西克用於電池生產的創新傳感器解決方案:深入了解電芯生產
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行業聚焦
zaidiandongqichedianchijichunengxitongdefuzashengchangongyizhong,henduogongweichujunxuyaochuanganqi。zhexiechuanganqijinenggoushuchugongyikongzhixinhao,younenggoushixianzhuangpeigongweideanquanfanghu,bingqiezhixingjichengshizhiliangguanligongzuo。SICK 為設備製造商及設備運營商一站式提供全品類傳感器,顯著提升電池生產的工藝控製精度、安全性、質量及生產效率。

未來的電池製造市場
未來幾年,預計所有相關市場的電動汽車產銷量 都將大幅增長。根據預測,到 2030 年,約 80% 的新車將配備電力驅動裝置。這意味著每年大約需要 6,000 萬輛汽車的電池。為實現該目標,需要在現有的基礎上建立更多的“超級工廠”。
2035 年,歐盟將徹底停止銷售內燃機汽車。在中國這個巨大的汽車市場,所有汽車都將采用“新能源”。這意味著在 2030 年nian之zhi後hou,所suo需xu的de電dian池chi數shu量liang將jiang繼ji續xu增zeng加jia。此ci外wai,固gu定ding式shi儲chu能neng係xi統tong將jiang構gou成cheng能neng源yuan轉zhuan型xing戰zhan略lve中zhong對dui擺bai脫tuo化hua石shi能neng源yuan依yi賴lai的de基ji石shi。該gai市shi場chang亦yi將jiang迎ying來lai強qiang勁jin增zeng長chang。

複雜的工藝
電池生產工藝非常複雜:從(cong)電(dian)極(ji)到(dao)電(dian)芯(xin),再(zai)到(dao)模(mo)組(zu)及(ji)完(wan)整(zheng)的(de)電(dian)池(chi)組(zu),整(zheng)個(ge)工(gong)藝(yi)需(xu)經(jing)曆(li)多(duo)道(dao)單(dan)獨(du)的(de)步(bu)驟(zhou),並(bing)且(qie)每(mei)個(ge)步(bu)驟(zhou)均(jun)須(xu)確(que)保(bao)高(gao)質(zhi)量(liang)標(biao)準(zhun)。要(yao)滿(man)足(zu)量(liang)產(chan)要(yao)求(qiu),必(bi)須(xu)實(shi)現(xian)高(gao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)。超(chao)級(ji)工(gong)廠(chang)產(chan)能(neng)規(gui)模(mo)也(ye)須(xu)與(yu)之(zhi)匹(pi)配(pei),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)經(jing)濟(ji)壓(ya)力(li)較(jiao)大(da)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia):汽車行業的客戶期望每千瓦時的“目標價格”穩中有降。
零停機高品質生產
出chu於yu這zhe些xie原yuan因yin,超chao級ji工gong廠chang運yun營ying商shang不bu僅jin主zhu動dong追zhui求qiu,更geng必bi須xu依yi賴lai零ling停ting機ji生sheng產chan。同tong樣yang須xu將jiang廢fei品pin率lv降jiang至zhi更geng低di,即ji實shi現xian實shi時shi檢jian測ce與yu剔ti除chu。因yin此ci,各ge個ge工gong藝yi步bu驟zhou需xu配pei備bei集ji成cheng式shi質zhi量liang管guan理li係xi統tong。最zui終zhong環huan節jie須xu遵zun循xun電dian池chi工gong廠chang所suo在zai地di的de機ji械xie安an全quan標biao準zhun和he規gui範fan。安an全quan技ji術shu不bu應ying影ying響xiang生sheng產chan效xiao率lv。相xiang反fan,智zhi能neng的de安an全quan技ji術shu通tong過guo高gao效xiao適shi配pei工gong藝yi,實shi現xian了le安an全quan生sheng產chan力li。
目標:降低複雜性
設備製造商和一站式集成方案提供商的核心目標是 為(wei)客(ke)戶(hu)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)提(ti)供(gong)穩(wen)定(ding)的(de)設(she)備(bei)。在(zai)實(shi)現(xian)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)高(gao)效(xiao)的(de)控(kong)製(zhi)工(gong)藝(yi)並(bing)降(jiang)低(di)複(fu)雜(za)性(xing)。因(yin)此(ci),在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)層(ceng)麵(mian),可(ke)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)一(yi)站(zhan)式(shi)提(ti)供(gong)的(de)高(gao)質(zhi)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)來(lai)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)。

