Automatisering van batterijproductie voor eMobility-toepassingen

Door: Redactie - 30 juni 2022 |

De krachtige batterijen voor elektrische voertuigen worden in sterk geautomatiseerde processen vervaardigd. Meerdere sensoren die op basis van diverse meetprincipes werken, zorgen daarbij voor een efficiënte aansturing van de machines en fabrieken. Pepperl+Fuchs heeft tientallen jaren ervaring in de automobielindustrie en elektrotechniek en kan daarom alle relevante meetinstrumenten voor de batterijproductie uit één bron aanbieden.

Rotary encoder ENI190

Voor lithium-ion batterijen vormen gecoate folies het belangrijkste basismateriaal. De folies worden geleverd op grote rollen die tijdens de batterijproductie verder verwerkt worden. De afwikkelsnelheid van de rollen wordt gemeten met uiterst nauwkeurige rotary encoders. Aan de hand van de snelheid kunnen de afwikkelafstand en de resterende materiaalvoorraad berekend worden. De snelheidsmeting tijdens de batterijproductie wordt ook gebruikt om de materiaaltoevoer te regelen en maakt het bovendien mogelijk de juiste trekspanning in te stellen. Het nieuwe gamma extra robuuste ENI90 rotary encoders is bij uitstek geschikt voor deze taak.

Ultrasone double sheet sensor M18 in batterijproductie

In de volgende stap worden de stukken folierol die geschikt zijn voor de batterij gestanst en geassembleerd tot batterijcellen. De toevoer van het geponste materiaal wordt bewaakt door ultrasone double sheet sensoren, bijvoorbeeld uit het UDC-18GS gamma. Deze sensoren zijn uitgerust met twee ultrasone transducers en detecteren hoeveel vellen (0, 1 of 2) er zich in het detectiebereik bevinden. Als de vellen verkeerd dubbel gestapeld werden, wordt het proces op tijd gestopt. Zo wordt voorkomen dat de batterijcapaciteit afneemt omdat er zich twee lagen met dezelfde polariteit naast elkaar zouden bevinden.

Het gebruik van een ultrasone oplossing voor detectie van deze dubbele lagen zorgt er voor dat het proces niet beïnvloed wordt door de omgevingsomstandigheden of de optische eigenschappen van het materiaal. Hoewel de films vaak glanzen, worden zij toch betrouwbaar gedetecteerd.

SmartRunner Explorer 3-D

Door de folielagen aan elkaar te lijmen ontstaan cellen, die vervolgens samengevoegd worden tot de afgewerkte batterijen. In deze stap is het belangrijk dat alle vereiste cellen daadwerkelijk beschikbaar zijn en zich op de juiste plaats in het raster bevinden. Om dit te verifiëren, creëert een SmartRunner Explorer 3-D sensor een nauwkeurig 3-D puntenwolk, zodat de werkelijke situatie kan worden afgestemd met de gewenste positionering. De volgende processtap in de batterijproductie is het verbinden van de cellen, maar die wordt pas gestart als alles zich in de correcte positie bevindt.

In de automobielindustrie behoren de sensoren van Pepperl+Fuchs al decennialang tot de standaarduitrusting. Ook voor de automatisering op het gebied van elektrotechniek is het bedrijf een sterke speler. Voor beide takken genieten klanten van de uitgebreide expertise van het bedrijf uit Mannheim. Het breed portfolio van kwaliteitscomponenten is ook beschikbaar voor de productie van krachtige accu’s voor elektrische voertuigen. Pepperl+Fuchs biedt ook automatiseringsoplossingen op maat voor specifieke toepassingen.