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E-Movilidad

Soluciones de procesos innovadoras para la fabricación de vehículos eléctricos

May 22, 2023

Descubre los desafíos de producción de NEVs y reduce el riesgo en tu proceso de fabricación de vehículos eléctricos (adaptadores, ensamblaje de baterías, control de procesos...).

La rápida transición hacia la movilidad eléctrica está estimulando la demanda de soluciones innovadoras que apoyen tareas críticas en líneas de ensamblaje dedicadas y mixtas durante el proceso de fabricación de vehículos eléctricos. Los interesados están más receptivos a nuevos enfoques de producción y están dispuestos a realizar una inversión significativa para optimizar la producción durante la fase de aumento y garantizar mayor calidad y seguridad con una trazabilidad mejorada. Este artículo analiza los riesgos y oportunidades y te ofrece soluciones y sugerencias de expertos.

Reduciendo el riesgo y optimizando la producción en el proceso de fabricación de vehículos eléctricos

Vehículo Eléctrico
  1. Desafíos de producción de NEV 
  2. Soluciones de ensamblaje 
  3. El camino por delante 

La demanda de consumidores por vehículos eléctricos está creciendo rápidamente, impulsada por una mayor conciencia del cambio climático y el aumento del costo de los combustibles fósiles. En consecuencia, el desarrollo de Vehículos de Nueva Energía (NEVs) es un enfoque clave para la industria automotriz.

En la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP26), el sector automotriz se comprometió a cesar la producción de vehículos con motor de combustión interna a nivel mundial para 2035. Para alcanzar este objetivo, el desarrollo y la producción de vehículos híbridos y totalmente eléctricos debe acelerarse rápidamente.

La producción a gran escala de NEVs presenta nuevos desafíos. Por ejemplo, existen riesgos asociados con vehículos eléctricos que requieren nuevas habilidades para superarlos. Estos incluyen la exposición a corrientes de alto voltaje, así como el riesgo de cortocircuitos, sobrecalentamiento o incendio si la batería no se instala correctamente. 

Haciendo posible la transformación de la fabricación de automóviles

Por lo tanto, se requieren nuevos procesos de ensamblaje para entregar a gran escala mientras se mantiene la seguridad de los trabajadores y se garantiza la calidad del producto terminado. Estas nuevas soluciones proporcionarán: 

  1. Nuevas aplicaciones de apriete en diferentes entornos. 
  2. Niveles más altos de automatización y requisitos en trazabilidad. 
  3. Flexibilidad para maximizar la producción por línea. 
  4. Productividad para maximizar el rendimiento por línea, ya que la demanda es alta y las inversiones adicionales son costosas. 
  5. Por último, y lo más importante, mayores estándares de seguridad para los operadores durante el ensamblaje de componentes con contacto de alto voltaje. 

1. Desafíos de la producción de vehículos eléctricos (NEV)

 Los NEV funcionan total o parcialmente con un motor eléctrico que depende de una batería de gran tamaño, que opera a varios cientos de voltios debido a la capacidad de energía requerida. Los paquetes de baterías constan de varios cientos de celdas. Cada celda se entrega con un estado mínimo de carga que representa una tensión de al menos 3,7 V. Como resultado, los trabajadores pueden entrar en contacto con partes activas y voltajes peligrosos. Un accidente eléctrico puede poner en peligro la vida, dependiendo del voltaje, la intensidad de la corriente y la duración de la exposición. Incluso una descarga eléctrica menor puede causar daños, como espasmos musculares incontrolados, que pueden resultar en un accidente grave. Battery assembly article

El arco eléctrico es otro riesgo potencial. Si la distancia entre dos potenciales eléctricos es demasiado grande, el voltaje puede saltar de forma no intencionada, generando a veces temperaturas de varios miles de grados Celsius, lo que puede provocar quemaduras graves. Los contactos sueltos en componentes mal montados son una fuente común de arcos eléctricos. Un montaje correcto es, por tanto, esencial para minimizar el riesgo.

 Y no solo los trabajadores pueden sufrir las consecuencias de errores cometidos durante el montaje de vehículos eléctricos. Los errores de montaje también pueden causar fallos posteriores que podrían poner en peligro a los ocupantes, a otros usuarios de la vía o a peatones. Soldadura, remachado por flujo y encolado son tan importantes como el apriete en este aspecto. Por lo tanto, no solo deben mantenerse con seguridad los parámetros requeridos como el par y el ángulo de rotación, sino que el montaje seguro también debe estar completamente documentado y ser rastreable.

