【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】電動汽車(EV)制造業(yè)正在崛起，這對EV電池產(chǎn)生了很高的需求。隨著對電池需求的增加，高效自動化電池的生產(chǎn)制造過程對于滿足電動汽車市場的需求至關(guān)重要。交流伺服電機和機器人技術(shù)將在這些電池的自動化制造中發(fā)揮重要作用。
眾多不同類型的電動汽車，正在創(chuàng)造對電池的需求。除了電動汽車之外，像飛機、摩托車、休閑車、農(nóng)業(yè)拖拉機甚至住宅草坪設(shè)備對電池的需求也在不斷增加。這些車輛和設(shè)備都使用電池，但是根據(jù)不同的需求，使用的電池技術(shù)也各不相同。
便攜式消費電子產(chǎn)品常用的鋰離子電池，是電動汽車和插電式混合動力車最受歡迎的選擇。鉛酸電池的成本最低，但其功率密度低，使其在電動汽車行業(yè)中成為最不受歡迎的解決方案。鎳氫電池具有高能量密度，并且已被證明非常耐用。它們通常用于混合動力電動汽車，然而，它們的高成本、相對較高的發(fā)熱量和自放電，限制了它們在電動汽車中的應(yīng)用。隨著鋰離子電池成為電動汽車最受歡迎的電池選擇，對鋰電池的需求正在迅速增長，因此有必要提高電動汽車鋰電池的產(chǎn)量。
電動汽車的電池外殼通常有三種類型：
·圓柱形電池。這些電池可以大量堆疊，以組成可包含數(shù)百或數(shù)千個圓柱形電池的電池組。
·棱柱形電池呈長方形，可以非常有效地堆疊在工作包內(nèi)。一個棱柱形電池可能包含與數(shù)百個圓柱形電池相同的能量。
·袋式電池的設(shè)計差異很大，使用的金屬袋具有柔韌性，可以安裝在狹小或形狀獨特的空間內(nèi)。
這三種技術(shù)如今都被各種電動汽車制造商使用。然而，電動汽車需要許多這樣的電池才能為車輛產(chǎn)生足夠的電力。將這些電池集成到可行的電池組中需要大量的勞動力，這些勞動力可以自動化以產(chǎn)生大規(guī)模生產(chǎn)所需的吞吐量。制造過程中的繁瑣步驟為使用交流伺服系統(tǒng)和機器人自動組裝這些電池組創(chuàng)造了機會。
使用機器人技術(shù)進行電池裝卸
在交付給電動汽車制造商時，最有可能是將電池單元組成電池組，堆疊在托盤上。這些電池進入制造過程的第一步，是將它們從托盤上移除并投入生產(chǎn)線。這個過程稱為卸垛。實現(xiàn)這一過程的自動化，最有效的方法之一是使用卸垛機器人。機器人可提供可重復(fù)性和靈活性的良好平衡，可以正確地從托盤上移除箱子，并將其放置在輸送機上。托盤在運輸過程中經(jīng)常發(fā)生移動、彎曲或壓縮，因此通常需要機器視覺和機器人相結(jié)合來正確解決這一應(yīng)用問題。
一旦上了傳輸線，就需要將電池從裝運的箱子中取出。根據(jù)箱子和電池的復(fù)雜性，可以使用6軸機器人或使用交流伺服電機的龍門架解決方案來處理。
與拆箱過程類似，電池單元需要移動到電池座或電池組中。在典型情況下，這將是容納電池組的最后容器。這個過程也可以用交流伺服系統(tǒng)或六軸機器人來解決。如果生產(chǎn)線需要處理各類產(chǎn)品，機器人可能是最好的解決方案，因為它可以靈活地用于新產(chǎn)品。如果生產(chǎn)線專用于生產(chǎn)少量產(chǎn)品，使用交流伺服和機械執(zhí)行器的龍門架解決方案，可能會提供更好的產(chǎn)量和擁有成本組合。
機器人粘合劑分配器
在電池組裝過程中的多個階段，都會使用粘合劑。這可能包括使用粘合劑將電池單元粘合在一起或粘合到電池組上，將電池單元粘附到冷卻板上，并使用密封粘合劑將頂蓋連接到電池組的底部托盤上。許多膠粘劑可以通過三軸XYZ龍門架進行涂覆，該龍門架與伺服驅(qū)動分配器相協(xié)調(diào)。根據(jù)分配模式的復(fù)雜性，控制器最好使用G代碼進行編程。
引線鍵合和激光焊接的自動化
電池組中的電池單元正確嵌套后，電池單元之間需要進行電氣連接。實現(xiàn)這一目的的常用工藝稱為引線鍵合。引線鍵合可為電池組中所有電池的連接提供靈活的解決方案。自動引線鍵合機可使用多個交流伺服器在電池與電池之間快速移動。
另一種將電池連接在一起的工藝稱為激光焊接。在此過程中，一個沖壓母線模板被放置在電池單元的頂部。然后，激光焊接機通過激光的受控脈沖將電池單元與母線熔接在一起。通常使用交流伺服系統(tǒng)在電池單元上移動激光焊接機。
電池組的存儲和拾取
完工的電池組需要從生產(chǎn)線上移除。對于大型生產(chǎn)線，這些電池組可能會進入自動存儲和揀選系統(tǒng)。這些系統(tǒng)用于在需要時存儲、分類和拾取電池組，使用大型六軸機器人和第七軸線性定位器，可以最好地實現(xiàn)自動化，該定位器允許機器人從頭到尾遍歷系統(tǒng)。機器人能夠到達(dá)多個位置，鉸接電池組并將其放置在所需的位置，這使其成為該應(yīng)用的理想解決方案。
隨著汽車制造商重組其裝配過程以支持電動汽車，電動汽車和電池制造正在創(chuàng)造許多新的自動化機會。許多應(yīng)用與其它行業(yè)中的過程相似或略有不同。使用集成交流伺服和機器人技術(shù)的解決方案，將在這一新興行業(yè)的自動化應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。
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