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    Elementares Bauteil von Elektrofahrzeugen

Batterien für elektrische Fahrzeuge

Ohne sie geht es nicht: Die Batterie ist die zentrale Komponente eines Elektrofahrzeugs, denn sie ist die Energiequelle für den Antrieb. Dabei bestimmt die Batterie nicht nur, welche Reichweite ein Fahrzeug zurücklegen kann, sondern auch die Ladedauer. Das Herzstück jeder Batterie sind die Batteriezellen, auf die der größte Teil der Wertschöpfung entfällt.

 

Diese Zellen basieren auf der Lithium-Ionen-Technologie, welche sich durch eine hohe Energiedichte und somit eine lange Lebensdauer auszeichnet. Dadurch werden eine Vielzahl von Ladezyklen ermöglicht. Doch für die Fertigung braucht es Materialien, die schwierig zu verarbeiten und teilweise hochgefährlich sind.Egal ob Entwicklung, Produktion oder Transport von Lithium-Ionen-Batterien, dabei müssen viele Gesetze und Verordnungen berücksichtigt werden.

Chancenbringer und Herausforderer zugleich

Somit stellt die Batterie für Auto- und Batteriehersteller einerseits eine enorme Chance, andererseits eine große Herausforderung dar. Heutzutage werden Elektrofahrzeuge zwar tendenziell reichweitenstärker, jedoch steht die Branche unter enormem Druck die Kosten weiter zu senken bei parallel ansteigender Leistungsfähigkeit. Eine Kluft, die es für Auto- und Batteriehersteller zu überwinden gilt, denn auch heute noch ist die Batteriefertigung für viele OEMs ein neues Terrain.

Gemeinsam die Elektromobilität von morgen gestalten

Leadec hat im Bereich der Elektromobilität bereits seit Jahren Erfahrungen gesammelt und seine Kompetenz unter Beweis gestellt. Die Automobilfabriken der Welt sind unsere Heimat, viele Werke der großen OEMs haben wir mitgeplant oder automatisiert und halten sie seit Jahren instand. Ob Verbrennungsmotor oder Elektromotor, klassischer Antriebsstrang oder Batteriemontage – mit unseren technischen Dienstleistungen sowie exzellentem Planungsknowhow sind wir der ideale Partner für die Zellfabrik.  

 

Volles Leistungsangebot bei jedem Schritt

Bei der Batterie-Fertigung steht Ihnen Leadec als Full-Service-Anbieter mit Kompetenz zur Seite. Von der Batteriezellenfertigung bis hin zur Erstellung von Havariekonzepten für die Sicherheit Ihrer Produktion – wir garantieren Ihnen einen ausgereiften Lösungsansatz für jeden Ihrer Prozessschritte.

 


Unsere Prozessschritte der Batteriefertigung auf einen Blick:

1. Die Batteriezellenfertigung

Wir gestalten Ihre Produktion der Batteriezellen mit Gefahr-Rohstoffen so sicher wie möglich. Wir achten auf eine hohe Energiedichte und Leistungsfähigkeit der Zellen. Des Weiteren ist eine lange Lebensdauer und eine hohe Zahl von Ladezyklen unser oberstes Ziel – und das alles bei höchstem Automatisierungsgrad.

Unsere Leistungen im Bereich Batteriezellenfertigung

Engineering

  • Grob-, Fein- und Realisierungs-planung mit Blick auf Fertigungssequenzen
  • Konzepte zur Logistikplanung inkl. der Gefahrstoffe
  • Prozessoptimierung vor allem an der Linie für mehr Output und bessere Effizienz

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie
  • Havarie- & Brandschutzkonzepte, Früherkennung
  • SPS-Programmierung
  • Automatisierte Kommissionierung der fertigen Zellen

Production-IT

  • MES-System zur verbesserten Fertigungssteuerung
  • IT-basierte Qualitätsprüfung
  • Inline-Messprüfsysteme

Prototypen

  • Erstellung von Prototypenzellen zur Produkt- und Prozessvalidierung mit Blick auf Zellen-Chemie

Wir bieten Ihnen:

  • innovative Lösungen aus einer Hand,
  • ein erstklassiges Team,
  • ein globales Netzwerk mit Branchenfokus,
  • Kundennähe,
  • und technische Expertise

2. Die Batteriemodulmontage

Die Montage der Zellen muss unter Einhaltung von hohen Sicherheitsanforderungen erfolgen. Wir realisieren Ihre Batteriemodulmontage mit einem möglichst hohen Automatisierungsgrad und optimiertem Output. Dabei können Sie sich darauf verlassen, dass wir den strengen Sicherheitsstandards in jeder Hinsicht gerecht werden.

