Automatisierte Produktionsanlagen für Zellkontaktiersysteme

Zellkontaktiersysteme (ZKS) nehmen innerhalb des elektrischen Antriebsstrangs eine zentrale Rolle ein. Sie verbinden die einzelnen Batteriezellen zu einem hocheffizienten Batteriemodul und leiten die Spannung über Sensorleitungen zur Leistungsaufnahme weiter. Bei der automatisierten Produktion von Zellkontaktiersystemen sind im Anlagendesign einige kritische Punkte zu beachten, um die Prozesse und Produktionsanlagen auf die Großserienproduktion vorzubereiten.

Die Manz AG beschäftigt sich bereits seit 2016 mit der Entwicklung und automatisierten Produktion von E-Mobilitäts-Komponenten wie Zellkontaktiersystemen. Von diesem Prozess-Know-how und bestehenden Prozessbibliotheken profitieren potenzielle Auftraggeber, da sie auf erprobte, standardisierte Prozesse zugreifen und rasch in den Produktionsmodus übergehen können.

 

Zentrale Herausforderungen bei Produktionsanlagen für Zellkontaktiersysteme

Für einen Anbieter wie Manz, der sehr umfassende und langjährige Erfahrungen bei der Automation von komplexen, hochpräzisen Produktionsanlagen für Mikroelektronik-Komponenten hat, sind die einzelnen Prozess- und Produktionsschritte, die für die Herstellung von Zellkontaktiersystemen erforderlich sind, in ihrer Schwierigkeit überschaubar. Je nach Produktanforderung, ob Batteriemodule mit zylindrischen, prismatischen oder Pouch Zellen kontaktiert werden, sind zwischen 15 und 50 erprobte und produktspezifische Prozesse erforderlich, die einzeln betrachtet nicht sonderlich komplex sind.

Die Wertschöpfung bei der Produktion von Zellkontaktiersystemen erfolgt nicht über die jeweils einzelnen Prozess- und Arbeitsschritte, sondern über die perfekte, automatisierte Orchestrierung der Prozesse. Eine zentrale Herausforderung im Anlagendesign besteht darin, die für die Automatisierung kritischen Prozesse frühzeitig zu erkennen, diese zu testen, Szenarien und Lösungen für die hochskalierte automatisierte Produktion zu entwickeln und die einzelnen Prozessmodule intelligent, effizient und flexibel zu integrieren. Hier können OEMs und Zulieferer gleichermaßen von unserer übergreifenden Branchenkompetenz profitieren. In Hightech-Industrien wie der Solar- oder Unterhaltungselektronikbranche gehört das ultrapräzise, automatisierte Montieren von elektronischen Bauteilen in hohen Stückzahlen seit Jahren zum Branchenstandard. Wir helfen Ihnen, die überwiegend standardisierten Schlüsselprozesse bei ZKS-Produktionsanlagen auf ihre Automationsfähigkeit zu überprüfen und die Produktionskette intelligent zu orchestrieren.

Keine Zeit für Experimente: Prozess-Know-how als Trumpfkarte

Ein zentraler Erfolgsfaktor beim Aufbau von ZKS-Produktionsanlagen ist das Erkennen kritischer Prozesse. Die Manz AG verfügt über eine umfassende Prozessbibliothek, in der wesentliche Produktionsprozesse abgelegt und definiert sind. Diese sicheren, stabilen und getesteten Kernprozesse müssen nicht mehr neu entwickelt werden, was wertvolle Zeit und damit auch Kosten einspart sowie teure Fehlversuche verhindert. Jedoch sind die Prozesse keinesfalls starr, sondern agil ausgerichtet, und entsprechend auf Ihre Kundenbedürfnisse hin konfigurierbar. Die Manz AG hat durch zahlreiche Kundenprojekte Erfahrung im simultaneous Engineering, so dass Sie sich auf die auf Entwicklung konzentrieren können und unsere Experten parallel die Planung der Produktions- und Automationslösung übernehmen.

Kein Zellkontaktiersystem gleicht dem anderen

Bei Zellkontaktiersystemen handelt es sich um höchst individualisierte Produkte, die je nach Leistung, OEM und Batterietyp -  Rundzellen, prismatische Zellen oder Pouchzellen - stark variieren. Neben dem Bestimmen des jeweiligen Batteriedesigns gibt es Varianten in der Kontaktierung, etwa die Kontaktierung der Zellen von oben und unten in einem ZKS oder getrennte ZKS für oben und unten. Wir erarbeiten mit Ihnen die optimalen Prozesse, um die perfekte Produktionsanlage für Ihr Anliegen zu entwickeln und umzusetzen.

Fehlerquellen erkennen und eliminieren

Bei Kernprozessen wie Ultraschallschweißen oder Laserschweißen, Auftragen von Gapfillern oder Pressfit gibt es zahllose potenzielle Fehlerquellen, die es zu erkennen und zu vermeiden gilt. Wir haben in den vergangenen Jahren ein enormes Prozess-Know-how bei unterschiedlichen Kernprozessen entwickelt. Dieses Know-how spart Zeit und Geld und beschleunigt die Entwicklung und Produktion marktreifer Produkte.

