Переосмислення виробництва, переробки акумуляторів

Розбирання та збирання акумуляторних батарей і модулів

Мобільність майбутнього вимагає інноваційних рішень — зараз більше, ніж будь-коли. Перехід на електромобільність пропонує величезний потенціал, але також приховує в собі складні виклики. Як можна виробляти батареї більш раціонально, використовувати їх більш ефективно та утилізувати після закінчення терміну служби? Це саме та сфера, де Festo і Comau вступають в гру, оскільки завдяки своїм новаторським рішенням з автоматизації вони роблять свій внесок в ресурсозберігаючу економіку замкнутого циклу. Тут ви можете дізнатися, що це більше, ніж просто заява.

Електромобільність: Майбутнє починається сьогодні

Маючи 50 років досвіду та глобальну присутність, Comau, компанія Stellantis Group, є світовим лідером у галузі передових та стійких рішень для автоматизації.

"Окрім розробки інноваційних та зручних для користувача технологій, наше портфоліо включає продукти та системи для виробництва транспортних засобів, а також передові цифрові та роботизовані рішення для задоволення виробничих потреб швидкозростаючих ринків, таких як логістика, відновлювана енергетика та суднобудування", - говорить Франческо Беккарізі, керівник відділу інноваційних та технологічних технологій компанії Comau. Ринок електромобілів стабільно зростає. "Хоча літій-іонні батареї залишатимуться домінуючою технологією в автомобільному секторі протягом наступних 5 - 10 років, на ринку спостерігатиметься значне зростання попиту на батареї наступного покоління, такі як твердотільні батареї".

Для підтримки широкомасштабного промислового виробництва наступного покоління батарей та прискорення енергетичного переходу необхідні нові технології та більш ефективні, стійкі та економічно вигідні виробничі процеси.

"Електронна мобільність і значні інвестиції, зроблені в останні роки, знаменують собою початок еволюції транспорту", — пояснює Клаудіо Джовандо, глобальний менеджер по роботі з ключовими клієнтами в галузі автомобільного та електромобільного бізнесу компанії Festo. "Окрім рішень для виробництва елементів, акумуляторних модулів та електродвигунів, Festo з самого початку була зацікавлена в закритті виробничого циклу самих батарей, щоб зменшити кількість відходів та сприяти повторному використанню матеріалів. Це допоможе зменшити видобуток рідкісної та обмеженої сировини, яка інакше не змогла б задовольнити попит цього швидкозростаючого ринку".

Енергетичний та екологічний поворот у транспортному секторі стає реальністю. "Відповідно до цілей Європейського Союзу щодо декарбонізації, Європейська Комісія прийняла законодавчий пакет Fit for 55, який має на меті скоротити викиди парникових газів від транспортних засобів на 55 % до 2030 та 100 % до 2050 ", наголошує Ф. . Беккарізі. "Тому електрифікація — це майбутнє мобільності".

Попит на більш ефективне та стале виробництво батарей та електродвигунів, безсумнівно, є одним з найважливіших викликів для компаній, що працюють на різних етапах автомобільної та транспортної промисловості. "Щоб енергетичний перехід був справді сталим, необхідно контролювати не лише ефективне виробництво найсучасніших технологій електрифікації, а й вплив батарей на навколишнє середовище наприкінці їхнього терміну служби", - пояснює Ф. Беккарізі Тому Comau приєдналася до "Проекту регенерації акумуляторів", який підтримується некомерційною організацією Class та Cobat, платформою для послуг циркулярної економіки. Мета — створити італійський ланцюжок поставок для переробки та повторного використання літієвих батарей.

Flex-BD: Переробка та повторне використання літієвих батарей

Зосередженість на сталому розвитку спонукала Festo та Comau звернутися до важливого питання переробки або повторного використання старих акумуляторів з електромобілів. Це дало поштовх до створення проекту Flexible Battery Dismantling (Flex-BD), який полягає в "розробці рішення для автоматизованого демонтажу акумуляторних батарей аж до модулів", — пояснює Ф. Беккарізі. "Модулі можуть бути перероблені на BlackMass шляхом подрібнення або повторно використані для виробництва нових батарей".

Проект, за який Комау отримав нагороду за інновації на SMAU 2023, "має на меті створити дуже гнучку станцію, яка може демонтувати різні типи Батарей для електромобілів", — пояснює К. Джовандо. "Він об'єднав різних європейських гравців, включаючи Festo та Comau, для розробки високоякісних рішень для більш стійкої економіки".

