasolla 1, tuli tai liekki tasolla 5 ja lopuksi räjähdys korkeimmalla Vaarataso 7. Uusi testihuone, jossa on tertiäärinen räjähdyssuojaus, on suunniteltu testeihin, joissa tapahtumia on lisääntynyt vaaratasolta 5–7.
Für lämpötestit Extreme Event voidaan laajentaa sisältämään ilmastointilaitteen, ja sitä on helppo hallita Weiss Technikin S!MPATI-ohjelmistolla.
26.07.2023. heinäkuuta XNUMX | Kestävämpien ratkaisujen markkinat Electric Mobility jatkaa kasvuaan. Li-ion-akkujen (LIB) kysyntä kasvaa nopeasti. Sääntö tässä on: aikainen lintu nappaa madon tai pikemminkin lastin. Jokainen, joka pystyy nopeasti valmistamaan suuria määriä korkealaatuisia akkuja kierrätettävällä, kestävällä ja kustannustehokkaalla tavalla, on eturintamassa. Mitsubishi Electric, tietää miten se tehdään.
16.06.2022. kesäkuuta XNUMX | Kuparista ja alumiinista valmistettujen kalvojen on kestettävä paljon akkutuotannossa ennen kuin ne täyttävät tehtävänsä anodi ja katodi voi havaita akussa. Yksittäisten tuotantovaiheiden välisen käsittelyn on oltava sitäkin hellävaraisempaa, mutta miten tämä voidaan saavuttaa? Suurin huolellisuus ja tarkkuus on sovitettava yhteen kilpailukykyisen akkukennojen tuotannon kanssa. J. Schmalz tarjoaa erikoistarttujat ja päätetehostimet pieninä apuvälineinä herkkien katodien, anodien, erottimien ja pussikennojen hellävaraiseen kuljetukseen.
Kaksi metallikalvoa ja kaksi tahnaa muodostavat Vetoakun perusta. Anodia varten kuparifoliolle levitetään grafiittimassaa. Katodi koostuu alumiinifoliosta, johon levitetään koboltin, nikkelin, mangaanin ja litiumin metallioksidiseosta. Kun molemmilta puolilta pinnoitetut kalvot on kuivattu, kalanteroitu ja mitoitettu, ne ovat valmiita pinottavaksi.
"Suosittelemme tähän erikoistarttujaa STGG, sillä ne pystyvät käsittelemään herkkiä kalvoja erittäin dynaamisesti", selittää. DR Mike Fiedler, Tyhjiöautomaatio- ja Vacuum Handling -divisioonan johtaja. STGG tarttuu vuorotellen anodista, erottimesta, katodista ja erottimesta uudelleen asettaakseen ne päällekkäin. Painopiste on yhtä paljon nopeudessa kuin tarkassa paikannuksessa. Tarraimeen ei saa jäädä jälkiä eikä se saa saastuttaa herkkää pinnoitetta.
”Ratkaisumme on ns Kurkistaa" sanoo Dr. Pelimanni. Imulevy, jossa on monia pieniä reikiä, joka tarttuu koko pintaan, on valmistettu kemiallisesti erittäin kestävästä polyeetterieetteriketonista. Tasainen pinta minimoi pintapaineen, kun taas STGG:n aktiivinen puhallustoiminto nopeuttaa poiminta- ja paikkaprosessia.
Suuri tilavuusvirtaus estää hiukkasten jäämisen elektrodeille. Pneumaattinen alipainetuotanto ilman liikkuvia osia sopii puhtaaseen ja kuiviin tiloihin tarkoitetun erikoistarttujan. STGG soveltuu myös erottamiseen ja kerrostamiseen ohuet erotinkalvot. Erottimet koostuvat yleensä erittäin hienohuokoisista, taipuisista fleeceista tai muovista. Ne erottavat katodin ja anodin tilallisesti toisistaan ja estävät oikosulun. Ne läpäisevät myös positiivisia Li-ioneja.
