안전하고 신뢰할 수 있는 셀 접촉: 배터리 모듈 생산을 위한 혁신적인 솔루션
개별 배터리 셀에서 시작된 공정 체인은 배터리 모듈 제조로 이어집니다. 이 모듈은 알루미늄 또는 강철로 만들어진 금속 프레임, 즉 팩으로 그룹화되어 배터리 트레이에 접착됩니다.
위에서 언급한 공정 단계 중 안전과 관련된 중요한 공정이 하나 있는데, 바로 개별 배터리 셀의 접촉입니다. 여기서 셀 커넥터가 개별 셀에 단단히 용접되는 것이 중요합니다. 여기에는 오버랩 조인트의 I 심이 포함됩니다. 이 연결은 두 시트가 연결되어 있는지 육안으로 확인할 수 없기 때문에 위험합니다. 이를 "접합불량" 유형의 결함이라고 합니다.
배터리 모듈 제조의 생산 단계를 위한 솔루션
기계적 하중을 견디는 고품질 부품을 제공하고, 용접 조인트 표준 요구 사항을 충족하며, 용접 조인트가 파손되거나 균열이 생기지 않도록 하고, 제품 사양을 준수하려면 용접 조인트의 여러 특징을 점검해야 합니다. 기밀성이 중요하기 때문에 핀홀을 감지해야 하고, 기계적 하중에 대한 복원력을 검사하기 위해 심 언더필, 노치 효과와 균열을 방지하기 위해 심 언더컷, 초점 위치를 제어하기 위해 심 폭을 검사해야 합니다.
이러한 모든 문제에 대한 솔루션은 5µm보다 작은 특정도 빠른 측정 속도로 한 줄로 전체 표면 형태를 측정할 수 있는 CHRocodile CLS 2 라인 센서를 통해 가능합니다.
원통형, 각형 또는 파우치형 등 배터리 셀의 정밀하고 정확한 생산은 성능과 품질에 결정적인 영향을 미치는 요소입니다. 레이저는 비접촉식으로 작동하며 이러한 목적을 위한 안전한 도구입니다. 배터리 셀을 서로 접촉할 때 국소적으로 제한된 낮은 열로 왜곡 없는 이음새가 만들어집니다. 각 개별 용접 접점은 온라인으로 모니터링, 평가 및 문서화할 수 있습니다. 당사의 시스템은 이상 및 용접 결함을 감지합니다. 부적합 부품은 재용접할 수 있습니다. 이를 통해 프로세스를 100% 추적하고 투명하게 관리할 수 있습니다. 따라서 셀 생산의 비용과 품질을 최적화할 수 있습니다.
배터리 셀과 셀 모듈의 접촉에 있어 중요한 결함은 소위 "접합불량"라고 불리는 것입니다. 육안으로 보기에는 용접 이음새가 양호해 보이지만 전기적 접촉이 없는 경우입니다. 따라서 품질 모니터링 시스템으로 이러한 결함을 감지하는 것이 필수적입니다.
기존의 원형 셀인 원통형 배터리 셀에서는 전극 호일을 말아서 금속 하우징에 밀봉합니다. 다운스트림 단계에서는 셀이 서로 접촉하여 나중에 완전한 성능을 발휘할 수 있도록 합니다. 원통형 셀을 접촉할 때 레이저는 100~400µm의 매우 얇은 층을 용접합니다. 이를 정밀하고 재현 가능한 방식으로 처리하는 것이 필수적이며, 온라인 공정 모니터링과 결합하면 생산 라인의 공정 신뢰성을 높일 수 있습니다. 따라서 셀 생산의 비용, 품질 및 처리량을 최적화할 수 있습니다.
E-모빌리티 배터리 팩은 점점 더 UV 경화 또는 에폭시 페인트로 도장되고 있습니다. 이 페인트의 두께는 필수 요건이며 팩 각도와 같은 중요한 영역에서 특히 중요하기 때문에 측정이 필요합니다. 안타깝게도 기존의 접촉식 측정 기술은 반복성이 낮고 작업자 의존도가 높습니다.
배터리 셀의 페인트 코팅 두께를 측정하는 데 이상적인 솔루션은 전체 표면을 뛰어난 정밀도로 측정할 수 있는 Precitec Enovasense의 레이저 광열 기술입니다. 이 기술을 사용하면 비접촉, 비파괴, 비침입, 비방사 방식으로 페인트 코팅 두께를 빠르고 비용 효율적인 공정에서 뛰어난 수준의 반복 정밀도로 측정할 수 있습니다. 생산 공정에 쉽게 통합할 수 있는 작고 가벼운 장치로 온/오프라인 측정을 통해 공정 품질을 개선할 수 있습니다. 센서가 완전 자동화된 3축 제어 스테이션 HKL2에 내장된 경우 사전 프로그래밍된 사이클을 통해 여러 측정 지점을 몇 초 만에 처리할 수 있습니다.
자세한 정보는 양식을 작성하여 다운로드할 수 있습니다.
다음 단계에서는 개별 배터리 모듈을 배터리 박스에 결합합니다. 차체의 경량화를 원하기 때문에 5xxx 및 6xxx 시리즈의 고강도 알루미늄 합금으로 구성됩니다. 이 단계에서 가장 큰 문제는 고온 균열과 스패터입니다. 따라서 알루미늄 구조물의 저균열 및 저다공성 레이저 용접을 위해서는 고정밀 품질 모니터링 시스템을 사용하는 것이 필수적입니다.
배터리 박스는 생산 공정 중에 언더라이드 가드에 전체 표면 위에 배치됩니다. 고강도 소재를 용접하여 부분적으로 보강하면 배터리 모듈을 영구적으로 고정하고 내구성 있게 보호할 수 있습니다. 지능형 자동 레이저 용접 시스템은 매우 역동적인 빔 가이드, 목표에 따른 입열 감소, 용접 이음새의 최적 성형으로 인해 이 분야에서 설득력이 있습니다. 접합 이음새는 레이저 용접 직후에 평가됩니다.
