La mobilité du futur exige des solutions innovantes, aujourd’hui plus que jamais. La transition vers l’électromobilité offre un énorme potentiel, mais comporte également des défis complexes. Comment produire des piles de manière plus durable, les utiliser plus efficacement et les recycler judicieusement en fin de vie ? C’est précisément là que Festo et Comau interviennent, car avec leurs solutions d’automatisation pionnières, ils contribuent à une économie circulaire qui préserve les ressources. Vous découvrirez ici que c’est bien plus qu’une simple déclaration.
Avec 50 ans d’expérience et une présence mondiale, Comau, une société du groupe Stellantis, est un leader mondial dans les solutions d’automatisation avancées et durables.
En plus de développer des technologies innovantes et faciles à utiliser, notre portefeuille comprend des produits et des systèmes pour la production de véhicules, ainsi que des solutions numériques et assistées par robot avancées pour répondre aux besoins de production des marchés à croissance rapide tels que la logistique, les énergies renouvelables et la construction navale », explique Francesco Beccarisi, Innovation & Process Technologies chez Comau. Le marché de l’électromobilité connaît une croissance durable. Bien que les batteries lithium-ion resteront la technologie dominante dans le secteur automobile au cours des 5 - 10 prochaines années, le marché verra une augmentation significative de la demande de batteries de nouvelle génération, comme les batteries à l’état solide. »
De nouvelles technologies ainsi que des processus de fabrication plus efficaces, plus durables et plus rentables sont nécessaires pour soutenir la production à grande échelle de batteries de nouvelle génération et accélérer la transition énergétique.
L’e-mobilité et les investissements considérables de ces dernières années marquent le début de l’évolution des transports », explique Claudio Giovando, Global Key Account Manager Automotive & Electric Vehicles Business Developer chez Festo. Outre les solutions pour la fabrication de cellules, de modules de batteries et de moteurs électriques, Festo s’intéresse depuis le début à la fermeture du cycle de production des batteries elles-mêmes, afin de réduire les déchets et d’encourager la réutilisation des matériaux. Cela contribuera à réduire l’extraction de matières premières rares et limitées qui, sinon, ne pourraient pas répondre à la demande de ce marché en pleine expansion.»
La transition énergétique et écologique dans le secteur des transports devient une réalité. Conformément aux objectifs de décarbonisation de l’Union européenne, la Commission européenne a adopté le paquet législatif Fit for 55, qui vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre des véhicules de 55 % d’ici 2030 et de 55 % d’ici 2050 », confirme F. Beccarisi. L’électrification est donc l’avenir de la mobilité. »
L’exigence d’une production plus efficace et durable des batteries et des moteurs électriques est sans aucun doute l’un des principaux défis auxquels sont confrontées les entreprises actives à différents niveaux de l’industrie automobile et des transports. Pour que la transition énergétique soit vraiment durable, il faut non seulement produire efficacement les technologies d’électrification les plus modernes, mais aussi gérer l’impact environnemental de la fin de vie des batteries », expose F. Beccarisi. C’est pourquoi Comau a rejoint le « Battery Regeneration Project », soutenu par l’organisation à but non lucratif Class et Cobat, une plateforme de services d’économie circulaire. L’objectif est de créer une chaîne d’approvisionnement italienne pour le recyclage et la réutilisation des batteries au lithium.
