Qualitätssicherung für die Batteriewanne
ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Qualitätssicherung für die Batteriewanne

Komponentenzuverlässigkeit durch Inspektions- und Qualitätsdaten

Ein ganzheitlicher Inspektionsprozess fördert die Qualität von Batteriewannen

Gewährleistung optimaler Integration

Als vollständig in die Karosserie eines Elektrofahrzeugs integrierte Batterieaufnahme muss die Batteriewanne mechanisch stabil sein und sich nahtlos in die Umgebung einfügen. In der komplexen Aluminium-Schweißkonstruktion sind alle Batteriezellen, Anschlüsse, Steuereinheiten, Batteriepacks und die zahlreichen Batteriemodule untergebracht.

Die Unversehrtheit der Batteriewanne und ihre Struktur muss während der Produktion in mehreren Intervallen überprüft werden, um Qualität und Sicherheit zu gewährleisten. Dabei kommen verschiedene Methoden zum Einsatz, z. B. die Komplettinspektion mit Hilfe einer Reihe von ZEISS Technologien wie die der KMGs und CT-Systeme.

ZEISS eMobility Solutions für jeden Fertigungsschritt

Blue Line für die Qualitätssicherung von Batteriewannen

ZEISS eMobility Solutions für jeden Fertigungsschritt
  • Quality Gate 1: Kontrolle des Fügeprozesses

    Quality Gate 1: Kontrolle des Fügeprozesses

    Prozesskontrolle mit korrelationsfreier und rückverfolgbarer Inline-Messtechnik

    Herausforderungen

    • Große Batteriewannen und eine hohe Anzahl von geometrischen Elementen und Schweißverbindungen führen schnell zu langen Mess- und Prüfzyklen
    • Da die sicherheitskritische Batteriewanne oft eine komplette Überwachung erfordert, wird eine Inline-Lösung für die Produktionsumgebung benötigt

    Ihre Vorteile mit ZEISS

    • Korrelationsfreie und rückführbare Mess- und Prüfdaten mit ZEISS Inline Solutions
    • Kurze Messzeiten der einzelnen Merkmale durch den automatisierten Inline-Sensor der Spitzenklasse ZEISS AIMax cloud
    • Echtzeit-Prozessüberwachung komplexer Merkmale der gesamten Batteriewanne
  • Quality Gate 2: Kontrolle des Fräs- und Bohrprozesses

    Quality Gate 2: Kontrolle des Fräs- und Bohrprozesses

    Prozesskontrolle wesentlicher Prüfmerkmale

    Herausforderungen

    • Die thermische Ausdehnung des Batteriepacks beim Laden und Fahren kann zu Verdrehungen und Verbiegungen der Batteriewanne führen
    • Zahlreiche Abmessungsmerkmale müssen stichprobenartig oder durch eine vollständige automatische Endkontrolle gemessen werden

    Ihre Vorteile mit ZEISS

    • Multisensorische Messung einer großen Anzahl von Merkmalen mit schnellen Prüfzyklen
    • Berührungslose optische Laserscanner von ZEISS extrahieren schnell Merkmalsdaten
    • Taktile Messköpfe erfassen optisch unzugängliche Merkmale wie zum Beispiel Unterschneidungen
  • Quality Gate 3: Komplettinspektion

    Quality Gate 3: Komplettinspektion

    Digitaler Zwilling und digitale Montage

    Herausforderungen

    • Die Bewertung der gesamten Oberfläche der Batteriewanne ist von entscheidender Bedeutung, da sie sich auf die Maßhaltigkeit der gesamten Fahrzeugkarosserie auswirkt
    • Flexible Kabel und Verbinder müssen korrekt positioniert werden, um eine einwandfreie Montage der Batteriewanne und der Abdeckung zu gewährleisten
    • Für einen sicheren Betrieb müssen die Batteriemodule korrekt in die Batteriewanne eingesetzt werden

    Ihre Vorteile mit ZEISS

    • Die ZEISS ScanBox ermöglicht eine schnelle, automatisierte 3D-Komplettinspektion der Batteriewanne und erstellt in wenigen Minuten einen vollständigen digitalen Zwilling
    • Die ZEISS INSPECT Software ermöglicht eine zeitsparende digitale Montage, inklusive aller Anschlusskomponenten und deren Ausrichtung
    • Einfache Ermittlung veränderter Abstände aufgrund thermischer Verformungen der Batteriemodule nach Zyklustests
  • Quality Gate 4: Kontrolle kritischer Funktionsmerkmale

    Quality Gate 4: Kontrolle kritischer Funktionsmerkmale

    Analyse der kompletten Batteriewanne mit hoher Genauigkeit

    Herausforderungen

    • Die abschließende Sicherheitsprüfung und Zertifizierung der kompletten Batteriewanne stellt eine besondere Herausforderung dar
    • Die thermische Ausdehnung bei Temperaturerhöhungen kann zu einer Verdrehung und Verbiegung der Batteriewanne führen, was ernsthafte Sicherheitsprobleme verursacht

