Ferramentas de fixação para montagem EV

Tensões de até 800 volts estão envolvidas quando os montadores instalam baterias em veículos. Para garantir que nem pessoas nem materiais sejam prejudicados, é dada atenção especial à segurança, proteção contra incêndio e métodos de montagem. Foto cedida por Desoutter

Até 33 baterias – cada uma ligeiramente maior que uma caixa de sapatos – são inseridas na carroceria de um carro por um robô. Um sistema de aparafusamento automático instala parafusos para mantê-los no lugar. Foto cedida por Desoutter

A tecnologia de posicionamento da Nexonar é utilizada para garantir a qualidade nas estações de retrabalho. O sistema usa tecnologia infravermelha e uma câmera para identificar exatamente onde uma ferramenta de fixação está localizada no espaço. Foto cedida por Desoutter

As ferramentas para apertar parafusos perto de baterias de alta tensão são equipadas com mandris isolados galvanicamente para proteger os trabalhadores. Foto cedida por Desoutter

Esta chave de fenda sem fio está equipada com um transponder Nexonar na parte inferior da bateria. Isso permite que a ferramenta seja posicionada em um parafuso com precisão milimétrica. Foto cedida por Desoutter

As superfícies metálicas desta ferramenta são revestidas com um plástico eletricamente isolante para evitar curtos-circuitos nas baterias. Foto cedida por Desoutter

A necessidade de ampliar a autonomia dos veículos elétricos está levando as montadoras a adotar baterias com tensões mais altas. A maioria dos veículos elétricos de passageiros é alimentada por uma bateria de 400 volts, enquanto ônibus e caminhões elétricos são alimentados por baterias de 600 volts. Agora, os OEMs estão começando a adotar baterias de 800 volts para veículos de passeio.

Uma bateria EV consiste em muitas células individuais conectadas em série. Cada célula fornece 3,1 a 4,2 volts. Um sistema nominal de 800 volts contém aproximadamente 198 células em série, fornecendo uma tensão total de 610 a 835 volts. Em contraste, uma bateria de chumbo-ácido para um carro movido a gasolina contém seis células em série, para uma tensão total de 12 volts.

Para um fabricante automotivo alemão, esse aumento dramático na voltagem gerou preocupações com a segurança na linha de montagem. Tensões de até 800 volts estão envolvidas quando os montadores instalam baterias em veículos. Para garantir que nem pessoas nem materiais sejam prejudicados, é dada atenção especial à segurança, proteção contra incêndio e métodos de montagem.

Outra grande preocupação é a garantia de qualidade, porque as conexões aparafusadas para as baterias se enquadram na classe de segurança A. Isso significa que há risco de vida e danos físicos se elas falharem. A qualidade da conexão aparafusada deve, portanto, ser assegurada e documentada, independentemente de os fixadores serem instalados manualmente ou com um sistema automatizado.

As ferramentas de fixação da Desoutter estão ajudando a empresa automotiva a enfrentar os dois desafios.

Até 33 baterias - cada uma ligeiramente maior que uma caixa de sapatos, mas significativamente mais pesadas - são inseridas individualmente em carrocerias de alumínio soldadas. Isso é feito por um robô em uma estação de trabalho totalmente automatizada. Cada pacote é então fixado com quatro parafusos. Como a velocidade e a qualidade são críticas, os parafusos são instalados por um sistema totalmente automático projetado pela Desoutter.

Quatro eixos de aparafusamento conectados instalam os parafusos simultaneamente, aplicando até 20 newton-metros de torque. Os parafusos são alimentados automaticamente de uma tremonha por um alimentador escalonado e soprados através de uma mangueira para cada fuso. Quando chegam ao componente, são ajustados automaticamente ao mesmo tempo e apertados de forma sincronizada para atingir o torque final.

"As chaves de fenda são controladas pelo nosso software", explica Maximilian Wien, gerente de contas sênior da indústria automotiva da Desoutter. "A tecnologia de alimentação é controlada pelo fabricante da máquina, a quem fornecemos a pneumática e o plano de processo. Os dados de aparafusamento são documentados no sistema de software do chão de fábrica do cliente, para o qual fornecemos a interface."

Quando a plataforma de montagem entrou em operação, em 2018, a montadora foi a primeira a trabalhar com 800 volts em seus modelos elétricos. "Naquela época, era um grande desafio, porque precisávamos proteger adequadamente os trabalhadores em estações de trabalho manuais", lembra Wien. "Todas as conexões de parafuso que são classificadas como 'não OK' após a montagem automática são desviadas para estações de trabalho manuais para retrabalho."