미래의 모빌리티는 그 어느 때보다 혁신적인 솔루션을 요구합니다. 전기 모빌리티로의 전환은 엄청난 잠재력을 제공하지만 복잡한 과제를 안고 있습니다. 어떻게 하면 배터리를 더 지속 가능하게 생산하고, 더 효율적으로 사용하며, 수명이 다한 배터리를 현명하게 재활용할 수 있을까요? Festo와 Comau는 선구적인 자동화 솔루션을 통해 자원을 절약하는 순환 경제에 기여하고 있습니다. 이는 단순한 선언, 그 이상이라는 것을 확인할 수 있습니다.
50년 간의 경험과 글로벌 사업장을 갖춘 Stellantis Group의 계열사인 Comau는 지속 가능한 첨단 자동화 솔루션 분야의 세계적인 선도 기업입니다.
"당사의 포트폴리오에는 혁신적이고 사용자 친화적인 기술을 개발하는 것 외에도 차량 생산을 위한 제품 및 시스템 뿐만 아니라 물류, 재생 에너지, 조선 등 빠르게 성장하는 시장의 생산 요구를 충족하는 첨단 디지털 및 로봇 솔루션이 포함되어 있습니다."라고 Comau의 Innovation & Process Technologies 담당자인 프란체스코 베카리시(Francesco Beccarisi)는 말합니다. 전기 모빌리티 시장은 지속적으로 성장하고 있습니다. "리튬 이온 배터리가 향후 5~10년간 자동차 부문에서 지배적인 기술로 남아 있겠지만, 시장은 전고체 배터리와 같은 차세대 배터리에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 내다보고 있습니다."
차세대 배터리의 대규모 산업적 생산을 지원하고 에너지 전환을 가속화하기 위해서는 새로운 기술과 보다 효율적이고 지속 가능하며 비용 효율적인 제조 공정이 필요합니다.
Festo의 Global Key Account Manager인 Automotive & Electric Vehicles Business Developer인 클라우디오 지오반도(Claudio Giovando)는 "E-mobility와 최근 몇 년간 이루어진 대규모 투자는 운송 수단 진화의 시작을 의미합니다."라고 설명합니다. "Festo는 셀, 배터리 모듈 및 전기 모터 생산을 위한 솔루션 외에도 폐기물을 줄이고 재료 재사용을 촉진하기 위한 배터리 자체의 생산 주기를 단축하는 데 처음부터 관심을 기울여 왔습니다. 이는 희귀하고 제한된 원료의 채굴을 줄이는 데 도움이 될 것입니다. 그렇지 않으면 빠르게 성장하는 이 시장의 수요를 충족할 수 없을 것입니다."
운송 부문의 에너지 및 생태적 전환이 현실화되고 있습니다. "유럽연합의 탈탄소화 목표에 따라 유럽연합 집행위원회는 차량의 온실가스 배출량을 2030년까지 55%, 2050년까지 100% 줄이는 것을 목표로 하는 Fit for 55 입법 패키지를 채택했습니다."라고 F. 베카리시가 확인해 줍니다. "따라서 전기화는 모빌리티의 미래입니다."
배터리와 전기 모터의 보다 효율적이고 지속 가능한 생산에 대한 요구는 자동차 및 운송 산업의 다양한 단계에서 활동하는 기업에게 가장 중요한 과제 중 하나입니다. "에너지 전환이 진정으로 지속 가능하려면 최첨단 전기화 기술의 효율적인 생산은 물론 수명이 다한 배터리가 환경에 미치는 영향도 관리해야 합니다."라고 F. 베카리시가 설명합니다. 따라서 Comau는 비영리 단체인 Class와 순환 경제 서비스 플랫폼인 Cobat이 지원하는 'Battery Regeneration Project(배터리 재생 프로젝트)'에 참여했습니다. 리튬 배터리의 재활용 및 재사용을 위한 이탈리아 공급망을 구축하는 것이 목표입니다.
지속 가능성에 초점을 맞춤으로서 Festo와 Comau는 전기 자동차의 폐배터리를 재활용하거나 재사용하는 중요한 문제를 해결하게 되었습니다. 이를 통해 "배터리 팩을 모듈까지 자동으로 해체할 수 있는 자동화 솔루션을 개발"하는 Flex-BD(Flexible Battery Dismantling)가 탄생하게 되었다고 F. 베카리시는 설명합니다. "모듈은 파쇄 공정을 통해 블랙매스(Black Mass)로 재활용하거나 새 배터리를 생산하는 데 재사용할 수 있습니다."
Comau가 SMAU 2023에서 혁신상을 수상한 이 프로젝트는 "다양한 유형의 전기 자동차 배터리를 해체할 수 있는 매우 유연한 스테이션을 만드는 것을 목표로 한다"고 C. 지오반도는 설명합니다. "보다 지속 가능한 경제를 위한 고품질 솔루션을 개발하기 위해 Festo와 Comau를 비롯한 다양한 유럽의 기업들이 힘을 모았습니다."
