Demontarea industrial? a bateriilor face ca automobilele electrice s? fie ?i mai sustenabile

Automobilele electrice câ?tig? rapid teren. Dar ce se întâmpl? de fapt cu cantit??ile imense de baterii scoase din uz? Fraunhofer IPA a testat cu succes modul în care func?ioneaz? demontarea industrial? a bateriilor cu ajutorul KR QUANTEC de la KUKA. Scopul este ca utilizarea automobilelor electrice s? devin? ?i mai sustenabil?.

Din ce ?n ce mai multe automobile electrice! S? fie reciclarea bateriilor o solu?ie?

?n martie 2023, statele membre ale UE au luat o decizie de o amploare enorm?. ?ncepand cu 2035, ?n Europa, vor mai putea fi ?nmatriculate numai autoturismele ?i vehiculele de transport mici, f?r? emisii. Este clar: viitorul industriei automobilelor este mobilitatea electric?. Previziunile arat? ?i ele acest lucru. Dac? ?n 2022 existau aproximativ 27,7 milioane de vehicule electrice ?n circula?ie la nivel mondial, Agen?ia Interna?ional? pentru Energie (AIE) estimeaz? c? num?rul va cre?te la peste 226 de milioane pan? ?n 2030. ?n Germania, aproape un sfert din totalul autoturismelor vor fi electrice – ?n prezent, automobilele electrice reprezint? doar dou? procente.

Robo?ii industriali ajut? la reciclarea materiilor prime valoroase

Exist? o singur? problem?. Odat? cu num?rul de automobile electrice cre?te ?i num?rul de baterii uzate, pentru c? acestea au ?n prezent o durat? medie de via?? de doar zece ani. ?n acela?i timp, materiile prime pentru produc?ia lor devin din ce ?n ce mai pu?ine ?i mai scumpe. O solu?ie: reciclarea! Aici intr? ?n joc robo?ii industriali de la KUKA, mai exact robotul industrial KR QUANTEC. Cu ajutorul acestuia, Institutul Fraunhofer pentru Tehnologie de Produc?ie ?i Automatizare IPA de la Stuttgart a prezentat ?n cadrul proiectului de cercetare ?DeMoBat –cum se poate realiza demontarea industrial? a bateriilor ?i a motoarelor electrice”.

Fraunhofer IPA de la Stuttgart ?i KUKA desf??oar? un parteneriat pe termen lung.

Doisprezece parteneri au efectuat lucr?ri de cercetare ?n cadrul asocia?iei timp de mai mul?i ani

Timp de mai mul?i ani, exper?i de la doisprezece parteneri au cercetat modul ?n care bateriile de la automobilele electrice pot fi reciclate printr-o modalitate care s? fie atat sustenabil?, cat ?i rentabil?. ?n total, opt aplica?ii au fost construite complet ?n cadrul proiectului, ca unelte demonstrative ?i de testare, care pot fi utilizate pentru func?ionarea industrial? continu?. S-a pus accentul pe demontarea bateriilor de la automobilele electrice. O condi?ie obligatorie pentru reciclarea componentelor este dezmembrarea sortat? a pieselor componente – iar acest lucru nu este chiar atat de simplu.

Demontarea bateriei: proces complex care poate pune via?a ?n pericol

?Demontarea bateriilor aduce cu sine trei mari provoc?ri”, a declarat Anwar Al Assadi, coordonator la Fraunhofer IPA. ??n primul rand, este nevoie de personal specializat, deoarece lucrul cu tehnologiile de ?nalt? tensiune necesit? o preg?tire special? ?i de lung? durat?.??n al doilea rand, din cauza tensiunii ridicate ?i a gazelor periculoase, demontarea manual? este asociat? cu un risc pentru s?n?tate ?i, ?n cel mai r?u caz, se poate produce autoaprindere. ?n al treilea rand, dezmembrarea manual? dureaz? foarte mult ?i, ?n consecin??, este costisitoare. Acest lucru face ca reciclarea s? par? adesea nerentabil? ?n prezent.”

Robotul industrial se deplaseaz? cu aten?ie la demontarea bateriilor.

Solu?iile de automatizare pot juca un rol decisiv în cre?terea sustenabilit??ii pentru mobilitatea electric?.