Nämä virtaavat anodista katodille purkautuessaan ja kulkevat takaisin latautuessaan. "STGG toimii suurella tilavuusvirtauksella ja tarttuu siksi myös huokoisiin materiaaleihin turvallisesti", kertoo Dr. Pelimanni. ESD-yhteensopiva pinta poistaa luotettavasti sähköstaattisia varauksia ja suojaa ei-toivotuilta varauksilta adheesiota.
Kun kennopino on valmis, ulkonevia johdinliuskoja lyhennetään ja pino jaetaan yhdeksi pussikalvo pakattu. Kaikin puolin tiivistetty pussikenno on valmis elektrolyytin ruiskuttamista varten. ”Pussikennot ovat herkkiä, eikä tarttuja saa missään olosuhteissa muuttaa niitä muotoaan. Ne voivat myös vaihdella muodoltaan sovelluksesta riippuen", kertoo Dr. Pelimanni.
tarttuja | pneumaattinen + sähkö eri valmistajilta
Der Kevyt tarrain SLG mukautuu mihin tahansa geometriaan. Kun käyttäjä on määrittänyt tämän online-tilassa, se valmistetaan additiivinen. Strukturoidut SFF- tai SFB1-imukupit estävät pussikennon alumiinikomposiittikalvon syvävedon tarttumisen yhteydessä. Molemmissa yhdistyvät imupinnan kennojen muotoiset tukipinnat erityisen tasaiseen ja pehmeään tiivistehuuliin. Ne tarttuvat hellästi suurella imuvoimalla muuttamatta muotoaan pussikennon pintaa.
Se, miten ja missä tyhjiö syntyy, on tärkeää erittäin dynaamisen ja turvallisen käsittelyn kannalta. "Hajautetut tyhjiögeneraattorimme SCPM-sarja täyttää kaikki vaatimukset. Ne ovat yhtä aikaa kompakteja ja tehokkaita”, sanoo Dr. Pelimanni. Kokonsa ansiosta ne voidaan asentaa lähelle imutyynyä, mikä minimoi tehohäviön. Kompaktin tyhjiöejektorin venttiili sulkeutuu, kun virtaa ei ole. Tarrain pitää siis akkukennon tukevasti paikallaan myös sähkökatkon sattuessa. "Toinen etu on, että käyttäjät voivat integroida järjestelmään erikoistoimintoja, kuten redundantin tyhjiönmuodostuksen tai työkappaleen tunnistuksen", lisää Dr. Pelimanni.
Moduulissa kennot on kytketty sarjaan tai rinnan. Useat moduulit muodostavat yhden Akkupakkaus. Ajoneuvon luokasta ja valmistajasta riippuen se yhdistää vähemmän tai useampia pussisoluja.
Monipuolinen pussisolut ovat tasaisia ja luovuttavat lämpöä hyvin. Ne hyödyntävät optimaalisesti akkumoduulissa olevan tilavuuden. Niiden kuori on kuitenkin herkkä eikä suojaa anodeja, katodeja ja erottimia mekaanisilta vaikutuksilta. Ne voivat myös turvota ikääntymisprosessien seurauksena. Sylinterimäisiä kovakoteloisia kennoja käytetään siksi usein joissakin sähköajoneuvoissa ja kulutuselektroniikassa, sähköpyörissä ja työkaluissa.
"käsittelyyn pyöreät solut moduulien kokoonpanossa meidän on tarjottava käyttäjille tarttujat, joita he voivat vapaasti konfiguroida. Riippuen siitä, kuinka suuria yksittäiset solut ovat halkaisijaltaan, missä järjestelyssä ja kuinka monta on tarttua", sanoo Dr. Mike Fiedler. "Kiitokset 3D Tulosta tämä on helposti mahdollista yhden erän koosta."