Для створення станції Flex-BD були використані різні технології Festo, "від електромеханічних приводів з двигунами і приводами до сертифікованих запобіжних клапанів MS6-SV з функцією швидкого випуску повітря, які забезпечують небезпечне відключення ділянки системи в разі виникнення аварійної ситуації", — пояснює К. Джовандо. Ці компоненти були обрані для полегшення регулювання формату та автоматичного вирівнювання позиціонування акумуляторних батарей. "Це призвело до створення ефективної та інноваційної станції, яка може працювати з різними типами акумуляторних батарей і зводить до мінімуму необхідність ручного втручання".

Гнучкість і самонавчання з CPX-AP

Головною особливістю розробленої станції є її гнучкість, що дозволяє їй працювати з різними типами акумуляторних батарей і потенційно використовуватись будь-яким виробником. "Крім того, використання простих та інноваційних рішень значно скоротило витрати на впровадження та налагодження, а також час циклу, що дозволило обробити більшу кількість компонентів за той самий проміжок часу", - пояснює С. Джовандо. "Крім того, станція також може бути використана на етапі виробництва для складання акумуляторів, відновлення або заміни модулів, які були визнані дефектними, щоб забезпечити випуск ефективного акумуляторного блоку в якості кінцевого продукту".

"Рішення, використані в Flex-BD, включають соленоїдні клапани, які забезпечують швидкий час перемикання, низьке енергоспоживання і високу пропускну здатність у легкій і компактній конструкції, що робить їх придатними для використання в системах гнучкої автоматизації та робототехніки", — продовжує С. Джовандо. "Ці рішення доступні на різних мовах шини зв'язку, таких як точка-точка, багатоконтактна та IO-Link®. Зокрема, версія AP дозволяє створити мережу з топологією в лінію, зірку або дерево, яка взаємодіє з ПЛК замовника за допомогою найпоширеніших шин зв'язку. Саме тому у нас є Profinet-версія станції CPX-AP-I, яка, крім надзвичайно швидкого часу зв'язку, дозволяє підключати до 500 компонентів і інтегрує управління блоками клапанів з функцією самонавчання, що значно скорочує і прискорює роботу інженерів-програмістів".

Для забезпечення точного позиціонування та обробки модулів різних розмірів у майбутньому в цю мережу також інтегровано два типи осей — з ремінним приводом ELGG та шпиндельним приводом EGC. "Festo обрала технології та рішення, які гарантують високий ступінь гнучкості та адаптивності", — підтверджує Ф. Беккарізі. Одним із прикладів є пневмомускул DMSP, "який може створювати великі зусилля без переміщення механічних компонентів вперед-назад", — пояснює С. Джовандо. "На певних етапах мускул дозволяв нам швидко компенсувати допуски і люфт в акумуляторних батареях, що призводило до значної економії часу в циклі". Це рішення також "імітувало поведінку людини при захопленні акумуляторного модуля, щоб забезпечити належне зчеплення між захопленням і роботом, щоб підключений модуль можна було відпустити, застосувавши імпульсну силу, не викликаючи помилок в роботі робота через застосування сили", — продовжує Ф. Беккарізі. "Крім того, завдяки Двигунам від Festo, захвати Модулів можуть змінювати конфігурацію. Це важливий аспект, оскільки демонтаж батареї вимагає захоплення різних деталей, які можуть мати різні розміри через механічні та термічні деформації протягом терміну служби".

Цей проект "підкреслив здатність обох компаній вирішувати складні проблеми з непередбачуваними сценаріями", — підсумовує Ф. Беккарізі. "Ця співпраця підкреслила, що технології є важливим Інструментом для розробки та впровадження сталих та ресурсоефективних практик, у тому числі в промисловому секторі. Підхід, який дозволяє компаніям більш ефективно використовувати природні ресурси, зменшити споживання енергії та відходи і зробити свій внесок у захист планети для нинішнього та майбутніх поколінь".

Ваша наступна інновація вже чекає на вас

Інноваційні рішення для автоматизації від Festo оптимізують ефективність, скорочують час простоїв і забезпечують надійність ваших процесів.

Наші технології — це:

  • Максимальна гнучкість завдяки інтелектуальним системам, які адаптуються до ваших вимог.
  • Сталі рішення, які зменшують використання ресурсів та витрати.
  • Проста інтеграція з перевіреними інструментами, такими як САПР та моделі e-plan.