Anwar Al Assadi, coordonator la Fraunhofer IPA

Demontarea automatizat? a bateriilor

Un robot de montaj KR QUANTEC, cu o capacitate portant? de 270 kg a fost utilizat ?n cadrul programului software ?pitasc”, dezvoltat la Fraunhofer IPA, ?i controlat cu ajutorul KUKA.RobotSensorInterface, ceea ce a facilitat conectarea senzorilor externi. ??n acest mod, am putut s? regl?m ?n timp real pa?ii importan?i de demontare ?i s? automatiz?m diverse procese care, pan? atunci, trebuiau s? fie executate manual.” Tehnologia de la KUKA ne ajut? s? rezolv?m simultan trei probleme care apar la demontarea bateriilor: reduce problema lipsei de personal calificat, diminueaz? riscurile de siguran?? pentru angaja?i ?i asigur? rentabilitatea recicl?rii bateriilor, datorit? eficien?ei procesului.

Cu cea mai mare precizie, robotul cu bra? articulat cu 6 axe desface ?uruburi ?i îmbin?ri.

Regulamentul mult mai strict al UE cu privire la baterii ne oblig? s? ac?ion?m?

Produc?torii trebuie s? ia m?suri ?n acest sens. Regulamentul mult mai strict al UE cu privire la baterii impune, ?ncepand cu 2023, printre altele, ca noile baterii s? includ? un procent mai mare de materiale reciclate – chiar ?i dac? acestea au fost importate ?n Europa. Proiectul de cercetare de succes de la Stuttgart ne arat? cat de valoroas? poate fi asisten?a tehnic? de la KUKA.

Automatizarea ofer? noi posibilit??i la reciclarea bateriilor.

Aici, KR QUANTEC a executat cele mai diverse etape de lucru: de la de?urubarea ?uruburilor pan? la desfacerea ?mbin?rilor de etan?are ?i deconectarea cablurilor. ?Complexitatea este dat? de faptul c? pe pia?? sunt incredibil de multe sisteme de baterii diferite”, spune Anwar Al Assadi. ??i fiecare pare diferit ?n interior.” Uneori, produc?torii au schimbat structura sistemelor de baterii chiar ?i ?n cadrul aceleia?i serii de vehicule.

Indiferent de baterie, de la orice automobil electric- KR QUANTEC ?tie ce are de f?cut

Avand 6 axe, robotul KR QUANTEC se potrive?te perfect. Cu cele ?ase grade de libertate, robotul cu bra? articulat se poate ajusta optim la diferitele dimensiuni ?i geometrii ale sistemului de baterii ?i, datorit? capacit??ii sale portante, st?pane?te ?i cuplurile de strangere mari. ?n consecin??, este nevoie de un software precum a?a-numita solu?ie ?pitasc”, care s? detecteze ce trebuie f?cut ?n combina?ie cu hardware-ul, indiferent de modelul de baterie.

Structura proiectului de la Fraunhofer IPA arat? flexibilitatea robotului KUKA.

Sistemele de procesare a imaginilor care sus?in identificarea automat? a ?uruburilor ?i a altor componente au f?cut ca ?nv??area manual? a KR QUANTEC s? nu mai fie necesar? pentru fiecare etap? a procesului. Pentru a preveni coliziunile cu componentele, dup? fiecare etap? de demontare s-a efectuat o verificare a succesului prin senzori ?i sisteme de camere 3D. Ulterior, semnalele au fost transferate la modulul central de comand? a procesului, asigurandu-se o desf??urare sigur? a procesului.

Datorit? geometriei sub?iri ?i a amprentei mici, cu ajutorul robotului QUANTEC se poate construi o instala?ie flexibil? ?i orientat? spre viitor.

Thomas Schmidberger, Global Business Development Manager Electronics

Instala?iile flexibile pot fi utilizate pentru baterii cu structuri diverse

Potrivit lui Al Assadi, complexitatea este dat? de faptul c? produc?torii de autovehicule trebuie s? integreze ?n baterie cat mai multe componente ?ntr-un spa?iu cat mai mic. Acest lucru limiteaz? foarte mult spa?iul de mi?care la demontare. Alte provoc?ri sunt pozi?ia variabil? a cablurilor sau numeroasele ?mbin?ri prin lipire ale unei baterii, care se desfac automatizat mult mai greu decat ?uruburile. ?Dar ?i pentru acestea am g?sit solu?ii pe care acum dorim s? le dezvolt?m pentru utilizarea industrial?.” Este esen?ial s? construim instala?ii flexibile, nu ?n ultimul rand pentru c? structura bateriilor se modific? substan?ial cam o dat? la ?ase luni.

Instala?ia-proiect de la Fraunhofer IPA ar fi implementabil? pentru func?ionarea industrial? continu?.

