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行業(yè)聚焦
在電動(dòng)汽車(chē)電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)的復(fù)雜生產(chǎn)工藝中，很多工位處均需要傳感器。這些傳感器既能夠輸出工藝控制信號(hào)，又能夠?qū)崿F(xiàn)裝配工位的安全防護(hù)，并且執(zhí)行集成式質(zhì)量管理工作。SICK 為設(shè)備制造商及設(shè)備運(yùn)營(yíng)商一站式提供全品類(lèi)傳感器，顯著提升電池生產(chǎn)的工藝控制精度、安全性、質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
未來(lái)的電池制造市場(chǎng)
未來(lái)幾年，預(yù)計(jì)所有相關(guān)市場(chǎng)的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量 都將大幅增長(zhǎng)。根據(jù)預(yù)測(cè)，到 2030 年，約 80% 的新車(chē)將配備電力驅(qū)動(dòng)裝置。這意味著每年大約需要 6,000 萬(wàn)輛汽車(chē)的電池。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上建立更多的“超級(jí)工廠”。
2035 年，歐盟將徹底停止銷(xiāo)售內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。在中國(guó)這個(gè)巨大的汽車(chē)市場(chǎng)，所有汽車(chē)都將采用“新能源”。這意味著在 2030 年之后，所需的電池?cái)?shù)量將繼續(xù)增加。此外，固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)將構(gòu)成能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中對(duì)擺脫化石能源依賴(lài)的基石。該市場(chǎng)亦將迎來(lái)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。
復(fù)雜的工藝
電池生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜：從電極到電芯，再到模組及完整的電池組，整個(gè)工藝需經(jīng)歷多道單獨(dú)的步驟，并且每個(gè)步驟均須確保高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。要滿足量產(chǎn)要求，必須實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。超級(jí)工廠產(chǎn)能規(guī)模也須與之匹配，尤其是在經(jīng)濟(jì)壓力較大的情況下：汽車(chē)行業(yè)的客戶(hù)期望每千瓦時(shí)的“目標(biāo)價(jià)格”穩(wěn)中有降。
零停機(jī)高品質(zhì)生產(chǎn)
出于這些原因，超級(jí)工廠運(yùn)營(yíng)商不僅主動(dòng)追求，更必須依賴(lài)零停機(jī)生產(chǎn)。同樣須將廢品率降至更低，即實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)與剔除。因此，各個(gè)工藝步驟需配備集成式質(zhì)量管理系統(tǒng)。最終環(huán)節(jié)須遵循電池工廠所在地的機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。安全技術(shù)不應(yīng)影響生產(chǎn)效率。相反，智能的安全技術(shù)通過(guò)高效適配工藝，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)力。
目標(biāo)：降低復(fù)雜性
設(shè)備制造商和一站式集成方案提供商的核心目標(biāo)是 為客戶(hù)的生產(chǎn)過(guò)程提供穩(wěn)定的設(shè)備。在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，這意味著高效的控制工藝并降低復(fù)雜性。因此，在傳感器層面，可通過(guò)使用一站式提供的高質(zhì)量傳感器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
傳感器有助于提高電池生產(chǎn)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率
傳感器技術(shù)完整解決方案的供應(yīng)商——以電芯生產(chǎn)為例
針對(duì)電池生產(chǎn)的多項(xiàng)任務(wù)（如電芯生產(chǎn)），提供不同的傳感器技術(shù)供選擇。在生產(chǎn)過(guò)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(gè)應(yīng)用案例簡(jiǎn)要說(shuō)明了 SICK 傳感器所完成的任務(wù)：
