Elektromobilitás: új kihívások a tisztításban

Az ipari alkatrész- és felülettisztítás vezető nemzetközi szakkiállítását 2022. október 11-13. között rendezik Stuttgartban.

2022. szeptember 07., szerda, 06:00

Címkék: alkatrész tisztítás elektromobilitás elektromos autó elektromos jármű felület felülettisztítás oldószeres tisztítás parts2clean szén-dioxidos tisztítás tisztítás tisztítástechnológia

Az elektromobilitás és az autonóm vezetés az autóipar megatrendjei közé tartoznak. Ez azt eredményezi, hogy az alkatrészek, valamint a gyártási folyamatok változnak, és új, vagy megváltozott eljárások jelennek meg az alkatrész tisztításban.

A mobilitás változása nemcsak az autóipar és a beszállítói kör felé támaszt új és megváltozott követelményeket, hanem az ipari alkatrészek tisztítására is hatással van. A szemcsés szennyeződés mellett nagyobb szerepet játszik a filmszerű szennyeződések kérdése, amely az olyan későbbi folyamatok a felületekre vonatkozó igényéből adódik, mint a ragasztás, a hegesztés és a tömítés. Mi több, nagyobb figyelmet kap a gyártó- és összeszerelő sorok, valamint a gyártóberendezések műszaki tisztasága az újra- és a keresztszennyeződések kiküszöbölése érdekében.

Legyen szó teljesítményelektronikáról, akkumulátortechnológiáról vagy hőkezelésről – az újra- és a keresztszennyeződés elkerülése érdekében elengedhetetlen a rendkívül tiszta gyártási környezet biztosítása – beleértve a gyártóberendezéseket is (Forrás: LPW Cleaning technology)

A tisztaság szempontjából fontos rendszerek az elektromos járművekben

Az elektromotor, az energiarendszer hajtóakkumulátor vagy üzemanyagcella formájában, valamint a teljesítményelektronika az a három alapvető elem, amely az elektromos járművet a belső égésű motorral rendelkezőktől megkülönbözteti. Mindegyik rendszer sajátos tisztasági kihívásokkal rendelkezik.

A villanymotor esetében például minden egyes alkatrész – például az állórész, a forgórész és a ház – műszakilag tiszta gyártása az elsődleges szempont. A tisztítási technológia ezekre a feladatokra megfelelő, nagyrészt nedves-kémiai megoldásokat kínál, amelyekkel a rendkívül igényes tisztasági előírások is teljesíthetők. Az állórészek végső összeszerelése során azonban gyakran merülnek fel tisztasági problémák, például a korábbi megmunkálási lépésekből származó fémes és nemfémes részecskék formájában. Eltávolításukhoz vegytisztító megoldások szükségesek, amelyek egyszerűen – igény esetén akár visszamenőleg is – a szerelősorba integrálhatók, és hatékony, automatizált egyedi alkatrésztisztítást tesznek lehetővé a gyártási ciklusban. Az egyik szempont, amelyet az újraszennyeződés megelőzése érdekében szintén figyelembe kell venni, az olyan gyártóberendezések tisztasága, mint a kezelőrendszerek és a megfogók.

A száraztisztító eljárásokat – például a sűrített levegős tisztítást – a korábbi folyamatokból zármazó szennyeződések, például fémes és nemfémes részecskék eltávolítására használják, többek között az állórészek végső összeszerelése során (Forrás: Ecocean/ZF)

Tiszta gyártási körülmények az energiarendszerekhez

Az elektromos járművek preferált energiarendszere napjainkban a lítium-ion alapú hajtóakkumulátor, amely egyben a hozzáadott érték döntő hányadát is adja. A tisztítási lépések beépíthetők az akkumulátorok sorozatgyártásába a különböző gyártási lépések előtt vagy után. Ez az elektródák gyártásánál a bevonatolás előtti tisztítással kezdődik, majd az elektróda lapok lyukasztással vagy lézervágással történő szétválasztása utáni tisztításával folytatódik, és az akkumulátorcsomag összeszerelésével, a modulok integrálása után az akkumulátorcsomag ragasztófelületeinek előkészítésével ér véget. Az akkumulátormodul gyártásában biztonsági szempontból fontos folyamatnak tekinthető a cellák az érintkező felületek elektromos összekötésével történő összekapcsolása, pl. ultrahangos ragasztással. A részecskékkel és filmszerű maradványokkal szennyezett illesztési területek elégtelen érintkezéshez vezethetnek, ami nagyon magas érintkezési ellenállási értékeket és ennek következtében túlmelegedést eredményezhet. Az akkumulátorcellák akkumulátorcsomagokba történő összeszerelése és az akkumulátortálcába való integrálása során a néhány száz mikrométeres részecskék számítanak kritikusnak.

