Montage Batteriepack

Die innovativen Hochvoltkomponenten eines Elektrofahrzeugs stellen hinsichtlich Montage neue Herausforderungen an die Fertigung. Nicht nur mit dem Verbau der Hochvoltkomponenten, sondern auch im Umgang mit dem Thema Hochvolt in allen Werkprozessen müssen neue Lösungen erarbeitet werden.

Elektrofahrzeuge haben deutlich höhere Spannungen (bis zu 800 Volt Gleichstrom). Montageprozesse erfordern daher hohe Sicherheitsanforderungen für die Mitarbeiter.

Bei der Batteriemontage werden zuerst die Zellmodule montiert. Die einzelnen Batteriezellen werden hierzu gestapelt, in das Batteriegehäuse eingesetzt und dann mit dem Batteriemanagementsystem verbunden. Daraufhin werden die Stromableiter mit der Stromführung verbunden, die Verbindungen überprüft und das Gehäuse verschlossen. Anschließend werden Stromführungen und Kontakte verbunden, bevor die fertigen Module geprüft werden können. Die einzelnen Zellmodule werden auf einem Bodenelement über Kontaktschienen verbunden und verschraubt. Elektronikträger und Dichtungen können angebracht werden.

• Der Einbau der Module erfordert vollständige Rückverfolgbarkeit.

• Die Batteriegröße und die resultierende hohe Anzahl an Verschraubungen erfolgt meist automatisiert und mit kurzen Taktzeiten.

• Vermeidung von Partikelverunreinigungen.

• Sicherheit für Bediener: Kontakt mit spannungsführenden Stromkreisen kann zu schweren, sogar tödlichen Verletzungen führen.

• DEPRAG Isolierungskonzept:
- spezielle Keramik- und Kunststoffteile
- schützt vor Spannungen bis 1000 Volt

• Mehrspindelausführung für kurze Taktzeiten

• Greiferbacken, um Abfallen der Schraube zu vermeiden

Schraubenzuführsysteme zur Steigerung der Produktivität: Stufenfördersystem eacy step feed

Montage Leistungselektronik

Bei der Montage von elektronischen Baugruppen im Bereich Leistungselektronik und speziell im Bereich der Hochvoltkomponenten ist die Technische Sauberkeit von besonderer Bedeutung: Partikelverunreinigungen können bei den hochsensiblen Komponenten der Leistungselektronik schnell zu Isolationsfehlern, mechanischen Blockaden von Kontakten oder Schwächungen oder Unterbrechungen von Lichtschranken oder Lichtleitern führen.

So können die kritischen Partikel sowohl durch die hohe Anzahl an Komponenten in den Prozess eingebracht werden als auch bei Montageschritten direkt im Prozess entstehen. Hierbei können vor allem durch leitfähige Partikel Hochvoltüberschläge und Kurzschlüsse verursacht werden.

Durch die komplexe Bauweise der Einzelkomponenten hat es der Bediener im Montageprozess häufig mit schwer zugänglichen Schraubstellen zu tun, die zudem in der richtigen Reihenfolge zu montieren sind.

• Technische Sauberkeit

• Schwer zugängliche Schraubstellen

• Sicherheit für Bediener

• Sicherheitskritische Verschraubung der Kategorie A

• Richtige Reihenfolge bei Verschraubung

• ESD-Auslegung

Montage Bauteilkomponenten

Bei Verschraubungen von Elementen im Fahrzeugbau handelt es sich grundsätzlich um Schraubfälle der Kategorie A nach VDI-Norm 2862. Prozesssicherheit steht hier an oberster Stelle und alle Arbeitsschritte müssen dokumentiert und überwacht werden.

Die Batteriemodule oder die Leistungselektronik mit ihrer Vielzahl an Einzelkomponenten bringt einen komplexen Montageprozess mit sich: Zahlreiche Schrauben sind in der richtigen Reihenfolge zu montieren, um eine gleichmäßige Vorspannkraft zu gewährleisten.

