Reinheid bij de productie van batterijen voor E-Mobility batterij-energieopslagsystemen is essentieel om hoogwaardige producten te kunnen vervaardigen die veilig, betrouwbaar en efficiënt zijn. Bovendien heeft de wereldwijde trend naar elektrificatie, in combinatie met de schaarste aan grondstoffen, de nadruk gelegd op hoge procesopbrengsten.
Verontreiniging tijdens het productieproces kan leiden tot slechte prestaties van de module. Dit omvat onder meer een onvoldoende ladingsdichtheid, een kortere levensduur en, in extreme gevallen, thermische runaway.
Batterijmodules moeten bovendien duurzaam zijn en presteren in barre klimatologische omstandigheden. Ze moeten structureel degelijk zijn om catastrofale storingen bij een botsing te voorkomen. Verontreinigingen kunnen leiden tot verminderde hechting, slechte lasnaden of het niet tot stand brengen van een volledige omgevingsafdichting.
Bronnen van verontreiniging kunnen divers zijn en omvatten oliën en vetten die zijn achtergebleven uit eerdere productiestappen, verontreiniging als gevolg van slechte verpakking en verzending van de afzonderlijke cellen door een leverancier, of deeltjes die ontstaan tijdens de assemblagestappen zelf.
Wat moet er worden schoongemaakt?
Enkele veelvoorkomende toepassingen bij de productie van batterijmodules zijn onder meer:
-
- Cleaning oxiden van de kathode en anode van de accu en van busbars de lasbaarheid en de stroomdoorvoer te verbeteren.
- Cleaning de behuizing en de omhulling om oliën en resten te verwijderen vóór het afdichten, waardoor de bescherming tegen het binnendringen van omgevingsinvloeden wordt verbeterd.
- Cleaning het lassen van afdichtingsnagels voor de productie van cellen.
- Bij prismatische cellen: cleaning activeren van de zijkanten van de cellen voor een betere hechting van elektrische en thermische isolatiematerialen.
- Cleaning de contactlipjes / stroomafnemers voor een betere elektrische geleiding.
- Cleaning de hechtoppervlakken voor thermische bewakingssensoren in de batterijmodule.
- Cleaning oppervlakken van warmtewisselaars op elektrische componenten in het batterijbeheersysteem (BMS).
- cleaning van oppervlakken cleaning etiketteringstoepassingen.
- cleaning van het oppervlak cleaning montage op de koel- (of verwarmings)plaat van de batterijmodule.
- Cleaning de contactvlakken tussen de modules en de behuizing van het accupakket, om een goede warmteafvoer te waarborgen.
Hoe schoon moet het zijn?
Om deze bezorgdheden weg te nemen, hebben fabrikanten van autobatterijen ISO 16232 ingevoerd als internationale norm voor het beoordelen van de reinheid, terwijl veel fabrikanten de normen VDA 19.1 en VDA 19.2 van de Duitse Vereniging van de Automobielindustrie (VDA) hanteren; een meer gedetailleerde norm. VDA 19.1 is de gangbare praktijk voor het testen en meten van verontreiniging, terwijl VDA 19.2 zich richt op productie- en assemblageprocessen die zijn afgestemd op het voorkomen van verontreiniging.
Het technische doel van cleaning om zoveel schoon te maken als nodig is, niet meer dan nodig; zo schoon als nodig is, niet zo schoon als mogelijk is.
Beoordeling van de reinheid: Om cleaning en -procedures succesvol te kunnen implementeren, zullen fabrikanten verschillende factoren in het productieproces beoordelen, waaronder:
-
- Milieu
- Logistiek en verpakking
- Personeel
- Processen en assemblage devices
Milieubeoordeling: Een milieubeoordelingkan onder meer bestaan uit het plaatsen van deeltjesvangers in de productieruimte om milieuverontreiniging op te vangen en te analyseren, en om lokale hotspots te identificeren waar corrigerende maatregelen moeten worden genomen.
Logistiek en verpakking: Logistieken verpakking kunnen eveneens een rol spelen, bijvoorbeeld doordat karton tijdens het transport schilfers en stof afgeeft. Ook de onderdelen zelf kunnen vervuild zijn als gevolg van leveranciers met gebrekkige kwaliteitscontrole of cleaning .
Procesapparatuur: Procesapparatuurzelf kan deeltjes afgeven als gevolg van trillingen of versleten onderdelen. Resten van smeermiddelen, vetten en koelvloeistoffen die in bewerkingsmachines worden gebruikt, kunnen bewerkte onderdelen verontreinigen, of er kunnen chemicaliën zoals lossingsmiddelen aanwezig zijn.
Ontwerpen met het oog op reinheid: Al in een vroeg stadiumvan het proces moet rekening worden gehouden met reinheid, zodat een moduleontwerp kan worden gerealiseerd dat gericht is op reinheid. Zo kunnen bijvoorbeeld hoekjes en kieren, waarin tijdelijk spanen van een bewerkingsproces kunnen blijven steken, eenvoudig uit het ontwerp worden geweerd.
