電池組件是電動汽車關(guān)鍵的存能系統(tǒng),它們必須同時滿足各種不同要求,除了最大負荷,緊湊的結(jié)構(gòu),最小化的重量,它們還必須在機械設(shè)計上要足夠安全,以避免撞擊引起的短路或震動導致的缺陷,同時還得適用于車輛運行中可能出現(xiàn)的所有苛刻條件。此外,那些高檔汽車制造商還會要求極高的可重復性和耐用性,也得可靈活適應市場需求的柔性生產(chǎn)。而人工操作已經(jīng)達到了極限,已不能滿足這些要求。
“可能令人非常驚訝,看似簡單的動力電池組生產(chǎn),其實一點都不簡單。它由單體的鋰電池組成。”庫卡工業(yè)電池部門資深項目經(jīng)理RüdigerFecher介紹道。“乍看之下,它的任務只是些搬運,表面處理,拼接和焊接。實際上,將各種細微的工藝步驟無瑕集成于一個的完整系統(tǒng),而且每一步都需要進行詳細的跟蹤和記錄,這是相當具有挑戰(zhàn)性的。也只有這樣卓越的系統(tǒng),我們才可能生產(chǎn)出日常生活所需的最高品質(zhì)的電池組。
據(jù)了解,庫卡工業(yè)(徠斯)作為自動化和新型工藝的領(lǐng)軍品牌已有幾十年的歷史。在電池生產(chǎn)工藝中,需要的不僅僅是必要的自動化硬件,同時也需要最全面的系統(tǒng)解決方案。
得益于在光伏組件生產(chǎn)系統(tǒng)多年的積累,庫卡工業(yè)擁有全面的工藝技術(shù),甚至在某些特殊的電力技術(shù)領(lǐng)域也有著強勁的技術(shù)實力。在目前的項目中,庫卡工業(yè)將其全方位的工藝技術(shù)和自動化經(jīng)驗再次進行了整合。
“在電池組件生產(chǎn)的全面自動化過程中,出現(xiàn)了哪些挑戰(zhàn)呢?其實問題的本質(zhì)在于優(yōu)化物流間歇和產(chǎn)品質(zhì)量。對于生產(chǎn)結(jié)果,我們絕不濫竽充數(shù)”,RüdigerFecher這樣補充。“因此,生產(chǎn)過程中的每一步,無論多么細小,我們都精心控制,記錄并永久存檔。雖然我們必須將整套系統(tǒng)設(shè)計的盡量緊湊,來適應客戶現(xiàn)場的有限空間,但完善的傳感系統(tǒng)和質(zhì)量檢測系統(tǒng),使我們的系統(tǒng)解決方案卓而不群。從單體電池的上料開始,系統(tǒng)就實時進行電池片的料物識別、質(zhì)控數(shù)據(jù)收集、電壓測試等。”
精度至關(guān)重要,不僅包括電器精度,而且也包括機械精度。將幾組電池組成一個模組,每個單體電池的表面都用等離子預處理,再進行涂膠。當一個模組所需電池堆放好后,連同絕緣體、端板和側(cè)板,整個部件從相應夾具取下,并提供給焊接工位。再將外殼焊接并罩住電池。完成后,再磨掉微量的煙渣殘留(這是不可避免的,即便是最先進的CMT焊接也同樣如此)。接下來,需要再進行一次質(zhì)量控制,來檢查所有電池單體的放置是否滿足機械和空間的公差范圍,同時確保電池單體間和外殼是否絕緣。
然后,對這一電池組進行激光打標,生成一組矩陣代碼。插入底板后,再將整塊交由激光焊接工作站。接著,再進行一次檢測,如果電池組尺寸符合標準,那么就用遠程激光焊來將單體電池電極線路進行連接,這里的激光焊配置了庫卡工業(yè)Lasertec的遠程激光焊接頭。最后,對成品電池組進行最終檢測,以確保可在汽車上長期無故障使用。
至于傳感器方面,除了電測(機械)質(zhì)量檢測外,庫卡工業(yè)還采用了最尖端的成像系統(tǒng),用高科技相機檢驗電極位置和尺寸。
RüdigerFecher總結(jié)道:“這套系統(tǒng)將幫助我們客戶生產(chǎn)出最高品質(zhì)的產(chǎn)品,另外,他們的下游客戶正是德國高檔汽車制造商。最后我想說的是,總和遠大于個體之和,11套機器人在局限的空間里協(xié)調(diào)工作,可以完成令人驚嘆的任務。此外再值得一提的是,庫卡工業(yè)電池項目組由國際化技術(shù)團隊組成,在項目管理和技術(shù)支持方面,可以靈活高效服務于不同區(qū)域市場。”