Im Zuge der Leichtbauweise werden vor allem im E-Mobility Bereich vermehrt Aluminium, weitere Leichtmetalle und Kunststoffe eingesetzt. Bei der dabei häufig verwendeten Direktverschraubung treten üblicherweise stark variierende Eindrehmomente auf und durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften kann es zu Setzerscheinungen kommen. Da es sich größtenteils um stromleitende Verbindungen handelt und die Leitfähigkeit gewährleistet werden muss, bieten sich adaptive Schraubverfahren für eine zuverlässige Erkennung der Kopfauflage an.

• Setzerscheinungen durch Verwendung unterschiedlicher Materialien

• Schraubenanzug in vorgegebener Reihenfolge, um gleichmäßige Vorspannkraft zu gewährleisten

• Sicherheitskritische Verschraubung der Kategorie A

EC-Servo-Technik mit DEPRAG CFC Clamp Force Control

Adaptives Schraubverfahren DEPRAG CFC Clamp Force Control: Trotz schwankender Eindrehmomente garantiert das Verfahren eine zuverlässige Erkennung der Kopfauflage und sichert einen einheitlichen Ausgangszustand für den nachfolgenden Endanzug mit dem Ergebnis einer konstanten Vorspannkraft.

Prozessüberwachung

Positionskontrollstative (PKS)
Positionskontrollportal (PKP)
Kamerasysteme

Prozessvisualisierung mit DEPRAG Operator Guidance

Digitale Montageanleitung für Bediener: fehlerfreie Montage und Rückverfolgbarkeit aller Prozessschritte (Traceability), MES-Kommunikation

Montage Karosseriebau und Batteriegehäuse

Leichtbau und die damit verbundene Gewichtseinsparung sind mit die größten Innovationstreiber, nicht nur im Karosseriebau, sondern auch bei der Fertigung der Batteriegehäuse im Rahmen der E-Mobilität.

Da das Gewicht der Batterie verhältnismäßig hoch ist, muss das übrige Gewicht der Karosserie und Ausstattung möglichst gering sein. Dabei werden Leichtbaumaterialien eingesetzt, die zum einen das Eigengewicht der Fahrzeuge und zum anderen deren Energieaufwand reduzieren.

Die Montage- und Verbindungstechnik erlebt durch den Leichtbau einen tiefgreifenden Wandel – der Materialmix bestimmt den Prozess und erfordert von Fügesystemen größtmögliche Flexibilität.

Die erzielbare Reichweite ist heute der entscheidende Faktor für die Kaufentscheidung bei Elektrofahrzeugen. Um den Verbrauch zu reduzieren, bleibt auch der Leichtbau in der Elektromobilität ein bedeutendes Thema. Dafür werden die etablierten Ansätze des Karosserieleichtbaus übernommen. Unabhängig, ob Aluminium-Bauweise oder anspruchsvoller Multimaterialmix, DEPRAG hat die Lösung.

ADAPTIVE DFS DEPRAG FASTENING SYSTEM – Schraubsystem für Leichtbauverbindungen

Durch unsere langjährige Erfahrung und den kontinuierlichen Ausbau unseres weltweiten Know-hows hat sich die DEPRAG zum Innovationsführer im Bereich FDS-Setzgerät entwickelt, was nicht zuletzt durch unsere patentierte Antriebstechnologie möglich geworden ist. Hunderte von Systemen bei global operierenden Automobilherstellern belegen dies eindrucksvoll.

Die Wahl der richtigen Verbindungstechnik ist im Leichtbau von entscheidender Bedeutung und so hat sich im Karosseriebau der Automobilindustrie die Fließlochverschraubung etabliert. Die adaptive Montageeinheit Adaptive DFS kombiniert EC-Servo Schraubtechnik mit EC-Servo Vorschubtechnik. Dabei erfolgt die automatische Durchdringungserkennung während der Fließlochverschraubung unabhängig von Toleranzen der Schrauben und Bauteile. Die Prozessparameter werden automatisch angepasst und der Prozessablauf wird fortlaufend optimiert. Das Schraubsystem lässt sich ebenso einfach an einen Roboter anbinden. Aufwendige und kostenintensive Parametrierungen entfallen restlos.

• Höchste Prozesssicherheit
• Kürzest mögliche Zykluszeit
• Optimale Durchzugsformung
• Eliminiert Gewindeschäden
• Geringe Belastung von Schraube und Bauteil
• Minimale Rüstzeit
• Vorbereitet für neue Werkstoffe, Verbindungselemente und Verbindungstechniken