Hochmoderne Fertigung für innovative Batteriesysteme

Die Automobilindustrie treibt die Entwicklung der Elektromobilität entschlossen voran: Auch der globale Systempartner der Automobilindustrie Webasto steigt in die Fertigung von Batterie-Systemen ein. KUKA, der weltweit führende Automatisierungsexperte in der Automobilindustrie, lieferte die Produktionsanlage.

Umweltfreundlich, ressourcenschonend und effizient – Mobilit?t wird künftig neu gedacht

„Mit der Batterieproduktion schlagen wir ein neues Kapitel auf.“, sagt Dr. Hartung Wilstermann, global verantwortlich für das Batteriegeschäft bei Webasto. Im Jahr 2016 fiel die Entscheidung das Produktportfolio zu erweitern: neben dem Kerngeschäft mit Dach- und Thermosystemen produziert der Automobilzulieferer nun auch Ladelösungen und Batteriesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge jeglicher Art. „Als langjähriger Partner der Automobilindustrie gestalten wir Trends und Entwicklungen in der Branche schon lange gemeinsam mit unseren Kunden.“, so Wilstermann. Zur Fertigung des variablen Angebots an Batteriesystemen wurde in Zusammenarbeit zwischen Webasto und KUKA, eine der modernsten Produktionsanlagen für Batteriesysteme gebaut.

Wir besitzen als Weltmarktführer in unserem bestehenden Geschäft Kompetenzen, die vor allem für Lösungen in der Elektromobilität eine wichtige Rolle spielen. Hierzu gehören das umfassende Know-How im Thermomanagement, die Integration großer Bauteile in Fahrzeuge und die langjährige Industrialisierungserfahrung.

Dr. Hartung Wilstermann, global verantwortlich für das Batteriegeschäft bei Webasto

Im Webasto Werk Schierling im Landkreis Regensburg, Bayern, ist die Produktion von Batteriepacks für einen europäischen Bushersteller bereits angelaufen. Als Experte für Automatisierungslösungen sorgte KUKA für die Implementierung und Vernetzung der einzelnen Produktionsschritte und den reibungslosen Fertigungsprozess der Batteriepackproduktion mit einer hochflexiblen Multi-Product-Line.

Darüber hinaus setzt Webasto seine übergreifende Systemkompetenz ein, um seine Produktwelten effektiv miteinander zu verbinden. Da die Leistungsfähigkeit von Batterien stark temperaturabhängig ist, haben Webasto Batterien zum Beispiel eine besonders gute Leistung und Lebensdauer. Neben der Fertigung von individuell entwickelten Batterien für seine OEM-Kunden, bietet Webasto auch eine standardisierte und skalierbare Lösung für Nutzfahrzeuge mit dem eigens entwickelten Standard-Batteriesystem an.

Batteriepacks aus dem Webasto Werk in Schierling

Die Automobilindustrie befindet sich im gr??ten Wandel Ihrer Geschichte. Das Modellangebot an Elektro- und Hybridfahrzeugen erweitert sich drastisch. Die Elektromobilit?tsoffensive der Automobilindustrie wirkt sich auch auf die Produktionsprozesse aus: Denn die konventionellen Produktionslinien für Automobile sind nicht auf die Fertigung elektrifizierter Antriebsstr?nge übertragbar. Anfang 2020 hat Webasto mit der Produktion seiner Standard-Batterien begonnen. Ungef?hr alle 15 Minuten wird ein fertiges Batteriepack produziert. Die Experten aus dem Hause KUKA haben den komplexen Produktionsablauf geplant, umgesetzt und im Schierlinger Werk integriert.

Als Automatisierungsspezialist in der Automobilindustrie arbeiten wir bereits an standardisierten Fertigungs- und Montagelösungen für die effiziente Batteriepack- und Batteriemodulproduktion. Darüber hinaus liefert KUKA Fertigungs- und Montagelinien für Brennstoffzellen oder deren Komponenten.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales von KUKA

Die Anlage ist als Multi-Product-Line ausgelegt und ermöglicht die Produktion unterschiedlicher Batterietypen. Jedes Batteriepack durchläuft die systematisch verketteten Produktionsprozesse, die teils manuell, teils automatisiert durchgeführt werden: Vom Kitting, der Zusammenstellung der für die Montage einer Batterie benötigten Komponenten, über die Batteriemodulvorbereitung und –vermessung, dem automatisierten Auftrag der Wärmeleitpaste - des sogenannten „Gapfillers“, der Verbindung von Batteriemodulen und dem Batteriegehäuse, der Montage des Battery Management Systems, bis zur Verschraubung des Batteriegehäusedeckels und schlussendlich den End-of-Line-Tests des fertigen Batteriepacks.

Jedes Batteriepack durchläuft die systematisch verketteten Produktionsprozesse

Vollautomatisierte Arbeitsstation in der hochflexiblen Fertigungs- und Montagelinie für Batteriesysteme

KUKA integriert platzsparende Anlage

Die Batterie ist das Herzstück von Elektrofahrzeugen. Sie besteht aus vielen einzelnen Komponenten und elektronischen Bauteilen. Die Montage und Handhabung erfordern daher eine hohe Präzision auf begrenztem Raum.

Über fahrerlose Transportfahrzeuge (abgekürzt FTF oder AGVs) werden die benötigten Batteriekomponenten in die einzelnen Produktionsstationen transportiert. Dabei dient das AGV auch als eine Art zentraler Supermarkt, indem es in seitlich angebrachten Schubladen beispielsweise Schablonen als Sicherheitsinstrumente und Platzierungshilfe für die manuellen Bearbeitungsschritte der Werker mitliefert. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge übernehmen eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der platzsparenden Anlage. In den mobilen Trolleys mit Schubladen transportieren die AGVs neben den Sicherheitsschablonen für die abgesicherte Ausführung manueller Fertigungsschritte, auch einzelne Batterie-Bauteile. So müssen diese nicht irgendwo zwischengelagert werden und stehen automatisch zum benötigten Zeitpunkt direkt am richtigen Ort zur Verfügung. Webasto spart sich somit die Lagerfläche und vermeidet sich kreuzende Materialflüsse in der Produktionslinie.

Wir haben uns der Herausforderung gestellt und alle nötigen Prozessschritte effizient miteinander verbunden. Unser Ziel war es, die Arbeitsprozesse der Batteriepackproduktion zu vereinfachen und so abzusichern, dass die Sicherheitsausrüstung der Werker möglichst reduziert werden kann.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales von KUKA

Abgesicherte Arbeitsprozesse in der Batterieproduktion ermöglicht Reduzierung der Sicherheitsausrüstung der Werker

?Predictive Maintenance“ und Nachverfolgbarkeit durch Datenerfassung und -analyse

Die neue Anlage ist nicht nur platzsparend, sondern auch transparent: sie bietet Webasto den überblick über Prozessdaten wie Drehmomente, Messwerte von elektrischen Tests sowie Werte zur überprüfung der Dichtigkeit der einzelnen Module.

Basierend auf diesen Daten können Analysen durchgeführt und die Produktionsprozesse weiter optimiert werden.

Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales von KUKA

Ein weiterer Vorteil der Datenerfassung ist die Nachverfolgbarkeit jedes einzelnen Bauteils, das in den Batteriepacks verbaut wurde. Anhand dieser Zahlen und Kennwerte aber auch anhand von nachverfolgbaren Nutzungsdaten und Zustandsparametern der Produktionsanlage selbst sind vorausschauende und proaktive Vorhersagen über beispielsweise anstehende Maschinenwartungen und damit „Predictive Maintenance“ sowie die Gewährleistung sichergestellt.

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