Opleiding van medewerkers: Het opleiden vanmedewerkers op het gebied van hygiëne kan een belangrijke bijdrage leveren aan kwaliteitsverbetering. Deze opleiding zou zowel betrekking hebben op de normen voor leveranciers als op de normen voor de eindklant, en zou in overeenstemming zijn met VDA 19 / ISO 1632.
De opleiding zou sterk gericht zijn op fabrieksmedewerkers die met de materialen omgaan en assemblagewerkzaamheden uitvoeren. Medewerkers moeten worden geïnformeerd en bewust gemaakt van het begrip ‘technische reinheid’.
Vaak kiezen fabrikanten voor automatisering om de variabiliteit die inherent is aan handmatige processen weg te nemen.
Beoordeling van de reinheid in de productie:
Inspectie en evaluatie van productieapparatuur zijn van essentieel belang. Apparatuur, en met name onderdelen die in contact komen met de werkstukken, moet in de praktijk worden beoordeeld, mogelijke zwakke plekken moeten worden opgespoord en er moeten corrigerende maatregelen worden genomen.
Een medewerker controleert monstervallen op verontreiniging
Vaststelling van limieten en opstellen van specificaties
Zodra de bronnen van verontreiniging zijn vastgesteld, kan aan de hand van statistische methoden en richtlijnen van de klant een grenswaarde worden vastgesteld, om zo specificaties op te stellen zoals het technische reinheidsniveau, de juiste inspectieapparatuur, de methodologie en de procedures.
-
- Vaststelling van de vereisten op basis van klantspecifieke normen en specificaties
- Specificatie van de methode en parameters
- Ontwikkeling van het proces
Het verkrijgen van schone onderdelen
Hoewel het wellicht mogelijk is om de reinheid te controleren en te meten, zullen er uiteindelijk toch deeltjes en organische stoffen in de productielijn terechtkomen, en is cleaning essentieel om een hoog kwaliteitsniveau te bereiken. Er zijn technologieën beschikbaar, zoals het gebruik van schuurmiddelen, droogijsstralen en chemische processen, maar deze lenen zich niet bijzonder goed voor in-line productieprocessen met grote volumes.
Juist hier kan laserbewerking zich ontpoppen als een kostenefficiënte en milieuvriendelijke oplossing. Veelvoorkomende cleaning van cleaning zijn onder meer:
-
- Verontreinigingen zoals roest, olie en verbrandingsaanslag Cleaning
- Verwijderen van coatings zoals verf, e-coat, keramiek en oxiden
- Verbetering van hechting door oppervlakken voor te bereiden op lassen, hechten, verven en coaten
- De hechting verbeteren door het oppervlak vooraf cleaning te structureren.
- Langere levensduur van coatings door cleaning voordat coatings op onderdelen worden aangebracht
Kortom: voor de productie van hoogwaardige producten die veilig, betrouwbaar en efficiënt zijn, zijn schone materialen nodig. Door inzicht te krijgen in de bronnen van verontreiniging, verontreinigingsgrenzen vast te stellen en ons te richten op het doel om cleaning veel cleaning nodig is, maar niet meer dan nodig; zo schoon als nodig is, niet zo schoon als mogelijk is, kunnen we producten van hogere kwaliteit produceren en tegelijkertijd het aantal afkeuren of herbewerkingen verminderen.
Of het nu gaat om lassen, lijmen of het verwijderen van coatings: laserprocessen vormen een ideale oplossing die eenvoudig kan worden geïntegreerd in de massaproductie. Ze bieden:
-
- Een contactloos proces dat uiterst flexibel, zeer selectief en nauwkeurig is, waardoor de laser uitsluitend het gewenste gebied kan reinigen en stappen zoals het aanbrengen van afplakmateriaal overbodig worden.
- Snel proces; afhankelijk van de te verwijderen verontreinigingen kunnen lasers honderden vierkante inches per seconde reinigen.
- cleaning is veilig en duurzaam en cleaning het gebruik van schuurmiddelen of chemische oplosmiddelen cleaning , waardoor het hanteren en afvoeren van gebruikte schuurmiddelen of chemicaliën niet meer nodig is.
- Eenvoudig te automatiseren en te integreren in de productieomgeving.
Het resultaat zijn uiterst reproduceerbare productieprocessen die de productkwaliteit en de productieopbrengst verbeteren en tegelijkertijd milieuvriendelijk zijn.
Aan de slag met een laseroplossing
Neem contact op met een van onze cleaning om aan de slag te gaan met het selecteren van het juiste systeem om de kwaliteit, betrouwbaarheid en productie-efficiëntie van uw batterijen te verbeteren.
