Mit steigenden Stückzahlen in der Batteriefertigung für Elektroautos erhöhen sich die Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit und damit die Automatisierung. Bosch Rexroth hat modular aufgebaute Lösungen entwickelt, die nahtlos Automatisierung, Prüf- und Schraubtechnik für die vollautomatische Qualitätssicherung und Dokumentation verknüpfen. Für die Inbetriebnahme, Bedienung und Umstellung auf neue Batterievarianten sind keine SPS-Kenntnisse notwendig.
Die End-of-Line-Prüfung von Batteriepacks stellt die Automobilindustrie aktuell vor neue Herausforderungen. Mit den schnell steigenden Stückzahlen und zunehmend höheren Batterieleistungen steigt der Bedarf an vollautomatischen Prüfständen, die Anwender schnell an ihre aktuellen und zukünftigen Anforderungen anpassen können. Als einziger Anbieter hat Bosch Rexroth dafür eine kombinierte Lösung entwickelt, die Anwender ohne eine Zeile SPS-Code zu schreiben in Betrieb nehmen, bedienen und auf neue Varianten umstellen.
Als zentrale Mensch-Maschinen-Schnittstelle dient die weltweit für Prüfanwendungen meist genutzte grafische Programmier-Umgebung LabVIEW von National Instruments. Sie kommuniziert über eine eigene Hardware mit den Batterien und mit einer Standardsteuerung von Bosch Rexroth. Diese übernimmt die Ansteuerung der I/O, die Entladung in die IndraDrive ML Antriebe sowie die Koordination aller Bewegungen. Über die Schnittstelle Open Core Interface verarbeitet die Steuerung direkt die Befehle von LabVIEW. Eine integrierte Bibliothek umfasst mehr als 550 virtuelle Instrumente (VIs) von National Instruments, die direkt auf die Steuerung zugreifen. Damit entfällt die sonst notwendige Doppelprogrammierung von Prüfablauf und Bewegungen mit SPS-Code.
Verlustleistung effizient abgeleitet
Für den Qualitätstest positioniert ein Transfersystem die Batterien und elektromechanische Zylinder verbinden hochpräzise die Kontakte mit der Batterie. Anschließend startet der Lade-/Entladezyklus mit Stromstärken von bis zu 300 A und 150 kW Leistung. Kompakte IndraDrive ML nehmen die Leistung auf und speisen sie energieeffizient in einen Zwischenkreis. Von dort aus wird der Strom gespeichert oder anderen Verbrauchern zugeleitet. Sie decken das Leistungsspektrum bis 4 MW ab. Durch die Wasserkühlung leiten die Wechselrichter die Verlustwärme effizient ab, ohne dass Anwender die Prüfräume aufwendig klimatisieren müssen. Die besonders kompakte Lösung passt sich platzsparend auch in vorhandene Fertigungslinien ein. Darüber hinaus umfasst die Lösung auch normgerechte Sicherheitstechnik wie die Leistungsabschaltung bei Not-Aus. Die in die Rexroth-Steuerung integrierte IoT Gateway-Software leitet in offenen Formaten die Prüfprotokolle an übergeordnete Systeme weiter.
Isolierte Funk-Akkuschrauber schützen Mitarbeiter
Ebenfalls auf die Anforderungen der Batteriefertigung ausgelegt ist die gesteuerte Schraubtechnik von Bosch Rexroth. Jedes Batterie-Pack erfordert mehrere hundert Verschraubungen unter Spannung. Dabei gelten höchste Anforderungen an die Arbeitssicherheit. Hierfür hat Bosch Rexroth speziell für die Batteriemontage eine Schutzisolierung für Nexo Funk-Akkuschrauber entwickelt. Sie schützt die Mitarbeiter bei einem versehentlichen Ablegen des Schraubers auf die spannungsführenden Teile der Batterie und verhindert Spannungsverschleppungen in den Schrauber. Hersteller müssen außerdem jeden Schraubvorgang überwachen und dokumentieren. Da die komplette Steuerung in den Schrauber integriert ist, fügt sich der Nexo Funk-Akkuschrauber mit offenen Schnittstellen ohne zusätzliche Hardware in übergeordnete IT-Systeme ein. Damit erfüllen Anwender die Dokumentationspflichten für sicherheitskritische Verschraubungen ohne zusätzlichen Integrationsaufwand.
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