Az üzemanyagcellák gyártása magas tisztasági követelményeket támaszt a folyamatokkal, a gyártóberendezésekkel és a környezettel szemben is. Központi eleme, a bipoláris lemez, többek között egy anódból és egy, vékony rozsdamentes acéllemezekből készült katódból áll. A gyártás alakításból, vágásból, illesztésből és bevonatolásból áll. Mivel a kiindulási anyag lehet szennyezett, és az első három folyamat során megmunkálási maradványok keletkezhetnek, több tisztítási lépésre is szükség lehet. Ennek az az oka, hogy a mindössze néhány tíz mikrométer vastag részecskék is okozhatnak szivárgást.

A tiszta érintkezési pontok kulcsfontosságúak az akkumulátorcellák elektromos csatlakozásánál a nagy energiasűrűség és az akkumulátor biztonságos működése érdekében. A ragasztási folyamatba integrálható CO2-hó befúvásos technológia ideális a tisztításhoz. (Forrás: acp systems)

Teljesítményelektronika – tisztatér szükségeltetik

A teljesítményelektronika az akkumulátor és a villanymotor közötti házban található, és gyakorlatilag az elektromos jármű vezérlőközpontjaként funkcionál. Az inverternek nevezett alkatrész az akkumulátorból származó egyenáramot váltóárammá alakítja az elektromotor igénye szerint. A teljesítményelektronikába beépített elektronikai szerelvények, így a félvezetők és az elektromechanikus alkatrészek rendkívül szigorú tisztasági követelményeket támasztanak a gyártási és összeszerelési környezettel szemben. Az üzem közben fellépő nagy feszültségek és áramok, valamint az ebből eredő teljesítmény miatt itt nem csak a fémszemcsék jelenthetnek problémát, hanem az elemi szálak is, amelyek a nedvességfelvételük válhatnak kritikussá. Sok alkalmazás esetében tehát tisztatérre van szükség.

Komplex hőmenedzsmentre van szükség az elektromos járművek esetében is. A cél az akkumulátor, a motor és a teljesítményelektronika különböző hőmérsékleti szinteken történő hűtése, valamint a beltér légkondicionálása. Az elektromos járműben keletkező hőáramlás kifinomult kezeléséhez az alkatrészek tisztítása során magas tisztasági követelményeket kell betartani.

A tisztaság a szenzorok működése szempontjából is kritikus

Legyen szó felügyeleti feladatokról, asszisztensrendszerekről vagy autonóm vezetésről, egyre nő az igény az olyan kiváló minőségű optikai és optoelektronikai rendszerek iránt, mint a kameraalapú érzékelők. Az, hogy ezek a rendszerek minden körülmények között és minden hőmérsékleten hibamentesen működnek-e, döntően az optikai és az elektronikai alkatrészek, valamint a burkolatelemek részecske- és filmtisztaságától függ. Ebben az esetben a néhány mikrométeres részecskék és a legfinomabb filmrétegek, valamint az alkatrészekből kilépő gázok is vezethetnek jelvesztéshez és téves információkhoz.

A forgóasztal rendszerben történő tisztításnál az akár 2 200 mm-es karosszériaelemeket, pl. extrudált profilokat függőlegesen, rögzítik, pontosan a tisztítandó területek szerint pozícionálva (Forrás: BvL Oberflächentechnik)

Több könnyűszerkezetes elem a megnövelt hatótávért

A hatótáv kulcsfontosságú adat az elektromos autók esetében, ezért nagyon lényeges a szerkezeti elemek súlya. Másrészt azonban az is fontos, hogy az alváz nagyon merev és erős legyen, ami könnyű anyagok, például az alumínium és a hibrid anyagok fokozott használatát eredményezi. Ezzel párhuzamosan az illesztési technológiák is változnak – egyre nagyobb szerepet kap a ragasztás és a hegesztés. A felületeket ezekre az illesztési folyamatokra kell optimálisan előkészíteni, ami az anyagtól és az illesztési eljárástól függően a felületbe a megmunkálás és formázás során beépült filmes szennyeződések eltávolítását is magában foglalhatja. A megfelelő tisztítási eljárás kiválasztása – nedves vegyi, esetleg a felületi érdesség növelésével kombinálva, vagy a hézagok részleges kezelése közvetlenül az illesztési folyamat előtt, vagy abba integrálva – jelentősen befolyásolja a hézag minőségét.

Az elektromobilitás új és megváltozott feladatokat egyaránt hoz az alkatrésztisztítás területén az OEM-ek és beszállítók számára. Az optimális és gazdaságos megoldás megtalálása érdekében a tisztítási feladatot nem elszigetelten, hanem a teljes gyártási láncra vetítve kell kezelni, a gyártóberendezések és a környezet tisztaságával együtt. Ez gyakran folyamatorientált újragondolást igényel.

Doris Schulz

www.parts2clean.de

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
BMW GROUP CAREERS

SENIOR SPECIALIST ENVIRONMENTAL MANAGEMENT AND PERMITTING (F/M/X)

METROLOGY COORDINATOR (F/M/X)

SENIOR SPECIALIST FACILITY MANAGEMENT (F/M/X)

PRODUCTION SUPPORT TECHNICIAN (F/M/X)

Média Partnerek