Sähköajoneuvojen langaton lataus maailmanlaajuisesti avoimilla standardeilla
Käyttäjä voi tarttua kennoihin suoraan pylväässä jälkiä jättämättömästä erikoismateriaalista HT1 valmistetuilla tyhjiöimukupeilla. Materiaali toimii myös eristeenä. Tällä tavalla myös varattuja kennoja voidaan sijoittaa turvallisesti. Suuri tilavuusvirtaus on myös tärkeä tässä nopeaa ja puhdasta keräilyä varten. "Integroidut tyhjiögeneraattorit tekevät pisteet täällä. Ejektoreissa on varoventtiili, jotta alipaine säilyy ja käsittely on varmaa myös ilman sähköä", lisää Dr. Pelimanni. Jos pyöreisiin soluihin on tarkoitus tarttua pituussuunnassa, hän suosittelee Magneettinen tarrain SGM korkean suorituskyvyn versiossa. Kestomagneetti varmistaa käsittelyn. Niin kauan kuin akun kuori on ferromagneettinen, se tarttuu.
Nyt se on melkein valmis: kalvoista tuli soluja. Kennot on ryhmitelty moduuleiksi, jotka on nyt yhdistetty akkupakkauksiin ja varustettu jäähdytyslevyillä, johdotus und Elektroniikka valmistua. Aluetarrain FQE on modulaarinen ja soveltuu erittäin hyvin täysin automatisoituihin poiminta-asennuksiin. Aluetarrain FMP on yhtä universaali. Sen tiivistysvaahto mukautuu strukturoituihin pintoihin.
Työvaiheissa, jotka eivät ole automatisoituja, manuaaliset nostoapuvälineet, kuten Jumboflex-tyhjiönostin, vapauttavat käyttäjää. He voivat jäähdytysmoduulit tai kansilevyt, jotka on asetettava käsin akkukoteloiden päähän. Ohjausyksikkö Safety+ tarjoaa lisäturvaa: Kahden käden irrotuskonsepti suojaa erityisen herkkiä työkappaleita, kun ne lasketaan alas.
Akkupaketti on nyt valmis vuototestiä varten, koska kotelossa ja jäähdytysjärjestelmässä ei saa esiintyä vuotoja. Akunhallintajärjestelmä saa sen Tuotteemme autotyypin mukaan. Ensimmäinen lataus/purkausprosessi verkossa tapahtuu tiukassa valvonnassa. Varoitusmerkintöjen ja tunnistelappujen jälkeen paristot ovat valmiita kuljetusta varten.
07.06.2022. kesäkuuta XNUMX | Akkukennojen valmistuksen koneiden ja järjestelmien tehokas ohjaus vaatii monia anturitjotka työskentelevät erilaisilla mittausmenetelmillä. Pepperl+Fuchsin anturit kuuluvat Autoteollisuus vakiovarusteisiin. Vuosikymmenten kokemuksen perusteella yritys tarjoaa kaikki tarvittavat mittalaitteet akkutuotantoon yhdestä paikasta.
Ultraäänianturit etäisyyden, etäisyyden ja tason mittaamiseen
Pepper+Fuchs tarjoaa laajan valikoiman hyväksi havaittuja vakiolaitteita sähköautojen akkutuotantoon räätälöity automaatiotekniikka tietyille sovelluksille, kuten alla on esimerkkinä:
Päällystetyt kalvot ovat tärkein raaka-aine litiumioniakkujen valmistuksessa. Toimitetaan suurissa rullissa, ne käsitellään akkutuotannossa. Telojen nousunopeus mitataan erittäin tarkasti Kooderit.
Käämitysetäisyys ja materiaalivarasto voidaan laskea nopeuden perusteella. Lisäksi arvo mahdollistaa oikean rainan kireyden asettamisen järjestelmälle ja sitä käytetään materiaalin syöttöä ohjaamaan nopeudensäädön avulla. Uusi pyörivä anturi sopii tähän ENI90, joka on erityisen tukeva.
Seuraavassa vaiheessa kalvorainoista meistetään valmistettaville akuille sopivat kappaleet. Nämä kootaan sitten akkukennoiksi. Lävistettävän materiaalin syöttö akkukennolle tapahtuu ultraäänellä kaksilevyiset anturit kuten UDC-18GS-näytöt.
Varustettu kahdella ultraäänimuuntimet tunnistaa, onko tunnistusalueella yksi, kaksi vai ei yhtään arkkia. Prosessi pysähtyy kaksinkertaisen pinoamisen tapauksessa. Joten akun kapasiteettia pienentävät kaksi kerrosta, joilla on sama napaisuus. Ultraääni-kaksoislevyn tunnistus on riippumaton ympäristöstä ja optisten materiaalien ominaisuuksista. Usein kiiltävät kalvot tunnistetaan luotettavasti.