L’attention portée à la durabilité a amené Festo et Comau à se pencher sur la question importante du recyclage ou de la réutilisation des batteries usagées des véhicules électriques. C’est ainsi qu’est né Flexible Battery Dismantling (Flex-BD), dont l’objectif est de développer une solution d’automatisation pour le démontage automatisé des packs de batteries jusqu’aux modules », explique F. Beccarisi. Les modules peuvent être recyclés en BlackMass via le processus de broyage ou réutilisés pour fabriquer de nouvelles batteries. »
Le projet, pour lequel Comau a reçu le prix de l’innovation au SMAU 2023, vise à créer une station très flexible capable de démonter différents types de batteries pour véhicules électriques », explique C. Giovando. Il a permis de rassembler différents acteurs européens, dont Festo et Comau, afin de développer des solutions de qualité pour une économie plus durable. »
Différentes technologies Festo ont été utilisées pour créer le poste Flex-BD, des actionneurs électromécaniques avec moteurs et entraînements aux soupapes de sécurité MS6-SV certifiées avec fonction d’échappement rapide, qui garantissent l’arrêt de la zone dangereuse de l’installation en cas d’urgence », explique C. Giovando. Le choix de ces composants a été fait pour faciliter le réglage du format et pour compenser automatiquement le positionnement des packs de batteries. Cela a conduit à la création d’une station efficace et innovante, capable de fonctionner avec différents types de packs de batteries et de réduire le besoin d’interventions manuelles. »
La principale caractéristique de la station développée est sa flexibilité, qui lui permet de gérer différents types de packs de batteries et de pouvoir être utilisée par n’importe quel fabricant. De plus, l’utilisation de solutions simples et innovantes a permis de réduire considérablement les coûts de mise en œuvre et d’installation, ainsi que le temps de cycle, ce qui permet de traiter un plus grand nombre de composants en même temps », explique C. Giovando. En outre, la station peut également être utilisée en phase de production pour l’assemblage de la batterie, la récupération ou le remplacement de modules identifiés comme défectueux, afin de garantir qu’un pack de batteries efficace soit délivré comme produit final. »
Parmi les solutions utilisées dans Flex-BD figurent les électrodistributeurs VTUG, qui offrent des temps de commutation rapides, une faible consommation d’énergie et des débits élevés dans un design léger et compact, ce qui les rend adaptées aux applications d’automatisation et de robotique flexibles », poursuit C. Giovando. Ces solutions sont disponibles dans différents langages de bus de communication, tels que point à point, multibroche et IO-Link. En particulier, la version AP permet de construire un réseau avec une topologie en ligne, en étoile ou en arbre, qui communique avec l’API du client en utilisant les bus de communication les plus courants. C’est pourquoi nous trouvons dans la station CPX-AP-I en version Profinet qui, outre des temps de communication extrêmement rapides, permet la connexion de jusqu’à 500 composants et intègre la gestion d’unités de distributeurs avec fonction d’auto-apprentissage, ce qui réduit et accélère considérablement le travail des ingénieurs logiciels. »
Deux types d’axes, l’ELGG entraîné par courroie et l’EGC entraîné par vis, ont également été intégrés dans ce réseau afin de garantir un positionnement précis et de pouvoir traiter à l’avenir des modules de différentes tailles. Festo a choisi des technologies et des solutions qui garantissent une grande flexibilité et une grande adaptabilité », confirme F. Beccarisi. Un exemple est le muscle pneumatique DMSP, qui peut fournir des forces élevées sans que les composants mécaniques ne soient déplacés dans un sens ou dans l’autre », explique C. Giovando. Dans certaines phases, le muscle permettait de compenser rapidement les tolérances et le jeu dans les packs de batteries, ce qui permettait de gagner beaucoup de temps dans le cycle. » Cette solution simulait également le comportement humain lors de la préhension du module de batterie afin d’assurer un couplage correct entre le préhenseur et le robot, de sorte qu’un module connecté pouvait être détaché en appliquant une force d’impulsion, sans que des erreurs ne soient causées dans le robot par l’application de la force », poursuit F. Beccarisi. De plus, grâce aux moteurs électriques de Festo, les pinces des modules peuvent être reconfigurées. C’est un aspect important, car le démontage d’une batterie nécessite la préhension de différentes pièces, qui peuvent avoir des tailles différentes en raison des déformations mécaniques et thermiques au cours de leur durée de vie. »
Ce projet a mis en évidence la capacité des deux entreprises à résoudre des problèmes complexes avec des scénarios imprévisibles », conclut F. Beccarisi. Cette collaboration a mis en évidence la manière dont la technologie est un outil essentiel pour le développement et l’adoption de pratiques durables et respectueuses des ressources, y compris dans le secteur industriel. Une approche qui permet aux entreprises d’utiliser les ressources naturelles de manière plus rationnelle, de réduire la consommation énergétique et les déchets et de contribuer à la protection de la planète pour les générations actuelles et futures. »
Les solutions d’automatisation innovantes de Festo vous permettent d’optimiser l’efficacité, de réduire les temps d’arrêt et de concevoir vos processus pour l’avenir.
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