 

Unsere Leistungen im Bereich Batteriemodulmontage

Engineering      

  • Realisierungsplanung
  • Fertigungs- und Bauteilplanung inkl. Konzepterstellung
  • Grob-, Fein- und Realisierungsplanung
  • Absicherung der Planung mittels
    Digital Twin
  • Prüfkonzepte und Prozess-Dokumentation inkl. Validierung

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie
  • Havarie- & Brandschutz-Konzepte, Früherkennung
  • SPS-Programmierung
  • Automatisierte Kommissionierung
  • Inbetriebnahme

Production-IT

  • MES-System zur Fertigungssteuerung
  • IT-basierte Qualitätsprüfung

Unsere Referenzen:

Für den größten Automobilhersteller der Welt haben wir die Planung und Errichtung der vollautomatisierten MEB HV-Batteriemontage übernommen und zusätzlich ein umfassendes Prüfkonzept entworfen. Darüber hinaus koordinierte Leadec die entwicklungsnahen Planungsleistungen für die Joint-Venture-Partner und unterstützte vor Ort bei der Planung, Errichtung und Inbetriebnahme der MEB HV-Batteriemontage.


3. Die Batteriekomponentenmontage

Komplexe Montageprozesse sind der Kernbereich in der modernen Fabrikation von Batteriekomponenten oder gar ganzen Systemen. Wir von Leadec Automation & Engineering garantieren eine prozesssichere Montage der einzelnen Module für eine ideale Leistungsfähigkeit der Komponenten bei höchstem Automatisierungsgrad.

Unsere Leistungen im Bereich Batteriekomponentenmontage

Engineering      

  • Realisierungsplanung​
  • Fertigungs- und Bauteilplanung inkl. Konzepterstellung

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie​
  • Havarie- & Brandschutzkonzepte, Früherkennung​
  • SPS-Programmierung​
  • Automatisierte Kommissionierung​
  • Inbetriebnahme 

Production-IT

  • Lückenlose Dokumentation der Fertigungsschritte​
  • MES mit Werkerführung​
  • Qualitätsprüfung mit Anbindung an übergeordnete Systeme inkl. Auswertung der Daten​
  • Ableitung von Abweichungen & Erkennung von Trends in der Produktion

Unsere Referenzen:

Der größte Nutzfahrzeug-Hersteller weltweit beauftragte Leadec mit der Ausplanung seines gesamten Batteriemontageprozesses. Von der Layout- und Schichtmodellerstellung, über Lager- und Leergutmanagement bis zur Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit für eine permanente, prozesssichere Verfügbarkeit der kompletten Anlage.

Ein zweites erfolgreiches Projekt realisierte Leadec mit einem Hersteller von Lithium-Ionen-Batteriesystemen. Ziel war es, die einzelnen Komponenten so zusammenzusetzen, dass am Ende ein kompaktes Batteriegehäuse mit hochleistungsfähigen Komponenten und ausfallsicheren Prozessen entsteht. Dieses Projekt konnten wir erfolgreich und zur vollsten Zufriedenheit des Kunden abschließen.


4. Die Batteriegehäusefertigung

Die Anforderungen an ein Batteriegehäuse sind vielschichtig: Die Batterie muss im Falle eines Unfalls crashsicher sein, aber auch eine optimale Dichtigkeit gegen äußere Einflüsse wie Wasser und Staub aufweisen. Dies erfordert ein komplexes Gesamtsystem aus mechanischen Schutzvorrichtungen, integrierter Kühlung und Elektrik. Wir schaffen für Sie eine hochautomatisierte Produktion unter strenger Berücksichtigung aller Anforderungen.