傳感器解決方案在電池電芯生產(chǎn)中的九個(gè)應(yīng)用案例
1. 應(yīng)用案例：針對(duì)快速運(yùn)行的繞制單元的入口控制，采用安全光幕 deTec4 與安全控制器 Flexi Compact 配套使用。必須對(duì)物流員工通道或自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)輛系統(tǒng)加以保護(hù)，以便輸送新的薄膜卷筒。
2. 應(yīng)用案例：可通過(guò)防護(hù)門(mén)進(jìn)入很多封閉式機(jī)器的工作區(qū)——flexLock 安全鎖定裝置與 Flexi Compact 安全控制器協(xié)同工作，共同完成防護(hù)門(mén)的監(jiān)控任務(wù)。
3. 應(yīng)用案例：在多個(gè)工位進(jìn)行的電極涂層厚度測(cè)量（例如壓延之后），要求達(dá)到最高測(cè)量頻率（最高 80 kHz）及微米級(jí)測(cè)量精度。此處使用位移傳感器 OD5000。
4. 應(yīng)用案例：在電極極耳工藝集成質(zhì)量管理中，2D 視覺(jué)傳感器 InspectorP61x 可發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：在較小的安裝空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效檢測(cè)與集成照明，確保了準(zhǔn)確的距離測(cè)量。通過(guò)在視覺(jué)相機(jī)上直接集成 Deep Learning 工具擴(kuò)展功能，可完成質(zhì)量管理所需的復(fù)雜圖像處理任務(wù)。
5. 應(yīng)用示例：位移傳感器 OD2000 測(cè)量開(kāi)卷時(shí)卷筒的高度，并發(fā)出換卷信號(hào)（剩余薄膜檢查）——測(cè)量范圍可達(dá) 1.20 m，重復(fù)精度可達(dá) 0.1 µm。
6. 應(yīng)用案例：對(duì)快速運(yùn)行的薄膜進(jìn)行集成式裂紋及孔洞檢測(cè)至關(guān)重要。該任務(wù)由測(cè)量型自動(dòng)化光柵 MLG-2 完成，既能確保進(jìn)一步加工高品質(zhì)的膜幅，又能防止工藝中斷。
7. 應(yīng)用案例：AS30 系列的陣列式傳感器適用于電極箔和隔膜的邊緣控制器，MLG-2 WebChecker 則適用于同時(shí)檢測(cè)多個(gè)薄膜的邊緣。
8. 應(yīng)用案例：為檢測(cè)薄膜末端的標(biāo)記或涂層缺陷，在拼接帶檢測(cè)中主要使用以下傳感器：顏色傳感器 CSS High Resolution，具備長(zhǎng)測(cè)量距離（達(dá) 500 mm），和采用 Twin Eye 技術(shù)的色標(biāo)傳感器 KTS Prime，即使在用于顫動(dòng)的材料時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)理想的對(duì)比度檢測(cè)。
9. 應(yīng)用案例：在需要準(zhǔn)確位置測(cè)量或速度測(cè)量的卷對(duì)卷工藝中，使用激光表面運(yùn)動(dòng)傳感器 SPEETEC 1D。其非接觸式測(cè)量原理可有效保護(hù)電極材料的敏感表面。
結(jié)論：綜合考量生產(chǎn)效率、質(zhì)量和機(jī)械安全
用于電芯生產(chǎn)的傳感器解決方案涵蓋以下任務(wù)領(lǐng)域：生產(chǎn)效率/ 設(shè)備控制（如卷材邊緣檢測(cè)、剩余薄膜檢查）、質(zhì)量（裂縫及 孔洞檢測(cè)、電極距離測(cè)量）和機(jī)器安全（門(mén)禁、危險(xiǎn)區(qū)域防護(hù)）。
傳感器的附加值不僅體現(xiàn)在傳感器層面或機(jī)器層面。將傳感器集成到總控系統(tǒng)（如通過(guò)以太網(wǎng)、IO-Link 等）以及上級(jí) MES 和 ERP 系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn) 全價(jià)值鏈的透明度和數(shù)據(jù)可用性。
此外，SICK 追蹤追溯解決方案生成的數(shù)據(jù)和信息可在聯(lián)網(wǎng)工藝鏈中實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品及材料的無(wú)縫檢測(cè)、識(shí)別與追溯。通過(guò)以這種方式建立的可追溯性，傳感器數(shù)據(jù)與機(jī)器數(shù)據(jù)可成為基于數(shù)據(jù)優(yōu)化質(zhì)量與效率的前提條件。SICK 傳感器解決方案由此為未來(lái)高效智能的電池生產(chǎn)創(chuàng)造了重要的先決條件。
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