Ihr Partner für ZKS-Produktionsanlagen

  • Vollautomatisierte Herstellung verschiedenster ZKS-Varianten – für prismatische oder zylindrische Zelltypen
  • Produktspezifische Handhabung biegeschlaffer Bauteile (z. B. Flachkabel- oder Folienkonfektionierung)
  • Vollautomatisierter Einsatz von Ultraschall- und Laserschweißprozessen
  • Rolle-zu-Rolle-Kabelbearbeitung mittels Lasertechnik
  • AGV-/FTS-basierte Materialzuführung aus externer Bereitstellung
  • Skalierbarkeit und Wandelbarkeit während und nach dem Projekt aufgrund des modularen Aufbaus der Produktionslösung

Die modulare LightAssembly-Montageplattform von Manz: Ideal für ZKS-Produktionslinien

Think big, start small: Von der Einzelanlage bis zur vollintegrierten Produktionslinie wachsen unsere Produktionsanlagen mit Ihren Anforderungen und lassen sich an den jeweiligen Bedarf anpassen. Unsere LightAssembly-Montageplattform basiert auf einem modularen Ansatz und bietet die größtmögliche Flexibilität für modernste Produktionsprozesse. Die Montagelinie kann per Software auf unterschiedliche Größen und Designs des Endproduktes angepasst werden, so dass verschiedene Typen an Zellkontaktiersystemen für unterschiedliche Batteriezellen auf der Linie produziert werden können.

Speziell für die Bedürfnisse der Automobilindustrie haben wir produktspezifisch zugeschnittene Produktionslösungen für Zellkontaktierungssysteme von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die den hohen Anforderungen des Marktes an Qualität, Schnelligkeit und Kosteneffizienz gerecht werden. Hierzu kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz, die sich individuell kombinieren lassen: von der Montage über Ultraschallschweißen, Kleben und Löten bis hin zu Laserapplikationen, Reinigen und automatisierten Funktionstests.

Durch den modularen Aufbau ist unsere LightAssembly-Montageplattform anwendungsspezifisch konfigurierbar – von der Einzelmaschine bis zur Produktionslinie – und innerhalb kürzester Zeit an geänderte Produktanforderungen anpassbar. Standardisierte Module sichern eine zügige Inbetriebnahme und Skalierbarkeit. Schnellwechselsysteme und konfigurierbare Werkstückträger erhöhen Flexibilität und Output. Fahrerlose Transportsysteme sorgen bei Bedarf für einen reibungslosen Materialfluss. Die LightAssembly-Montageplattform ist für eine vernetzte und transparente Produktion einfach in ein Manufacturing Execution System (MES) integrierbar und durch Drittlösungen erweiterbar. Softwaregesteuerte Rüst- und Produktionsprozesse sowie umfassende Deep Data Logging-Diagnosefunktionen beschleunigen das Einrichten und steigern die Produktivität und Prozesssicherheit. 

Die modulare LightAssembly-Montageplattform von Manz bietet OEMs und Zulieferern die Möglichkeit, zunächst kleinere Stückzahlen zu produzieren und basierend auf den individuellen Lebenszyklusphasen der Produkte das Produktionskonzept als integrierte Linie oder als Clusterlösungen für größere Kapazitäten und ggf. zusätzliche Prozesse aufzurüsten und zu automatisieren.

Gerne begleiten wir Sie von der ersten Idee bis zum fertigen Produktionsprozess! Zudem runden Produktionsanlagen für Inverter und Batteriemanagementsysteme unser Portfolio ab.

 

Die Vorteile unserer ZKS-Plattformlösung

  • Modular, skalierbar und flexibel: Unser Baukastenprinzip ermöglicht die Automatisierung produktspezifischer Prozesse und bietet Flexibilität in der Gestaltung des Anlagen-Layouts
  • Herausragende Prozesstechnologie: Produktspezifische Umsetzung von Produktionslösungen mit der Erfahrung aus über 50 vollintegrierten Prozessen für die ZKS-Montage
  • Digital, vernetzt, datenbasiert: Durchgehende Überwachung von Produktions- und Qualitätsdaten
  • Kompakt, bewährt, effizient: Produktivitätsgewinn durch Werkstückträger-Bypassing und minimierter Anlagen-Footprint durch Quertransport länglicher Werkstücke in der Linie
  • Internationalität: Werksnahes Beraten, Testen und Produzieren

Manz – Partner der Automobilindustrie

Die Automobilindustrie steht durch Megatrends wie Digitalisierung, autonomes Fahren oder E-Mobilität vor großen Herausforderungen. Wir helfen als Entwicklungspartner und Wegbereiter, die Aufgaben erfolgreich anzupacken und somit die automobile Zukunft mitzugestalten. Unser Fokus liegt auf intelligenten und integrierten Produktionslösungen für unterschiedliche Komponenten in den Bereichen Automobilelektronik sowie dem elektrischen Antriebsstrang. Dazu zählen Produktionsanlagen für Inverter, Batteriemanagementsysteme, Displays, Elektronische Komponenten und Steuergeräte, Sensoren und Kameras für Assistenzsysteme.

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

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