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Automotive

Mit unseren Messtechniken und Lösungen unterstützen wir verschiedene Hersteller von Autos in Fertigung und Entwicklung. Unsere Messtechnik findet dabei in den verschiedensten Anlagen und Maschinen Anwendung.

Thermische Überwachung in der Batterieproduktion

Die Überwachung thermischer Prozesse in der Batteriefertigung stellt aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften und Sicherheitsanforderungen eine besondere Herausforderung dar. Lithium-Ionen-Batterien können bereits ab Zelltemperaturen von etwa 60 °C in einen instabilen Zustand übergehen (Thermal Runaway). Ab diesem Punkt ist ein kontrolliertes Abkühlen kaum mehr möglich, insbesondere bei dichter Modulstruktur oder gekapselten Bauformen. Ziel der Prozessüberwachung ist daher die frühzeitige Detektion von Temperaturanstiegen – noch bevor kritische Schwellen erreicht werden.

Ein wesentlicher Einflussfaktor ist die hohe Nähe der Warnschwellen zur Umgebungstemperatur in Produktionshallen, die im Sommer Werte von über 40 °C erreichen kann. Gleichzeitig besitzen die Batteriemodule stark reflektierende Metalloberflächen, wodurch eingestrahlte Umgebungswärme zu Messfehlern führen kann. Die Emissivität der Oberfläche variiert zudem in Abhängigkeit vom Material, der Oberflächenstruktur und dem Farbton (Grau- bzw. Oxidationsgrad). Eine exakte Temperaturmessung erfordert daher Systeme, die sowohl auf diese optischen als auch auf prozessdynamische Variablen reagieren können.

Das von muv realisierte Überwachungssystem IRLineAPP adressiert diese Anforderungen durch den Einsatz von zwei der hochauflösenden, schnellen Wärmebildkameras Optris Xi400. Im kontinuierlichen Durchlaufverfahren werden Batteriemodule während des Produktionsprozesses thermografisch erfasst. Die Systeme scannen die Oberfläche mit hoher Detailauflösung und identifizieren Temperaturpunkte, die innerhalb definierter Grenzbereiche liegen.

Die Alarmtemperaturgrenzen werden dabei dynamisch an die jeweils gemessene Umgebungstemperatur angepasst, um eine zuverlässige Detektion auch bei wechselnden klimatischen Bedingungen sicherzustellen. Zusätzlich fließt die Verfahrgeschwindigkeit der Module in die Berechnung ein, sodass trotz variabler Förderbandgeschwindigkeiten eine konstante Messgenauigkeit erreicht wird. Durch adaptive Regelalgorithmen kann das System sowohl auf langsame Aufheizvorgänge als auch auf kurzfristige Temperaturspitzen reagieren.

Alle thermischen Scandaten werden mit der jeweiligen Bauteil- bzw. Seriennummer verknüpft und in einer zentralen Datenbank gespeichert. Dadurch ist eine vollständige Rückverfolgbarkeit der thermischen Prozessparameter gewährleistet. Diese Daten dienen der Qualitätssicherung, ermöglichen Prozessoptimierungen und bilden eine Grundlage für spätere Audits oder Fehleranalysen.

Das kombinierte System IRLineAPP aus thermografischer Echtzeitüberwachung, dynamischer Grenzwertanpassung und digitaler Rückverfolgbarkeit schafft eine zuverlässige Lösung zur Vermeidung thermischer Ereignisse in der Batteriefertigung – und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Prozess- und Betriebssicherheit.

Eingesetztes Produkt

IRMouldAPP – Überwachung von Einlegeteilen

Wärmebildkamera im Schutzgehäuse

Für die Herstellung von geformten Schäumen werden heiße metallische Formen benötigt, die in hohem Druck das Grundmaterial verpressen. Da das Grundmaterial zähflüssig ist, können auch Einlegeteile aus Kunststoff mit integriert werden, die anschließend Teil der festen Schaumkomponente sind.

Um das richtige Einlegen der Kunststoffteile in die Form sicher zu stellen, setzen wir eine hochauflösende Wärmebildkamera ein, welche die heiße metallische Form überwacht und deren Temperatur vermisst. Aufgrund der Beschichtung der metallischen Oberfläche sind die Erkennung der Form und die Messung der heißen Temperatur problemlos möglich. Die kalten Einlegeteile werden durch die Kamera sofort als kalte Stellen erkannt. Durch eine in der Bildverarbeitungssoftware integrierte Formanalyse der Bauteile können die Konturen des Bauteils erfasst und der Richtig/Falsch-Abgleich durchgeführt werden. Nur wenn alle Bauteile an der richtigen Stelle liegen, wird die Maschine durch das Kamerasystem freigegeben. Die Kommunikation läuft dabei über die Profinet-Schnittstelle mit der SPS. Hier können bei Umstellung auf andere Formen andere Konturen durch eine schnelle Softwareumschaltung ohne weiteren Aufwand abgefragt werden.

[mu:v] lieferte dabei die hochauflösende Wärmebildkamera, die Software vorinstalliert auf dem mitgelieferten PC sowie die Profinet Schnittstelle zur SPS, und führte die komplette Integration durch.

Eingesetztes Produkt