Brzina ispitivanja baterije

Inovativna tehnologija automatizacije za e-mobilnost

Električna vozila su u trendu. Međutim, njihov uspjeh ovisi o visokoučinkovitim i isplativim baterijama. U Velikoj Britaniji pilot-projekt AMLiFII u poduzeća WMG postavlja temelje za novu generaciju pogonskih baterija. Projekt uključuje inovativnu tehnologiju automatizacije poduzeća Horizon Instruments s rješenjem poduzeća Festo Pick and Place.

Razvoj električnih automobila ubrzava. Kina je sebi i proizvođačima automobila postavila ambiciozne ciljeve – do 2020. godine 12 % svih vozila treba biti električno. Francuska želi da svi automobili prodani nakon 2040. budu električni. Volvo je najavio prestanak proizvodnje motora s unutarnjim izgaranjem još 2019. godine. I poduzeće London Taxi Company objavilo je namjeru ulaska na tržište električnih vozila promjenom imena u London Electric Vehicle Company. Novi taksiji imat će isti klasični izgled kao i prethodnici, ali će biti čišći i tiši. I vlada Ujedinjenog Kraljevstva slijedi pomak prema električnim vozilima te je u srpnju 2017. objavila velik investicijski program za razvoj tehnologije baterija.

Pilot-projekt Automatizirana pilotska linija od modula do pakiranja za industrijske inovacije, ili skraćeno AMPLiFII, pokazuje kako učinkovita automatizacija može pridonijeti konkurentnoj proizvodnji pogonskih baterija u Europi.

Dizajniran za mali prostor

U sklopu pilot-projekta linije za montažu baterija AMPLiFII proizvođač strojeva za posebne namjene i integrator sustava Horizon Instruments razvio je sustav za brzo biranje ćelija. To je tehničkom direktoru Danielu Boltonu i njegovu timu bio poseban izazov. Pri projektiranju proizvodne linije baterijskih modula suočili su se s nekoliko tehničkih i praktičnih ograničenja: "Imali smo relativno ograničen prostor u koji smo uklopili opremu i rok isporuke od samo sedam mjeseci. Osim toga, morali smo pronaći način da svaku ćeliju provjerimo električnim putem, rotirati ćelije ako je potrebno i postaviti ih u module s velikom preciznošću i brzinom."

Jedna od temeljnih zadaća pilot-sustava je istodobno testiranje skupina od 30 ćelija u smislu struje i napona, čak i prije nego što ih se pojedinačno postavi u baterijske module funkcijom Pick and place. Visoki troškovi i prostorna ograničenja značili su da nije bilo moguće smjestiti 30 pojedinačnih ispitivača baterija. Trebalo je pronaći rješenje. S istraživačkom i obrazovnom skupinom WMG na Sveučilištu Warwick Horizon Instruments razvio je prilagođeno sučelje multipleksora koje je omogućilo upotrebu jednog ispitivača baterije. Osim zamjetne uštede prostora i troškova, zahvaljujući njima moguće je prikupljati usporedne podatke o statusu testa.

Prilagođeno rješenje za osam tjedana

Nakon testiranja ćelije baterija točno se poravnavaju i prema potrebi okreću. Zatim upotrebljava sustav Pick and place u modulu koji se nalazi na transporteru. Sustav se može precizno konfigurirati s obzirom na djelomično promjenjiv broj baterijskih ćelija. Obično se nakon sastavljanja upotrebljava sto pojedinačnih ćelija po modulu ukupne težine oko devet kilograma.

Festo je isporučio kompaktno cjelovito rješenje s kartezijanskom robotskom tehnologijom za brzo i precizno rukovanje. "Nismo morali koordinirati nekoliko dobavljača niti se brinuti o kompatibilnosti proizvoda," objašnjava Daniel Bolton. “Samo osam tjedana nakon što je narudžba poslana, dobili smo sustav po mjeri. Festo nam je bio na raspolaganju u smislu tehničke podrške tijekom cijele faze projektiranja, instalacije i puštanja u rad." S novim rješenjem za automatizaciju ćelije je moguće izvaditi, rotirati, poravnati i postaviti u module unutar 1,2 sekunde.

EXCH rukovanje za osjetljive komponente

Premijera u UK

U središtu sustava Pick and place za podizanje i postavljanje baterija nalazi se Festo EXCH-60. Planarna površinska portalna platforma razvijena je za procese montaže u kojima se mali i lagani predmeti masovne proizvodnje moraju postaviti brzo i fleksibilno. U tu svrhu EXCH, koji pokreću dva stacionarna motora, pruža najvišu razinu dinamike. Budući da pojedinačne osi ne zahtijevaju odvojene portale, osigurano je precizno poravnanje. Pri brzini do 5 m/s i vrijednostima ubrzanja do 50 m/s2, može izvesti 100 zahvata u minuti s preciznošću ponavljanja od ± 0,1 mm.

Steve Sands iz Festa smatra upotrebu EXCH-a revolucionarnim korakom: "Ovim se projektom prvi put upotrebljava Festova planarna površinska portalna platforma u Ujedinjenom Kraljevstvu. Tehnologija automatizacije integrirana u pilot-liniju za baterije električnih vozila izvorno je razvijena za izgradnju fotonaponskih panela. Idealna je za rukovanje osjetljivim komponentama i njihovo postavljanje s velikom preciznošću."

Terminal ventila CPX upravlja 2D planarnom površinskom portalnom platformom. Kombinira najnoviju elektroniku i pneumatiku na jednoj, neovisnoj osnovnoj ploči.

Postavljanje temelja za budućnosti

Novo rješenje za automatizaciju izazvalo je interes i izvan sektora strojogradnje i tehnologije automatizacije. Profesor Robert Harrison sa Sveučilišta Warwick smatra da pilot-projekt dokazuje "da brzi birač ćelija i druge radne stanice omogućuju automatsku integraciju baterijskih ćelija u module. To utire put dogradnji kompletnog proizvodnog pogona." Profesor Harrison smatra da će projekt pomoći u razvoju nove generacije pogonskih baterija za električna i hibridna vozila. "Kombinacija najboljih ručnih i automatiziranih metoda montaže za proizvodnju baterija postavit će temelje novog opskrbnog lanca automobila u Ujedinjenom Kraljevstvu temeljenog na automatiziranoj tehnologiji", kaže stručnjak za sustave automatizacije.

WMG

Coventry CV4 7AL
Sveučilište u Warwicku
Engleska

www.warwick.ac.uk/fac/sci/wmg

Područje poslovanja: istraživanje i razvoj


Horizon Instruments

Ghyll Industrial Estate
Heathfield, Istočni Sussex
Engleska

www.horizoninstruments.co.uk

Područje poslovanja: razvoj i izrada integriranih rješenja za automatizaciju

  1. Ovaj je članak objavljen u časopisu za klijente trends in automation Festo 1.2018.
Pregled