Unsere Leistungen im Bereich der Batteriegehäusefertigung

Engineering      

  • Auswahl und Konzepterstellung der Füge- und Fertigungstechnik​
  • Montageprozess-Planung​
  • Prozessoptimierung

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie​
  • SPS-Programmierung​
  • Prozess-Inbetriebnahme

Production-IT

  • MES-System zur verbesserten Fertigungssteuerung​
  • IT-basierte Qualitätsprüfung vor allem bei der Dichtigkeit​
  • Digitale Qualitätsüberwachung von Schweißnähten 

Prototypen

  • Erstellung von Prototypenzellen zur Produkt- und Prozessvalidierung

Unsere Referenzen:

Wir waren mit unserem vollen Leistungsumfang an der Konstruktion, Planung und Realisierung der Montagelinie für die Batteriegehäusefertigung bei einem der größten Premium-PKW-Hersteller beteiligt. Unsere Leistungen flossen als Teil des Montageprozesses in die Entstehung des ersten vollelektrischen Fahrzeugs ein. Die Vormontage von elf unterschiedlichen Komponenten verlangte uns in kürzester Zeit höchste Leistung ab.


5. Batteriepackmontage                                                                                                                           

Flexibilität, Datenkommunikation, eine hohe Sicherheit und Variantenvielfalt sind Anforderungen an die Fördertechnik der Batteriepackmontage. Wir gestalten Ihre Produktionsprozesse effektiv, sicher und störungsfrei.

Unsere Leistungen im Bereich Batteriepackmontage

Engineering      

  • Realisierungsplanung​
  • Fertigungs- und Bauteilplanung inkl. Konzepterstellung​
  • Grob-, Fein- und Realisierungsplanung vor allem für Schrauben bei der Montage​
  • Prozess-Planung und -Absicherung, z. B. ​für Flow-Drill-Schrauben​
  • Konzept- und Realisierungsplanung zum Handling von biegeschlaffen Bauteilen​
  • Planung von FTS-Systemen

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie​
  • Havarie- & Brandschutzkonzepte, Früherkennung​
  • SPS-Programmierung​
  • Automatisierte Kommissionierung​
  • Inbetriebnahme 

Production-IT

  • Lückenlose Dokumentation der Fertigungsschritte​
  • MES mit Werkerführung​
  • Qualitätsprüfung mit Anbindung an übergeordnete Systeme inkl. Auswertung der Daten​
  • Ableitung von Abweichungen und Erkennung von Trends in der Produktion

Unsere Referenzen:

Für einen deutschen Premium-Automobilhersteller haben wir zwei große Projekte realisiert. Zum einen die Planung und Einrichtung der Automatisierungs- und Schraubtechnik in der Hochspannungs-Batteriemontage. Unser Leistungsumfang umfasste die Realisierung der Fördertechnik mit Roboteranlagen und der Implementierung von speicherprogrammierbarer Steuerung sowie die Installation von Greifern und Positioniervorrichtungen. Als Full-Service-Anbieter kümmerten wir uns zudem um die Erstellung von Gefährdungsanalysen und Konzeption von Lager-, Logistik- und Havariekonzepten.

Ein weiterer Auftrag fokussierte die Layoutplanung und Inbetriebnahme von Betriebsmitteln für die automatisierte Prototypen-Fertigung in der HV-Batteriemontage und die Eigenfertigung von Zellmodulen.

Bei einem weiteren Projekt unterstützten wir einen führenden Hersteller von Hochleistungs-Batteriesystemen bei der Planung und Erstellung von Ausschreibungsunterlagen der Logistik und der zugehörigen Logistik-Ressourcen für eine neue Montagelinie. Alle wichtigen Montageschritte und Prozess-Datenblätter wurden von uns konzeptionell erarbeitet. Der Fokus lag dabei auf der optimalen Lager- und Transportgestaltung für mehr Produktivität und umfasste folgende Teilleistungen:

  • Lagerplanung für Kaufteile und Batterie-Montagemodule​​
  • Planung Materialfluss und Lagerebenen​​
  • Ermittlung Flächenbedarf für Logistikflächen​​
  • Layout Regale und Logistikbereiche​​
  • Festlegung Ladehilfsmittel für Materialtransport​​
  • Definition der erforderlichen Ressourcen für den Transport​​
  • Ermittlung des erforderlichen Personal​s

6. Die Qualitätskontrolle   

Um die Qualität der Batteriemontage sicherzustellen, stellen wir die Verfügbarkeit Ihrer kompletten Anlagen sicher. Unser Service umfasst die Produktionsinstandhaltung für Montagelinien, auf denen Batterien montiert werden, und der dazugehörigen fahrerlosen Transportfahrzeuge.

