L’heure est à l’électrification partielle ou totale des véhicules et nombreux sont les industriels des secteurs microélectronique (voir Smart Welding par Hesse Mechatronics) et électronique qui commencent à adapter leurs productions en ce sens.
Toutefois, le chemin est long entre la prise de décision, la mise en place de processus innovants et le choix de fournisseurs d’équipements de production fiables, sans compter l’évolution permanente des technologies.
En effet, les différents types de cellules de batterie, comme les cellules cylindriques, les cellules prismatiques ou les cellules Pouch, influencent le processus de production.
L’assemblage de batteries pour l’e-mobilité nécessite aussi de nombreuses opérations allant de la production des cellules, en passant par l’assemblage des modules jusqu’au scellement du bac.
Une des opérations récurrente dans l’assemblage est la dispense. (sous toutes ses formes)
Spécialiste depuis 30 ans dans les solutions de dispense pour le collage, dosage et potting, la société Scheugenpflug (alliée à Atlas Copco) est bien décidée à aider les industriels à atteindre les objectifs de la nouvelle réglementation européenne pour 2035.
Collage des cellules cylindriques
L’expertise de Scheugenpflug dans l’assemblage de batteries est basée sur une dispense fine et de haute précision notamment pour le renforcement mécanique, la gestion thermique, l’étanchéité des modules de batteries et collage des cellules cylindriques. Le choix des matériaux dépendra de ces différents facteurs.
Pour le collage des cellules cylindriques par exemple, la société perfectionne depuis 20 ans un équipement de dispense volumétrique à pistons multiple pour une application en nid d’abeilles typique de ce que l’on peut trouver dans la production de batteries.
Chaque nid d’abeilles contient une cellule cylindrique qui doit être collée et de nombreux points de dispense doivent être appliqués. À contrario un système mono-buse serait contre productif.
La solution multi-buses permet d’effectuer bien plus de dispenses en moins de temps et avec le même rapport de mélange, garantissant ainsi une dispense de haute qualité. À noter que cet équipement peut être configuré en fonction des besoins en dispense du client.
Fabrication, assemblage d’un bac batteries : les 10 grandes étapes
Inspection des cellules et de leurs composants
La mise en œuvre de systèmes d’inspection pour surveiller la qualité de tous les types de cellules et des composants de batterie dès le début du processus.
Assemblage des piles de cellules
Les cellules cylindriques et prismatiques ne sont pas produites de la même manière. Par exemple pour les cellules cylindriques, l’utilisation d’un produit à faible viscosité par injection multipoint et le collage des parois latérales est le choix le plus adapté.
Assemblage des modules
Après avoir empilé les cellules, celles-ci doivent être placées dans un châssis pour constituer un module.
Assemblage du bac de la batterie
Le module de batterie assemblé doit être placé correctement sur le bac de la batterie.
Gestion thermique
Un composé thermique est nécessaire à la gestion thermique de la batterie. Après quelques vérifications on passe à l’application de la pâte thermique à l’aide d’un système de dépose.
Assemblage des modules
Après la dépose du composé thermique, le module doit être monté et serré sur le bac de la batterie.
Assemblage des composants électriques
Protection contre les incendies
Si les cellules de la batterie prennent feu, les passagers doivent disposer d’au moins cinq minutes pour quitter le véhicule. L’application d’un matériau de protection bicomposant contre les incendies retarde la combustion.
Étanchéité du couvercle
Pour s’assurer que l’humidité ne peut pas pénétrer et qu’aucun gaz ne puisse s’échapper, il est nécessaire de réaliser l’étanchéité du couvercle.
Assemblage du couvercle sur le bac
La production de la batterie se termine avec la fermeture du bac par fluovissage.
Sources : Atlas Copco