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ElringKlinger, um dos parceiros de sistema líder mundial da indústria automotiva, automatiza a produção de módulos de bateria. Para isso, a KUKA desenvolveu a instalação totalmente automatizada.
Com a instala??o de produ??o, incluindo todos os processos de teste, devem ser fornecidos cerca de 300.000 módulos de bateria por ano. Estes encontram a sua aplica??o, sobretudo, em veículos elétricos. Contudo, os módulos de bateria s?o concebidos de forma flexível e, portanto, utilizáveis para outras áreas de aplica??o.
No terceiro trimestre de 2020 os módulos de bateria na ElringKlinger dever?o ser fabricados na linha de fabrica??o totalmente automatizada na planta de Thale. A eletromobilidade é uma nova área de negócios de alta importancia estratégica para a ElringKlinger. Como um dos primeiros atores no mercado alem?o, a empresa investe em uma linha de produ??o de módulos de grande volume, altamente automatizada.?
Com o módulo de bateria de desenvolvimento próprio estamos desbravando novos caminhos de forma consciente. O desenvolvimento e a industrialização estreitamente interligados do produto nos colocam diante de desafios técnicos inevitáveis.
A instala??o é dividida em quatro áreas principais. No primeiro segmento as células de bateria s?o testadas e preparadas para a montagem. No segundo segmento da instala??o é fabricado o chamado módulo bruto das respectivas células de bateria. No "dispositivo de uni?o" as células s?o agrupadas para isto em uma pilha, chamada de "stack". Junto com as placas de aperto, que s?o posicionadas no fim do stack, e os tirantes, que s?o posicionados lateralmente nas células de bateria, esta pilha é prensada. Por meio de um sistema laser complexo e um sistema óptico de laser, que é conduzido por um rob? industrial KUKA do modelo KR240, os tirantes s?o soldados nas placas de press?o das pilhas de células, produzindo assim o módulo bruto. De acordo com os requisitos, s?o unidas doze a vinte e quatro células de bateria em um módulo de bateria .??
No terceiro segmento da instala??o os módulos de bateria s?o interligados eletricamente e medidos. Para isso, o sistema de contato de células ("ZKS") é posicionado e soldado com os contatos de cada célula individual da bateria. O desafio principal aqui s?o as tolerancias de componentes e de uni?o bastante reduzidas, bem como os requisitos especiais à solda por contato laser, pois aqui deve ser gerada uma área de contato grande e segura com um mínimo de entrada de calor. A tecnologia de solda a laser?tem a vantagem de trabalhar sem contato e sem aplica??o de for?a, além de ser rápida, precisa, livre de desgaste e bem controlável. O sistema óptico de scanner a laser provê um resultado de contato ideal, que permite estruturar de forma flexível a geometria dos cord?es de solda.
No quarto e último segmento da instala??o ocorre um teste final elétrico e mecanico automatizado dos módulos de bateria. Aqui s?o testados, entre outros, os valores de isola??o quanto a uma resistência à tens?o de até cinco quilovolts. Por meio deste teste é assegurado que pessoas e objetos estejam protegidos contra descargas elétricas e correntes de fuga. Em seguida, o compartimento de bateria é coberto com uma tampa aplicada a quente, para tornar o módulo de bateria seguro contra contato e protegê-lo contra partículas de pó. Por último, um Data Matrix Code é gravado a laser no módulo de bateria, que permite a identifica??o inequívoca do módulo de bateria.
A particularidade da instala??o está na sua estrutura modular, que provê a flexibilidade na fabrica??o. "A estrutura modular era especialmente importante para nós, para termos a possibilidade de reagir de forma rápida e descomplicada aos desejos do cliente.", relata Mark Laderer. Podem ser produzidos módulos de bateria de diferentes tamanhos no formato PHEV2 com doze a vinte e quatro células de bateria por unidade. Além disso, o modo como as respectivas células de bateria s?o interligadas dentro do módulo de bateria pode ser variado.
A nossa pretensão é poder atender tanto clientes menores com um produto acabado, como também empresas estabelecidas com uma solução individual – a linha KUKA nos permite ambos.
Outro enfoque especial abordado pelo profissional de automa??o foi o tema Traceability: todo componente instalado no módulo é atribuído ao produto final junto com parametros de processo. Assim o cliente pode ver, mesmo depois de anos, quais componentes foram instalados em cada módulo de bateria individual e pode rastrear todos os passos do processo de produ??o. Além disso, é possível identificar de forma mais rápida falhas no processo de produ??o e otimizar processos. "A produ??o de módulos de bateria é mais do que a simples montagem mecanica de pe?as avulsas.", explica Max Fluhrer, Gerente de Projeto na área de Battery Solutions da KUKA.?
A instalação deve poder reagir individualmente à qualidade de lotes, permitir configurações de produção flexíveis e assegurar a rastreabilidade 100 % acima mencionada. Temos orgulho ter termos sido escolhidos pela ElringKlinger como parceiro para esta função tão desafiadora.
