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Mit einem Marktanteil von 37 Prozent im Jahr 2022 ist CATL der größte Hersteller von EV-Batterien weltweit. Foto mit freundlicher Genehmigung von Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL) wurde 2011 gegründet und ist ein chinesischer Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme sowie Batteriemanagementsysteme. Mit einem Marktanteil von 37 Prozent im Jahr 2022 ist CATL der größte Hersteller von EV-Batterien weltweit. Das Unternehmen hat sich das Ziel einer Produktionskapazität von mehr als 500 Gigawattstunden (GWh) bis 2025 und von mehr als 800 GWh bis 2030 gesetzt.

Anfang des Jahres begann CATL mit der Serienproduktion des Qilin, seines Cell-to-Pack-Batteriesystems der dritten Generation. Diese neue Batterie berücksichtigt die jüngsten Fortschritte bei Batteriematerialien, Verbesserungen der Verpackungstechnologie, Gewichtsreduzierung und Zuverlässigkeit. Qilins bahnbrechendes Design kann einen Volumenwirkungsgrad von 72 Prozent und eine Energiedichte von 255 Wattstunden pro Kilogramm erreichen.

Anfang des Jahres begann CATL mit der Serienproduktion des Qilin, seines Cell-to-Pack-Batteriesystems der dritten Generation. Foto mit freundlicher Genehmigung von Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

CATL hat seinen Hauptsitz in Ningde, China, und betreibt fünf Forschungs- und Entwicklungszentren (vier in China und eines in München, Deutschland) sowie 13 Montagewerke (11 in China, eines in Erfurt, Deutschland und eines in Debrecen, Ungarn). Zwei dieser Einrichtungen – die Werke in Yibin und Ningde, China – wurden kürzlich vom Weltwirtschaftsforum als Teil des Global Lighthouse Network beispielhafter, hochmoderner Fabriken ausgewählt.

Beispielsweise wurde das Werk Yibin als weltweit erste CO2-freie Batteriefabrik zertifiziert. Durch den Einsatz von KI, IIoT und flexibler Automatisierung steigerte das Werk die Liniengeschwindigkeit um 17 Prozent und reduzierte den Ertragsverlust um 14 Prozent.

Nicht umsonst investiert CATL in modernste Montagetechnik. Abgesehen von der Notwendigkeit, der rasant steigenden Nachfrage gerecht zu werden, ist der Akku für die Sicherheit und Gesamtleistung eines Elektrofahrzeugs von entscheidender Bedeutung. Es ist auch die teuerste Komponente des Fahrzeugs. Effiziente Produktion und minimaler Ausschuss sind daher unerlässlich, um die Kosten zu senken.

CATL hat sich ein Produktionskapazitätsziel von mehr als 500 Gigawattstunden bis 2025 gesetzt. Foto mit freundlicher Genehmigung von Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

Der Schwerpunkt von CATL auf modernste Technologie erstreckt sich auch auf die Befestigungswerkzeuge an seinen Montagelinien. Aus Sicht der Befestigung stellen Elektrofahrzeugbatterien mehrere Herausforderungen dar. Eine davon ist die High-Mix-Produktion. Werkzeuge müssen in der Lage sein, schnell zwischen Montagelinien zu wechseln. Werkzeuge müssen einen relativ großen Drehmomentbereich abdecken und an unterschiedliche Anziehanforderungen anpassbar sein.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, Genauigkeit und Wiederholbarkeit aufrechtzuerhalten. Montagewerkzeuge müssen verhindern, dass Befestigungselemente mit dem falschen Drehmoment oder in der falschen Reihenfolge angezogen werden. Da die Herstellung von Elektrofahrzeugen eine relativ neue Branche ist, gibt es kaum erfahrene Monteure. Oftmals können die Fähigkeiten eines Betreibers nicht mit den Entwicklungen im Batteriedesign Schritt halten. Fehlervermeidungstechnologie ist daher für die Gewährleistung von Qualität und Sicherheit von entscheidender Bedeutung.

