Strumenti di fissaggio per l'assemblaggio di veicoli elettrici

Quando gli assemblatori installano i pacchi batteria nei veicoli sono coinvolte tensioni fino a 800 volt. Per garantire che né persone né cose subiscano danni, viene prestata particolare attenzione alla sicurezza, alla protezione antincendio e alle modalità di montaggio. Foto per gentile concessione di Desoutter

Fino a 33 pacchi batteria, ciascuno leggermente più grande di una scatola da scarpe, vengono inseriti nella carrozzeria di un'auto da un robot. Un sistema di avvitamento automatico installa quindi le viti per mantenerle in posizione. Foto per gentile concessione di Desoutter

La tecnologia di posizionamento Nexonar viene utilizzata per garantire la qualità nelle stazioni di rilavorazione. Il sistema utilizza la tecnologia a infrarossi e una telecamera per identificare esattamente dove si trova uno strumento di fissaggio nello spazio. Foto per gentile concessione di Desoutter

Gli utensili per avvitare in prossimità di batterie ad alto voltaggio sono dotati di mandrini isolati galvanicamente per proteggere gli operatori. Foto per gentile concessione di Desoutter

Questo avvitatore a batteria è dotato di un transponder Nexonar sul fondo della batteria. Ciò consente di posizionare l'utensile su una vite con precisione millimetrica. Foto per gentile concessione di Desoutter

Le superfici metalliche di questo strumento sono rivestite con una plastica elettricamente isolante per prevenire cortocircuiti delle batterie. Foto per gentile concessione di Desoutter

La necessità di ampliare l’autonomia dei veicoli elettrici sta spingendo le case automobilistiche ad adottare voltaggi delle batterie più elevati. La maggior parte dei veicoli elettrici per passeggeri sono alimentati da un pacco batterie da 400 volt, mentre gli autobus e i camion elettrici sono alimentati da pacchi batterie da 600 volt. Ora gli OEM stanno iniziando ad adottare pacchi batterie da 800 volt per i veicoli passeggeri.

Un pacco batteria per veicolo elettrico è costituito da molte singole celle collegate in serie. Ogni cella fornisce da 3,1 a 4,2 volt. Un sistema nominale da 800 volt contiene circa 198 celle in serie, fornendo una tensione complessiva del pacco compresa tra 610 e 835 volt. Al contrario, una batteria al piombo per un'auto alimentata a gas contiene sei celle in serie, per una tensione complessiva di 12 volt.

Per un produttore automobilistico tedesco, questo drammatico aumento della tensione ha portato a preoccupazioni sulla sicurezza sulla catena di montaggio. Quando gli assemblatori installano i pacchi batteria nei veicoli sono coinvolte tensioni fino a 800 volt. Per garantire che né persone né cose subiscano danni, viene prestata particolare attenzione alla sicurezza, alla protezione antincendio e alle modalità di montaggio.

Un'altra grande preoccupazione è la garanzia della qualità, perché i collegamenti a vite delle batterie rientrano nella classe di sicurezza A. Ciò significa che in caso di guasto sussiste un rischio per la vita e l'incolumità fisica. La qualità del collegamento a vite deve quindi essere garantita e documentata, indipendentemente dal fatto che gli elementi di fissaggio siano installati manualmente o con un sistema automatizzato.

Gli strumenti di fissaggio di Desoutter stanno aiutando l'azienda automobilistica ad affrontare entrambe le sfide.

Fino a 33 pacchi batteria, ciascuno leggermente più grande di una scatola da scarpe, ma notevolmente più pesante, vengono inseriti individualmente nelle carrozzerie in alluminio saldato. Questa operazione viene eseguita da un robot in una stazione di lavoro completamente automatizzata. Ogni pacco viene poi fissato con quattro viti. Poiché la velocità e la qualità sono fondamentali, le viti vengono installate da un sistema completamente automatico progettato da Desoutter.

Quattro mandrini di avvitamento collegati installano le viti simultaneamente, applicando fino a 20 newtonmetri di coppia. Le viti vengono alimentate automaticamente da una tramoggia mediante un alimentatore a gradini e soffiate attraverso un tubo flessibile verso ciascun mandrino. Quando arrivano al componente, vengono impostati automaticamente contemporaneamente e serrati in modo sincrono per raggiungere la coppia finale.

"I cacciaviti sono controllati dal nostro software", spiega Maximilian Wien, Senior Account Manager per l'industria automobilistica presso Desoutter. "La tecnologia di alimentazione è controllata dal costruttore della macchina, al quale abbiamo fornito la pneumatica e il piano di processo. I dati di avvitatura sono documentati nel sistema software di officina del cliente, per il quale forniamo l'interfaccia."

Quando la piattaforma di assemblaggio è stata operativa nel 2018, la casa automobilistica è stata la prima a lavorare con 800 volt sui suoi modelli elettrici. "Allora era una grande sfida, perché dovevamo proteggere adeguatamente i lavoratori nelle postazioni di lavoro manuali", ricorda Wien. "Tutti i collegamenti a vite classificati come 'non OK' dopo l'assemblaggio automatico vengono trasferiti alle postazioni di lavoro manuali per la rilavorazione."