    Ihre Vorteile mit ZEISS

    • ZEISS Multisensor-KMGs verfügen über ein großes Messfeld, das den Einsatz taktiler und optischer Sensoren in einem einzigen Gerät ermöglicht
    • ZEISS CALYPSO und ZEISS PiWeb Softwarelösungen können mit KMGs kombiniert werden, um Inline- und Atline-Vergleiche und Korrelationen von Ergebnissen zu ermöglichen
  • Quality Gate 5: Strukturanalyse

    Quality Gate 5: Strukturanalyse

    Analyse der Dichtungs- und Klebeflächen

    Herausforderungen

    • Batteriewannen werden in der Regel durch Schweißen und Gießen hergestellt: Risiko von kritischen versteckten Fehlern in der inneren Struktur
    • Um Ausschuss zu erkennen, müssen die Benutzer in das Material hineinschauen und die Größe und Position dieser Fehler bestimmen können

    Ihre Vorteile mit ZEISS

    • Die 2D- und 3D-Röntgentechnologie von ZEISS erkennt, lokalisiert, klassifiziert und bewertet interne Defekte wie Hohlräume, Poren und Risse
    • Systeme wie ZEISS METROTOM unterstützen die schnelle, effiziente und hochdetaillierte Digitalisierung komplexer Teile
    • Das Unsichtbare sichtbar zu machen, ist der Schlüssel zur Erkennung defekter Batteriewannen und zur Gewährleistung eines zuverlässigen Produktionsprozesses

Komplettinspektion mit ZEISS

Die optischen Messsysteme von ZEISS ermöglichen eine Komplettinspektion der Batteriewanne mit hochpräziser Streifenprojektion. Das Bauteil wird aus verschiedenen Blickrichtungen mit hoher Geschwindigkeit, Genauigkeit und Auflösung, digitalisiert. Die Sensoren erzeugen völlig korrelationsfreie und rückführbare Messdaten.
Optische Messung mit 3D-Messtechnik

Optische Messung mit 3D-Messtechnik

Der Anwender erhält Millionen von flächendeckend verteilten 3D-Koordinaten, die mit dem CAD-Modell verglichen werden können, um Abweichungen zu erkennen und Defekte wie Verformungen zu identifizieren. Die Software nutzt CAD-Daten und Prüfpläne zur vollautomatischen Erstellung der für die Erfassung erforderlichen Sensorpositionen und Roboterbahnen.

Digitaler Zwilling für Prozess- und Qualitätskontrolle

Digitaler Zwilling für Prozess- und Qualitätskontrolle

Das Ergebnis der Messung ist ein geometrischer digitaler Zwilling, der die reale Geometrie der Batteriewanne wiedergibt. Aus der 3D-Punktwolke lassen sich prozessbezogene Prüfmerkmale extrahieren und in einer Trendanalyse auswerten: Auf Basis von Vollfeldmessungen lassen sich so Veränderungen im Produktionsprozess frühzeitig erkennen.

Abweichungen zwischen digitalem Zwilling und CAD-Daten
Abweichungen zwischen digitalem Zwilling und CAD-Daten

Abweichungen zwischen digitalem Zwilling und CAD-Daten

Bei der Problemanalyse in ZEISS INSPECT werden die Oberflächenabweichungen in der 3D-Punktwolke farbkodiert, um die gewünschte CAD-Sollgeometrie zu erreichen. Die GD&T-Funktionen ermöglichen die Berechnung der Ebenheit oder des Oberflächenprofils von Flächen oder einzelnen Batteriewannen - und auch die Höhe und Position der Abdichtungskante lässt sich einfach erfassen.

Digitale Montage
Digitale Montage

Digitale Montage

Die digitale Montage hilft bei der Bewertung der Interaktion zwischen den Batteriemodulen und der Batteriewanne, ermöglicht die Simulation und Optimierung von Montagesituationen und liefert Details zu Änderungen der Spaltgröße, die durch die thermische Verformung der Module verursacht werden. Die Oberflächenabweichungen von Modul zu Wanne werden zur Berechnung des Wärmeleitpastenvolumens für die einzelnen Batteriefächer verwendet.

Zusätzliche Einblicke in die Qualitätssicherung von Batteriewannen

  • ZEISS AICell trace, ZEISS CALENO T & ATOS ScanBox
    Batteriewanne - Ganzheitliche Qualitätsprüfung
  • ATOS ScanBox
    Batteriewanne - Komplettinspektion
  • ZEISS AICell trace
    Batteriewanne - Kontrolle des Fügeprozesses
  • ZEISS CALENO T & ZEISS EagleEye
    Batteriewanne - Fräsen & Bohrprozesskontrolle

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