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电动汽车的快速发展:通过电池叠片提高产量

时间:2023-12-06 11:29:44 作者:作者 点击:

  

  电池单元生产及其工艺发展还远远不够。为了加快电池单元的生产速度,柏林工业大学开发了一种电池叠片工艺,从而提高产量。然而,更高的机器和工艺速度也对自动化技术提出了更高的要求。SICK 传感器在满足这些要求方面发挥着关键作用。

  电池技术 - 电动汽车的核心

  到 2030 年,大部分汽车将是电动汽车。因此,电池产能不断扩张,电池工厂的预计投资额已超过 2022 年全球产量的多倍。

  电池生产的核心工艺是 加工电极箔隔膜 。不同类型的电池采用不同的加工工艺。其中包括 卷绕膜幅 ,用于生产“Jelly Rolls”。各种堆叠工艺确保电池组由单个阳极、阴极和隔膜组成。卷绕工艺具有高速和工艺稳定的特点。而电池叠片则为电池的电气性能提供了优势。这两种工艺结合产生 Z 型折叠。在这种工艺中,单个电极片在折叠前就与隔膜相连。

   

  高速堆叠是核心挑战

  在进一步发展 电池单元 堆叠和 Z 型折叠过程中,提高堆叠速度是核心挑战。柏林工业大学机床与工厂管理研究所的处理和装配技术部教授 Franz Dietrich 领导的团队致力于应对这一挑战。其中一项任务是:在加快工艺流程的同时,不得影响堆叠电极片的定位精度。

  与依靠多步拾放操作的传统工艺相比,柏林工业大学的研究人员开发了一种连续工艺流程:从拾放和处理到电极片的定位和对准。与目前先进的工艺相比,这种工艺流程能够以每秒 2000 毫米的速度连续输送材料,未来生产效率会大大提高

  克服自动化技术的限制

   

  传统的自动化技术无法实现如此高的设备运行速度。在连续输送过程中对各个电极片进行定位和对准,传统的传感器在可编程逻辑控制器时钟信号中采集数据无法做到。然而,SICK 传感器能够解决这一问题。

  柏林工业大学机床与工厂管理研究所的处理和装配技术部研究组长 Arne Glodde 博士解释说:“通过结合使用 SICK 的快速检测传感器和 Beckhoff 的 XFC 技术的时间戳,我们可以摆脱在可编程逻辑控制器时钟信号中采集数据的方式,充分利用传感器速度。”

  为此同时采用了 SICK 的两种传感器解决方案:WLL180T-2 光纤传感器的响应时间 ≤ 16 µs,开关频率高达 31.2 kHz。此外,光纤传感器还可以集成到狭窄的安装空间中。

  使用 SICK 的 KTS Prime 色标传感器 甚至可以提高测量分辨率和进给速度:开关频率高达 70 kHz,响应时间可达 3 µs。在柏林工业大学的工艺流程中使用了由光纤传感器或 KTS Prime 色标传感器组成的传感器对。通过这种方式,可以检测到进给方向上的电极片位置以及电极片前沿的角度,并在必要时进行修正。

  光纤传感器

  扫描范围和性能的国际引领者

  WLL180

  色标传感器

  创新的 TwinEye-Technologie 提升对比度识别

  KTS Prime

  但这还远远不够:柏林工业大学的专家们还在继续研究如何加快电池单元的 Z 型折叠过程,并与 SICK 合作进一步开发电池生产。

标签: 工控新闻 自动化新闻 西克 传感器