傳感器有助於提高電池生產的質量和生產效率
傳感器技術完整解決方案的供應商——以電芯生產為例
針對電池生產的多項任務(如電芯生產),提供不同的傳感器技術供選擇。在生產過程中,電芯的主要部件(電極箔和隔膜)被高速加工為卷材形式。
以下九個應用案例簡要說明了 SICK 傳感器所完成的任務:

傳感器解決方案在電池電芯生產中的九個應用案例
1. 應用案例:針對快速運行的繞製單元的入口控製,采用安全光幕 deTec4 與安全控製器 Flexi Compact 配套使用。必須對物流員工通道或自動導引車輛係統加以保護,以便輸送新的薄膜卷筒。
2. 應用案例:可通過防護門進入很多封閉式機器的工作區——flexLock 安全鎖定裝置與 Flexi Compact 安全控製器協同工作,共同完成防護門的監控任務。
3. 應用案例:在多個工位進行的電極塗層厚度測量(例如壓延之後),要求達到最高測量頻率(最高 80 kHz)及微米級測量精度。此處使用位移傳感器 OD5000。
4. 應用案例:在電極極耳工藝集成質量管理中,2D 視覺傳感器 InspectorP61x 可發揮獨特優勢:在較小的安裝空間內實現高效檢測與集成照明,確保了準確的距離測量。通過在視覺相機上直接集成 Deep Learning 工具擴展功能,可完成質量管理所需的複雜圖像處理任務。

5. 應用示例:位移傳感器 OD2000 測量開卷時卷筒的高度,並發出換卷信號(剩餘薄膜檢查)——測量範圍可達 1.20 m,重複精度可達 0.1 µm。
6. 應用案例:對快速運行的薄膜進行集成式裂紋及孔洞檢測至關重要。該任務由測量型自動化光柵 MLG-2 完成,既能確保進一步加工高品質的膜幅,又能防止工藝中斷。
7. 應用案例:AS30 係列的陣列式傳感器適用於電極箔和隔膜的邊緣控製器,MLG-2 WebChecker 則適用於同時檢測多個薄膜的邊緣。

8. 應用案例:為檢測薄膜末端的標記或塗層缺陷,在拚接帶檢測中主要使用以下傳感器:顏色傳感器 CSS High Resolution,具備長測量距離(達 500 mm),和采用 Twin Eye 技術的色標傳感器 KTS Prime,即使在用於顫動的材料時,也能實現理想的對比度檢測。
9. 應用案例:在需要準確位置測量或速度測量的卷對卷工藝中,使用激光表麵運動傳感器 SPEETEC 1D。其非接觸式測量原理可有效保護電極材料的敏感表麵。
結論:綜合考量生產效率、質量和機械安全
用於電芯生產的傳感器解決方案涵蓋以下任務領域:生產效率/ 設備控製(如卷材邊緣檢測、剩餘薄膜檢查)、質量(裂縫及 孔洞檢測、電極距離測量)和機器安全(門禁、危險區域防護)。
傳感器的附加值不僅體現在傳感器層麵或機器層麵。將傳感器集成到總控係統(如通過以太網、IO-Link 等)以及上級 MES 和 ERP 係統中,可實現 全價值鏈的透明度和數據可用性。
此外,SICK 追蹤追溯解決方案生成的數據和信息可在聯網工藝鏈中實現對產品及材料的無縫檢測、識別與追溯。通過以這種方式建立的可追溯性,傳感器數據與機器數據可成為基於數據優化質量與效率的前提條件。SICK 傳感器解決方案由此為未來高效智能的電池生產創造了重要的先決條件。









