OEM&Lieferant Ausgabe 2/2020

29 Batteriemodulen für sein Solarfahrzeug be- auftragt hat. Batteriemodul-Fertigung über vier Anlagenbereiche Die Anlage ist in vier Hauptbereiche gegliedert. Im ersten Abschnitt werden die Batteriezellen getestet und für die Montage vorbereitet. Im zweiten Anlagenabschnitt wird aus den ein- zelnen Batteriezellen ein sogenanntes Roh- modul gefertigt. In der „Hochzeitsvorrichtung“ werden hierzu die Zellen zu einem Stapel, dem sogenannten „Stack“, zusammengeführt. Zu- sammen mit den Druckplatten, die an den En- den des Stacks positioniert werden und den Zugankern, die seitlich an den Batteriezellen platziert werden, wird dieser Stapel verpresst. Mit Hilfe eines komplexen Laser-Systems und einer Laseroptik, die von einem KUKA Indust- rieroboter des Typs KR240 geführt wird, wer- den die Zuganker gegen die Druckplatten der Zellstapel verschweißt und so das Rohmodul fertiggestellt. Je nach Anforderung werden zwölf bis vierundzwanzig Batteriezellen zu einem Batteriemodul gefügt. Im dritten Anlagenabschnitt werden die Batteriemodule elektrisch verschaltet und gemessen. Hierzu wird das Zellkontaktier- system aufgesetzt und mit den Kontakten jeder einzelnen Batteriezelle verschweißt. Die besondere Herausforderung hierbei sind die sehr engen Bauteil- und Fügetoleranzen sowie die besonderen Anforderungen an das Laserkontaktschweißen, denn hier muss bei minimalem Wärme-Eintrag zuverlässig eine große Kontaktfläche erzeugt werden. Die Laserschweißtechnologie bietet den Vorteil, dass sie berührungslos und kraftfrei arbeitet, und dabei schnell, präzise, verschleißfrei und gut kontrollierbar ist. Für ein optimales Kon- taktierergebnis sorgt die eingesetzte Laser- scanneroptik, die es ermöglicht, die Geometrie der Schweißnähte flexibel zu gestalten. Im vierten und letzten Anlagenbereich findet eine automatisierte elektrische und mecha- nische Endprüfung der Batteriemodule statt. Hier werden unter anderem die Isolations- werte auf eine Spannungsfestigkeit von bis zu fünf Kilovolt geprüft. Durch diesen Test wird sichergestellt, dass Personen und Gegen- stände vor elektrischen Überschlägen und Ableitströmen geschützt sind. Anschließend wird das Batteriegehäuse mit einem heißver- stemmten Deckel abgedeckt, um das Batte- riemodul berührungssicher zumachen und vor Staubpartikeln zu schützen. Zuletzt wird ein Data Matrix Code auf das Batteriemodul ge- lasert, der die eindeutige Identifizierung des Batteriemoduls ermöglicht. Modularer Aufbau sorgt für Flexibilität Die Besonderheit der Anlage liegt in ihrem modularen Aufbau, der für Flexibilität in der Fertigung sorgt. „Der modulare Aufbau war uns besonders wichtig, um die Möglichkeit zu haben, auf entsprechende Kundenwünsche schnell und unkompliziert reagieren zu kön- nen“, sagt Laderer. „Unser Anspruch ist es, sowohl kleinere Kunden mit einem fertigen Produkt, als auch etablierte Konzernemit einer individuellen Lösung bedienen zu können.“ Auf der Linie können verschieden große Bat- teriemodule im PHEV2 Format mit zwölf bis vierundzwanzig Batteriezellen pro Einheit produziert werden. Darüber hinaus kann in der Art der Verschaltung der einzelnen Batte- riezellen innerhalb des Batteriemoduls variiert werden. Traceability für lückenlose Rückverfolgbarkeit Ein weiteres Augenmerk legte Laderer auf das Thema Traceability: Jedes im Modul ver- baute Bauteil wird zusammen mit Prozess- parametern dem finalen Produkt zugeordnet. Der Kunde kann dadurch auch Jahre später einsehen, welche Komponenten in jedem ein- zelnen Batteriemodul verbaut wurden und alle Schritte des Produktionsprozesses nach- vollziehen. Darüber hinaus können Fehler schneller identifiziert und Prozesse optimiert werden. „Batteriemodulproduktion ist mehr als das mechanische Zusammensetzen von Einzelteilen“, erklärt Max Fluhrer, Projektleiter im Bereich Battery Solutions beim Anlagen- hersteller KUKA. „Die Anlage muss individuell auf Chargen- qualität reagieren können, flexible Pro- duktkonfigurationen ermöglichen und die angesprochene hundertprozentige Traceabil- ity sicherstellen. Wir sind stolz darauf, dass wir von ElringKlinger für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung als Partner ausgewählt wurden“, ergänzt Fluhrer. *Ein Beitrag der ElringKlinger AG ElringKlinger www.elringklinger.com Webseite ElringKlinger Mark Laderer Director Production Battery Technology & E-Mobility mark.laderer@elringklinger.com