2. Soluciones de ensamblaje

Los expertos en ensamblaje, como los de Desoutter, han desarrollado una amplia gama de soluciones de ensamblaje con cable y con conexión wifi diseñadas para garantizar que el ensamblaje de vehículos eléctricos (NEV) sea seguro, eficiente, flexible y trazable. Varios rangos de herramientas de apriete con transductor, por ejemplo, están equipados con sensores de par y ángulo para asegurar que la unión se aprieta utilizando los parámetros correctos.

Insulated tools Estas herramientas cuentan con adaptadores aislantes y pueden estar equipadas con protecciones para minimizar el riesgo de contacto con voltajes peligrosos, siendo ideales para la conexión de barras colectoras de potencia. Estos productos de protección para los trabajadores han sido probados y aprobados por Dekra según las normas IEC 60900:2018, IEC 60664-1 y EN 60745-1.

El apriete secuencial para un control total de calidad puede lograrse mediante plataformas de asistencia para el trabajador:

Software de control de procesos, que guía al operador a través de cada etapa del proceso de apriete. Una aplicación típica en NEV es el aseguramiento de la tapa del paquete de baterías, que requiere un apriete sincrónico para garantizar que el sellado entre la tapa y la carcasa inferior sea hermético.

Sistemas de guiado para el operario que combinan guiado láser y tecnología de captura de movimiento están siendo introducidos para respaldar los principios de Poka Yoke y lograr procesos de apriete sin errores. Estos sistemas eliminan por completo los errores del operador, asegurando que ningún tornillo se omita y que siempre se aplique el par correcto. 

Soluciones multihusillo, permiten un ensamblaje sincrónico con el par definido: por ejemplo, garantizando que los módulos de los paquetes de baterías se monten con una fuerza de apriete adecuada para eliminar el asentamiento, evitando que los componentes ensamblados se deformen. Las soluciones multihusillo mejoran significativamente los tiempos de ciclo, especialmente cuando se combinan con un alimentador automático de tornillos. 

El intercambio de datos de apriete con el sistema de control superior puede garantizarse mediante un smart hub combinado con herramientas inalámbricas. Por ejemplo, cuando un sistema de control transmite los parámetros correctos para la tarea de apriete a realizar, recibe a cambio los resultados del apriete para trazabilidad y documentación. 

El rendimiento, la calidad y otros parámetros del ensamblaje NEV pueden ser monitorizados constantemente mediante tableros de análisis de datos. También existe la opción de enviar alertas en tiempo real a teléfonos inteligentes. El análisis de datos detallado con KPIs en tiempo real para rendimiento, calidad y disponibilidad permite la rápida identificación de tendencias de producción para mejorar continuamente la eficiencia. 

El análisis de grandes datos también puede respaldar la trazabilidad total. En el pasado, los datos de trazabilidad se almacenaban por separado y no eran fáciles de consultar. Las nuevas soluciones de big data pueden recopilar y analizar datos en todos los niveles de producción y desde cualquier dispositivo o sistema, independientemente del fabricante. Los informes automatizados permiten a fabricantes y proveedores acceder a conjuntos de datos complejos en cualquier momento para obtener información sobre prácticamente cualquier aspecto de la calidad y la producción, incluyendo: 

  • % de piezas NOK / estación 
  • tiempo medio por pieza / estación 
  • % de errores de ensamblaje / estación 
  • alertas de control de proceso 
  • alertas de batería vacía de herramientas 
  • alertas de piezas faltantes

Estos datos valiosos no solo identifican áreas para mejorar continuamente la eficiencia de producción y reducir costes, sino que también reducen considerablemente la probabilidad de retiradas de productos costosas y perjudiciales.

3.  El camino por delante

En Desoutter, estamos comprometidos a ser parte de la solución para un mañana mejor. La sostenibilidad continuará siendo un motor clave para la industria automotriz, y estamos comprometidos a desarrollar soluciones de automatización flexibles para el ensamblaje de vehículos eléctricos que apoyen el trabajo sin defectos y el control avanzado de procesos, junto con altos niveles de seguridad para los trabajadores y total trazabilidad.