Yhdistetyt foliokerrokset muodostavat kennoja, jotka kootaan valmiiksi akkupakkauksiksi. Tuotannon aikana on tärkeää, että kaikki tarvittavat akkukennot ovat todella paikalla ja oikeassa asennossa määritellyssä ristikossa. Näköanturi luo varmennuksen Smartrunner Explorer 3D tarkka 3D-pistepilvikuva. Tämä vertaa todellista tilannetta vaadittuun järjestelyyn. Vasta kun kaikki sopii, aloitetaan valmistusvaihe solujen yhdistämiseksi.
12.05.2022. toukokuuta XNUMX | LI-akkujen tuotanto Euroopassa ei ole toistaiseksi ollut mainitsemisen arvoista. Aikana Electric Mobility Akkutehtaissa tarvitaan nyt käännettä. Mitsubishi Electric, jonka pääkonttori on Japanissa, tukee jo Aasian teollisuutta. Hänellä on myös tuotannon automaatioosaaminen energian varastointi.
Akkukennojen valmistus on tarkkuustyötä ja vaatii parasta ohjaustekniikkaa. Tätä tarkoitusta varten yhtiö tarjoaa uuden sarjan tehokkaat servovahvistimet Melservo MR-J5. Automaatioverkona käytetään CC-Link IE TSN:ää, joka toimii 1 Gbitin kaistanleveydellä. Se integroi aseman verkon, kenttäväylä, turvallisuus ja avoin TCP/IP-viestintä.
Bosch News: Huipputason puolijohdetehdas avattiin Dresdenissä
Kanssa jännityksen säätimet muita komponentteja ollaan ottamassa käyttöön. Tarkoilla ja vakailla ohjausprosesseilla kennotuotannon rullalta rullalle -sovelluksissa ne varmistavat anodi- ja katodimateriaalin täysin tasaisen levityksen alustalle. Koska kerroksen paksuuden tarkkuus vaikuttaa suoraan kennon suorituskykyyn. Erityiset käämitysteknologian komponentit magneettisten jauhejarrujen ja kytkimien muodossa, taajuusmuuttajat ja korkean tarkkuuden servotekniikka absoluuttisellaEncoder Tukee myös 26 bitin resoluutiota moottorin kierrosta kohti.
"Yhä korkealaatuisempien akkukennojen perusvaatimukset ovat tehokas verkko järjestelmänvalvontaan ja ratkaisut, kuten AI-paketti Melpic teollisuustietokone' sanoo herra Grondowski. "Tämä mahdollistaa laatutietojen arvioinnin reaaliajassa ennen kuin se vaikuttaa negatiivisesti tuotteeseen."
Saksassa on useita paikkoja, joissa akkuja valmistetaan. Jotkut tunnetuimmista paikoista ovat:
Litiumioniakku on yleisimmin käytetty sähköautoissa. Mutta on myös muita teknologioita. Tässä on joitain yleisimmistä akkutyypeistä:
Maailman suurin akkuvalmistaja Catl on esitellyt "Shenxing"-energian varastointijärjestelmän, superakun, jonka lyhin latausaika on kymmenen minuuttia. Uuden akun on tarkoitus ladata latausasemilla energiaa 400 kilometriä.
Der maailman suurin akkuvalmistaja on Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL), kiinalainen yritys, joka on tunnustettu johtavaksi sähköajoneuvojen ja energian varastointijärjestelmien litiumioniakkujen toimittajaksi. (Lähde: Global Top 10 Battery Companies 2023 Blackridge Research & Consulting)
Lähde: Tämä artikkeli perustuu seuraavien yritysten tietoihin: Lödige Maschinenbau, Mitsubishi Electric, Novalis, Pepperl+Fuchs, Schmalz, Siemens, Weiss Technik.
Angela Struck on kehitystyön päätoimittaja ja freelance-toimittaja sekä Presse Service Büro GbR:n toimitusjohtaja Riedissä.