"모터와 드라이브가 장착된 전기 기계식 액츄에이터에서부터 비상 시 시스템 구역의 위험 차단을 보장하는 빠른 배기 기능을 갖춘 인증된 MS6-SV 안전 밸브에 이르기까지 다양한 Festo의 기술이 Flex-BD 스테이션을 만드는 데 사용되었습니다."라고 C. 지오반도는 설명합니다. 포맷 조정을 용이하게 하고 배터리 팩의 위치를 자동으로 균일화하기 위해 이러한 부품들이 선택되었습니다. "그 결과 다양한 유형의 배터리 팩을 사용할 수 있고 수작업 개입의 필요성을 최소화하는 효율적이고 혁신적인 스테이션이 탄생했습니다."
개발된 스테이션의 주요 특징은 다양한 유형의 배터리 팩을 처리할 수 있고 모든 제조업체에서 잠재적으로 사용할 수 있다는 유연성에 있습니다. "또한 간단하고 혁신적인 솔루션을 사용함으로써 구현 및 셋업 비용과 사이클 시간이 크게 단축되어 같은 시간에 더 많은 수의 구성 요소를 처리할 수 있게 되었습니다."라고 C는 설명합니다. 지오반도는 설명합니다. "또한 이 스테이션은 생산 단계에서 배터리 조립, 복원 또는 결함이 있는 것으로 확인된 모듈을 교체하여 효율적인 배터리 팩이 최종 제품으로 생산되도록 하는 데에도 사용할 수 있습니다."
"Flex-BD에 사용되는 솔루션에는 가볍고 컴팩트한 디자인에 빠른 전환 시간, 낮은 에너지 소비, 높은 유량을 제공하는 솔레노이드 밸브가 포함되어 있어 유연한 자동화 및 로봇 응용 분야에 사용하기에 적합합니다."라고 C. 지오반도가 이어서 설명합니다. "이러한 솔루션은 Point-to-point, 멀티핀, IO-Link® 등 다양한 통신 버스 언어로 제공됩니다. 특히 AP 버전을 사용하면 가장 일반적인 통신 버스를 사용하는 고객의 PLC와 인라인, 스타 또는 트리 토폴로지로 통신할 수 있는 네트워크를 생성할 수 있습니다. 이것이 바로 매우 빠른 통신 시간 외에도 최대 500개의 구성 요소를 연결할 수 있고 밸브 유닛 관리를 자가 학습 기능과 통합하여 소프트웨어 엔지니어의 작업을 크게 줄이고 속도를 높이는 Profinet 버전의 CPX-AP-I 스테이션을 사용하는 이유입니다."
벨트 구동식 ELGG와 스핀들 구동식 EGC의 두 가지 축 유형도 이 네트워크에 통합되어 정밀한 포지셔닝을 보장하고 향후 다양한 크기의 모듈을 처리할 수 있습니다. "Festo는 높은 수준의 유연성과 적응성을 보장하는 기술과 솔루션으로 선택되었습니다."라고 F. 베카리시는 확인해 줍니다. "기계 부품을 앞뒤로 움직이지 않고도 높은 힘을 제공할 수 있는 DMSP 공압 머슬을 예로 들 수 있겠습니다."라고 C. 지오반도는 설명합니다. "특정 단계에서는 공압 머슬을 통해 공차를 빠르게 보정하고 배터리 팩에서 재생할 수 있었기 때문에 사이클 시간을 크게 단축할 수 있었습니다." 이 솔루션은 또한 "배터리 모듈을 잡는 인간의 동작을 시뮬레이션하여 그리퍼와 로봇 사이의 적절한 결합을 보장함으로써, 작용력에 의한 로봇의 오류 없이 힘을 가하여 연결된 모듈이 분리될 수 있도록 했습니다."라고 F. 베카리시는 계속 설명합니다. "또한 Festo의 전기 모터 덕분에 모듈 그리퍼를 재구성할 수 있었습니다. 배터리를 분해하려면 사용 수명 동안 기계적, 열적 변형으로 인해 크기가 달라질 수 있는 여러 작업물들을 잡아야 하기 때문에 이는 매우 중요한 측면입니다."
이 프로젝트로 "예측할 수 없는 시나리오의 복잡한 문제를 해결하는 두 회사의 능력을 부각시켰습니다."라고 F. 베카리시는 결론을 내립니다. "이번 협업으로 산업 부문을 포함하여 지속 가능하고 자원 효율적인 관행을 개발하고 채택하는 데 기술이 필수적인 도구라는 점을 강조했습니다. 이를 통해 기업이 천연 자원을 보다 효율적으로 활용하고 에너지 소비와 낭비를 줄이며 현재와 미래 세대를 위해 지구를 보호하는 데 기여할 수 있습니다."
Festo의 혁신적인 자동화 솔루션은 효율성을 최적화하고 다운타임을 줄이며 프로세스의 미래를 보장합니다.
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