KR QUANTEC - atractiv pentru mai multe domenii de utilizare

Versatilitatea este unul dintre avantajele majore ale seriei KR QUANTEC: ?Datorit? geometriei sub?iri ?i a amprentei mici, cu ajutorul robotului QUANTEC se poate construi o instala?ie flexibil? ?i orientat? spre viitor”, spune Thomas Schmidberger, Global Business Development Manager Electronics la KUKA. ??n plus, ca to?i robo?ii KUKA, acesta este certificat ESD standard, pentru a asigura o manipulare sigur? a componentelor sensibile din punct de vedere electrostatic.”

Fiecare mi?care a ?mâinii” este f?cut? de KR QUANTEC.

Noua genera?ie de robo?i cu bra? articulat KR QUANTEC convinge prin eficien?a energetic? special?, datorit? controlerului DC standard. Atat ?n mi?care, cat ?i ?n regimul standby, consumul de energie a putut fi redus semnificativ. ?n mi?care, robotul cu ?ase axe consum? – printre altele, datorit? recuper?rii energiei de franare – cu aproximativ 30 % mai pu?in? energie decat modelul anterior, iar ?n starea de func?ionare ?A?teptare ?n reglare” consum? chiar cu 60 % mai pu?in.

Un robot industrial care poate chiar mai mult decat s? demonteze automatizat

Astfel, robotul cu 6 axe KR QUANTEC este atractiv nu numai pentru reciclarea bateriilor de la automobilele electrice, ci ?i pentru alte domenii de utilizare. Carcasa mai sub?ire promite, de asemenea, tehnologie precis? ?i timp scurt de livrare – ?i, prin urmare, un cost total sc?zut al propriet??ii (TCO). Cheltuielile de ?ntre?inere sunt diminuate ?i num?rul de piese de schimb este redus.

Gradul ridicat de flexibilitate ?i un TCO sc?zut caracterizeaz? KR QUANTEC.

Avand capacitatea portant? cuprins? ?ntre 120 ?i 300 kg, modelele din seria KR QUANTEC fac parte din clasa de capacitate portant? mare ?i dispun de cel mai mare portofoliu de capacit??i portante ?i raze de ac?iune de pe pia??, ?n acest domeniu. Datorit? posibilit??ii de ?mbun?t??ire a capacit??ii portante pe teren ?i a modurilor de mi?care pentru o calitate sporit? a procesului, aceste modele reprezint? o investi?ie pe cat de util?, pe atat de sigur? ?n viitorul oric?rei produc?ii.

Pia?a cre?te rapid

Acest lucru este valabil ?i pentru domeniul demont?rii bateriilor, mai ales c? industria autovehiculelor electrice se va dezvolta rapid ?n anii urm?tori. Exper?ii se a?teapt? ca pia?a global? a vehiculelor electrice s? creasc? de la aproape 420 miliarde USD (2022) la peste 770 miliarde USD pan? ?n 2028. Seriile de testare din cadrul proiectului au ar?tat acum cum ar putea fi utilizat acest poten?ial uria? ?n ceea ce prive?te reciclarea bateriilor de c?tre produc?torii de automobile (de ex. prin reciclare intern? a vehiculelor electrice), produc?torii de baterii sau firmele de reciclare. Companiile interesate pot verifica la Fraunhofer IPA fezabilitatea dezasambl?rii produselor cu ajutorul robo?ilor. ?n plus, Institutul lucreaz? la optimizarea ini?ial? a produselor pentru demontare.

Datorit? gradului mare de flexibilitate, KR QUANTEC este un element esen?ial în instala?ia de testare de la Fraunhofer IPA.

Cooperarea dintre KUKA ?i oamenii de ?tiin?? s-a dovedit a fi eficient??

La dezvoltarea ?i testarea tehnologiilor sale, KUKA colaboreaz? cu ?ncredere cu institutul de cercetare de zeci de ani. Astfel, ?n urm? cu aproximativ 20 de ani, primul robot pentru camere cu atmosfer? controlat? KUKA a fost dezvoltat ?mpreun? cu institutul, au urmat certific?rile ESD pentru zeci de produse KUKA.

Thomas Schmidberger de la KUKA ?i Anwar Al Assadi, coordonator de proiect la Fraunhofer IPA, sunt încânta?i de cooperarea de succes.

O cooperare ?ntre industrie ?i ?tiin?? care s-a dovedit ?nc? o dat? eficient? prin proiectul ?DeMoBat”: ?Am construit aici cea mai mare instala?ie de testare din Europa pentru demontarea bateriilor”, spune Anwar Al Assadi cu mandrie. ?Am demonstrat modul ?n care solu?iile de automatizare pot juca un rol esen?ial ?n a face mobilitatea electric? ?i mai sustenabil?.”