Desoutter hat bereits in den frühen Phasen seiner Entwicklung mit CATL zusammengearbeitet und dem Unternehmen dabei geholfen, robuste Schraubnormen zu etablieren und bestehende Schraubprozesse zu verbessern. Desoutter lieferte CATL eine Vielzahl von Befestigungstechnologien, darunter die CONNECT-Plattform, das Nexonar-Positionierungssystem, ERS-Elektroschrauber, die CVI3-Steuerung und automatische Schraubenzuführungen.

CONNECT bietet einen einzigen Verbindungspunkt für die Kommunikation zwischen einem Fabriknetzwerk und bis zu 20 kabellosen Befestigungswerkzeugen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Desoutter

CONNECT ist eine modulare, kabellose Kommunikationszentrale für kabellose Schraubwerkzeuge. Das Gerät bietet einen einzigen Verbindungspunkt für die Kommunikation zwischen einem Fabriknetzwerk und bis zu 20 Werkzeugen, wodurch die Betriebskosten gesenkt und die Installation für eine einfachere Neuausrichtung der Leitungen vereinfacht werden. Das Koppeln eines Werkzeugs mit CONNECT mithilfe der RFID-Technologie dauert nur 10 Sekunden, sodass Werkzeuge ohne Unterbrechung hinzugefügt oder entlang einer Linie verschoben werden können. Dadurch kann CATL schnell auf Änderungen in der Produktion reagieren. Der Hub kann auch mit fehlersicherem Zubehör wie Stapelleuchten, intelligenten Steckdosenleisten, Bedienelementen und Remote-Benutzerschnittstellen verbunden werden.

Es stehen zwei Versionen zur Verfügung. CONNECT-W verfügt über einen integrierten drahtlosen Zugangspunkt und kann mit bis zu 10 Schraubwerkzeugen kommunizieren. CONNECT-X erfordert einen externen WLAN-Zugangspunkt, kann aber mit bis zu 20 Werkzeugen kommunizieren.

Dieses kompakte Gerät – es nimmt nur 0,13 Kubikfuß Platz ein – kann überall in einer Montageanlage installiert werden: an einem Arbeitsplatz, am Ende der Fertigungsstraße, auf dem Schreibtisch eines Managers oder sogar im Serverraum. Dank der leistungsstarken Diagnose lassen sich Trends in der Bedienerleistung, Fehlerursachen und Bereiche zur Effizienzsteigerung leicht erkennen.

Mit der Funktionsverwaltung können Ingenieure jedes Tool entsprechend den Anforderungen jeder Workstation optimieren. Eine Funktion kann für ein Tool aktiviert werden, für ein anderes jedoch nicht. Für Schraubstrategien, Montageprozessmanagement, Leistungskennzahlen und Rückverfolgbarkeit steht Software zur Verfügung. Mit CONNECT verknüpfte Werkzeuge können so eingerichtet werden, dass sie ihre Anzugsparameter abhängig vom zu installierenden Befestigungselement automatisch ändern.

Das räumliche 3D-Positionierungssystem Nexonar von Desoutter verwendet Infrarotsensoren, um Befestigungswerkzeuge oder die Position der Hände eines Bedieners in kritischen Montageprozessen auf einen Millimeter genau zu überwachen und zu lokalisieren. Nexonar stellt sicher, dass alle Schrauben an der richtigen Stelle, in der vorgesehenen Reihenfolge und mit den entsprechenden Parametern angezogen werden. Das System kann an bestehenden Werkzeugen nachgerüstet werden. Es ist in der Lage, Nick-, Roll- und Gierbewegungen des Werkzeugs zu erkennen. Mehrere hundert Tracker können gleichzeitig in Echtzeit und ohne Latenz überwacht werden. Es kann auch verwendet werden, um eine möglichst genaue Teileauswahl, -platzierung und -abwicklung bei Kitting-Vorgängen sicherzustellen.

