Le développement des voitures électriques est en plein essor. La Chine s'est notamment fixé des objectifs ambitieux en imposant aux constructeurs automobiles un taux de 12 % de véhicules électriques à partir de 2020. La France vise un trafic intégralement électrique d'ici 2040. Volvo annonce sa sortie du moteur à combustion dès 2019. La London Taxi Company souhaite, elle aussi, commercialiser des taxis électriques et s'est déjà choisi un nouveau nom pour ce faire : London Electric Vehicle Company. Ces véhicules conservent l'esthétique légendaire des taxis londoniens classiques, mais ils circuleront à l'avenir sans produire d'émissions et en silence. Le gouvernement britannique suit également la tendance à l'électrique et a annoncé en juillet 2017 un programme d'investissement de grande ampleur pour soutenir le développement des technologies de batteries.
Le projet pilote Automated Module-to-pack Pilot Line for Industrial Innovation, AMPLiFII en abrégé, montre comment une automatisation efficace peut contribuer à la fabrication concurrentielle de batteries de traction en Europe.
Pour le projet pilote de ligne de montage AMPLiFII, Horizon Instruments, fabricant de machines spéciales et intégrateur de systèmes, a spécialement mis au point une installation à grande vitesse de Pick and Place de cellules. Pour Daniel Bolton, directeur technique, et son équipe, c'était un véritable défi. En effet, lors de la conception de la ligne de fabrication du module de batterie, ils ont dû faire face à une multitude de difficultés techniques et pratiques : « Nous n'avions qu'un espace relativement réduit à notre disposition pour les équipements de production et un budget strict à respecter, de même qu'un délai de sept mois seulement devant nous. Sans compter qu'il nous fallait trouver un moyen de contrôler électriquement chaque cellule, de les faire pivoter comme il était nécessaire et de les placer dans les modules avec une précision et une rapidité élevées. »
Parmi ses tâches centrales, l'installation pilote doit notamment tester simultanément le courant et la tension des cellules par groupe de 30, avant leur placement par Pick and Place dans les modules de batterie. Impossible d'intégrer 30 contrôleurs individuels de batterie en raison des contraintes de coûts et de place. Il fallait donc trouver une solution. En collaboration avec le groupe de recherche et d'études WMG de l'Université de Warwick, Horizon Instruments a pu développer une interface de multiplexeur taillée sur mesure, qui permet d'utiliser un seul contrôleur de batterie. En plus d'un gain de place et d'une économie substantiels, il permettra également de collecter des données de performance sur le statut du contrôle.
After testing, the battery cells are aligned accurately and inverted if necessary. The pick and place system then inserts them into the module located on a conveyor. The plant can be configured to handle the exact number of battery cells, which can sometimes vary. 100 individual cells per module is typical, with a total weight of approximately 9 kg once assembled. Festo delivered a compact complete solution using Cartesian robot technology for fast and precise handling. “We didn’t need to coordinate multiple suppliers or worry about product compatibility”, explains Daniel Bolton. “Within just eight weeks of the order being placed we had a custom system. Festo also provided us with technical support throughout the design, installation and commissioning process.” With the new automation solution, each cell can be picked, rotated, aligned and placed in the modules within 1.2 seconds.