電池：電動汽車的核心部分?
每年使用包括所有測試流程在內的生產設備制造出約 300000 個電池模組。這些模組主要用于電動汽車。但是，這些電池模組設計靈活，所以原則上也可以用于其他應用領域。
電池生產的靈活性
ElringKlinger 作為世界首屈一指的汽車行業系統合作伙伴，使電池模組生產實現自動化。KUKA 為其研發了全自動化設備。
模塊化的全自動化電池模組生產線
自 2020 年秋季起，ElringKlinger 將在 Thale 工廠運用全自動化生產線制造電池模組。對于 ElringKlinger 來說，電動汽車是一個具有重要戰略意義的全新業務領域。這家企業作為最早進入德國市場的參與者之一，投資了一條大容量的高度自動化模組生產線。
憑借自行研發的電池模組，我們做好充分準備，邁入全新領域。產品研發和工業化之間的緊密聯系使我們面臨不可避免的技術挑戰。
通過四個設備區域進行電池模組生產
該設備分成四個主要區域。在第一部分中，測試電池單元并且為裝配做準備。在設備第二部分中，運用各個電池單元制造出所謂的原始模組。為此，在“核心階段裝置”中將這些單元匯集到一起，堆成一個所謂的“疊層”。結合使用定位到疊層末端的壓板和放置在電池單元一側的拉桿將疊層壓合。借助復雜的激光系統和 KR240 型 KUKA 工業機器人引導的激光光學系統將拉桿焊接到單元疊層的壓板上，從而形成原始模組。根據不同需求，將十二個到二十四個電池單元添加到一個電池模組中。
在第三個設備部分中，將電池模組通電并且進行測定。為此安裝單元接觸系統 (“ZKS”)并且將其與所有單個電池單元的觸點焊接在一起。在這個過程中，特殊的挑戰在于部件和接合公差非常小以及激光接觸焊接也有特殊要求，因為這里需要在熱量輸入最小的情況下可靠地生成一個較大的接觸面。激光焊接技術的優勢在于作業無需接觸且不施力，同時可以快速、精確、無磨損并且易于控制地執行。所使用的激光掃描儀光學系統確保優秀的接觸效果，這樣可以靈活設計焊縫的幾何形狀。
在第四個和最后一個設備區域中，對電池模組進行自動化的電氣和機械最終檢查。這里主要檢查絕緣電阻是否耐受高達五千伏的電壓強度。該測試可確保人員和物體避開電氣閃絡和泄漏電流。然后，用熱錨固的罩蓋蓋住電池盒，以使人員能夠安全觸摸電池模組并且防止灰塵顆粒進入。最后，將數據矩陣碼用激光鐳射到電池模組上，以便可以清晰識別出電池模組。
靈活處理各種模組的模塊化結構
設備的獨特之處在于其模塊化結構，以確保生產過程的靈活性。“模塊化結構對我們來說至關重要，因為它可以快速輕松地響應相關的客戶需求”，Mark Laderer 說道。從而可以生產出采用 PHEV2 規格的各種大型電池模組，每個模組配備十二至二十四個電池單元。另外，電池模組內各個電池單元連接方式可能會變化。
我們的目標在于不僅為小客戶供應成品，同時也為發展成熟的集團提供個性化解決方案 – KUKA 生產線可以使我們做到兩全其美。
實現追溯性的溯源性 (Traceability)
這位自動化專家也非常關注溯源性 (Traceability) 這一主題：模組中安裝的每個部件都會和過程參數一同分配給最終產品。因此，即使是多年以后，客戶也可以查看所有單個電池模組安裝了哪些部件以及追溯生產流程的所有步驟。此外，可以在生產過程中更加快速識別出故障并且優化流程。“電池模組生產不僅僅是單個部件的機械組裝”，KUKA 電池解決方案 (Battery Solution) 部門的項目主管 Max Fluhrer 解釋道。
該設備必須可以針對批次質量作出特定處理，實現靈活的產品配置并且確保上述 100% 的溯源性 (Traceability)。我們非常榮幸能夠被 ElringKlinger 選中為合作伙伴，負責這個極具挑戰性的任務。