Nexonar führt Monteure durch jeden Schritt und eliminiert die Möglichkeit von Fehlern, sodass sie jede Aufgabe effizient und mit optimaler Qualität erledigen können. Foto mit freundlicher Genehmigung von Desoutter

Das räumliche Positionierungssystem Nexonar 3D verwendet Infrarotsensoren, um Befestigungswerkzeuge auf einen Millimeter genau zu überwachen und zu lokalisieren. Foto mit freundlicher Genehmigung von Desoutter

Nexonar führt Monteure durch jeden Schritt und eliminiert die Möglichkeit von Fehlern, sodass sie jede Aufgabe effizient und mit optimaler Qualität erledigen können. Außerdem wird die Position jedes Teils während der Montage registriert, um eine vollständige Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten.

Der ERS-Elektroschrauber mit Schallwandler verfügt über Scheinwerfer; eine programmierbare Rückwärtstaste; Hebelstart oder Druckstart; und vier Melde-LEDs, von denen zwei programmierbar sind. Ein konischer, langlebiger Griff aus weichem Gummi bietet bequemen Halt für alle Bediener.

Das Werkzeug ist in den Versionen mit geradem Kopf, Winkelkopf und fester Spindel erhältlich. Es stehen drei Modelle zur Verfügung: Modell ERS2 mit einem Drehmomentbereich von 0,6 bis 2,5 Newtonmeter; Modell ERS6 mit einem Drehmomentbereich von 1 bis 6 Newtonmeter; und Modell ERS12 mit einem Drehmomentbereich von 1,5 bis 12 Newtonmetern. Die maximale Drehzahl liegt je nach Modell zwischen 280 und 3.000 U/min. Das Gewicht des Werkzeugs liegt zwischen 1,54 und 2,7 Pfund.

Eine Herausforderung bei der Batterieherstellung ist die High-Mix-Produktion. Daher müssen Schraubwerkzeuge einen relativ großen Drehmomentbereich abdecken und an unterschiedliche Schraubanforderungen anpassbar sein. Foto mit freundlicher Genehmigung von Desoutter

Die CVI3-Werkzeugsteuerung wurde speziell für die Anforderungen der Automobilindustrie entwickelt und gewährleistet die Rückverfolgbarkeit aller sicherheitskritischen Befestigungsprozesse. Der Controller bietet Platz für eine Vielzahl von Werkzeugen und es stehen verschiedene Fehlerschutzmodule zur Verfügung. Zu den integrierten Maßnahmen zur Fehlervermeidung gehören die Erkennung erneuter Treffer und der Sitzpunkterkennung.

Es stehen vier Versionen zur Verfügung: CVI3 Essential für handgeführte Befestigung von Klasse-B-Verbindungen; die CVI3-Funktion, die über eine Tastaturschnittstelle verfügt; das CVI3 Vision, das über eine Touchscreen-Oberfläche verfügt und für die Arbeit mit kabellosen Werkzeugen erweitert werden kann; und der Twin CVI3 Vision, der über zwei Werkzeugkanäle verfügt.

Alle Versionen können mit Standard-Feldbus- und erweiterten Kundenprotokollen vernetzt werden. Ingenieure können mehrere Befestigungsparameter überwachen und steuern, darunter Geschwindigkeit, Drehmoment und Winkel. Drehmoment- und Winkelkurven können auf dem Steuerungsbildschirm oder einem Remote-HMI angezeigt werden.

Ingenieure können Befestigungsdaten mit Ergebnissen, Kurven, Filtern und Profilen importieren, exportieren und analysieren. Der Controller sammelt und speichert 100 Prozent der Schraubdaten in einer Echtzeitdatenbank mit erweiterten Analysen über webbasierte Software.

Weitere Informationen zu Befestigungswerkzeugen finden Sie unter www.assemblymag.com, wo Sie die folgenden Artikel lesen können:

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