 

Unsere Leistungen im Bereich Production-IT

Smart factory/assembly

  • Webbasierte ANDON-Tafeln​
  • Linieninformationen & Stückzahlen​
  • Aktueller Produktionstrend​
  • Störanzeigen
  • Arbeitsplatzbezogene Werkerführung​
  • Stücklisten​
  • Arbeitsanweisungen & Qualitätshinweise​
  • Lokalisierbare Sprachen

Smart factory/shop floor monitoring

  • Flexible Identifizierung und Darstellung von KPIs​
  • Durchgängige Schnittstellen vom Shopfloor bis zu den Datenbankservern​
  • Webbasierte Schnittstellen zur einfachen Darstellung von Dashboards

Smart factory/logistics​

  • Punktgenaue Materialbereitstellung an der Linie​
  • Transparenz der Bauteile für den Fertigungsprozess​
  • Flexibilisierung von Kanban-Prozessen für kurzfristige Anpassungen ​
  • Anbindung der zentralen ERP- und Logistiksysteme​
  • Verknüpfung von fahrerlosen Transportfahrzeugen mit zentraler Leitstandsteuerung​
  • Unterstützung der Werker durch ein durchgängiges, skalierbares und mobiles Assistenzsystem​

Unsere Referenzen:

Wir haben einen Integrationstester entsprechend DIN EN 50128 entwickelt. Diese europäische Norm beschreibt die Anforderungen an die funktionale Sicherheit in der Bahnindustrie.

Unser Leistungsumfang umfasste dabei die echtzeitfähige modellbasierte Simulation von Systemen und Komponenten für die Softwareentwicklung und die Aufsetzung und Durchführung eines Integrationstests von Sicherheitssteuerungen​. Des Weiteren beteiligten wir uns an der Erstellung und automatisierten Ausführung der Restbus-Simulation des gesamten Zuges​ und von mehreren Testsequenzen. Auch die Anbindung von Testfällen und das zugehörige Reporting erstellten wir auf Basis des Microsoft Team Foundation Servers.

 

Jederzeit alles unter Kontrolle

Mit unserem eigenentwickelten Produkt welD.One, das zur digitalen Überwachung von Schweißnähten dient, ist es uns möglich die Fertigungsqualität deutlich zu verbessern. Unsere Softwarelösung gewährleistet eine optimale Anzeige der aktuellen Schweißdaten und eine permanente Qualitätskontrolle in der Produktion.

Gerne implementieren wir dieses intelligente System zur Erfassung, Aufzeichnung und Bewertung von Inline-Qualitätsdaten von Schweißnähten auch bei Ihren Anlagen.

 

Mehr zu welD.One

 


7. Die Fahrzeugmontage

Die Batterie ist nicht nur der wichtigste Bestandteil eines Elektrofahrzeugs, sondern auch teuer in der Herstellung. Wir sorgen für einen reibungslosen, prozesssicheren und automatisierten Einbau der fertigen Batterie in das Fahrzeug. 

Unsere Leistungen im Bereich Fahrzeugmontage

Engineering      

  • Konstruktion der Anlage und Fügestationen​
  • Prozess- und Fertigungsplanung

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme​
  • SPS Programmierung

Production-IT

  • Lückenlose Dokumentation der Fertigungsschritte​
  • MES mit Werkerführung​
  • Qualitätsprüfung mit Anbindung an übergeordnete Systeme inkl. Auswertung der Daten​
  • Ableitung von Abweichungen und Erkennung von Trends in der Produktion

Unsere Referenzen:

Der größte Automobilproduzent der Welt beauftragte Leadec mit der Montage der Batterien in zwei seiner ersten vollautomatisierten Elektrofahrzeug-Modelle. Unsere Aufgabe war es, die Montage so zu optimieren, dass eine reibungslose Batterie- und Kabelmontage erfolgen konnte. Dabei umfassten unsere Leistungen die Planung im Bereich Hochzeit und deren Vormontagen sowie eine exakte Fein- und Realisierungsplanung, sowie -begleitung.


8. Die Batterienacharbeit

Nach dem Abschluss unserer Projekte analysieren wir die Ergebnisse und leiten daraus weitere Verbesserungsmaßnahmen ab. Wir machen Nacharbeiten schnell, zuverlässig, und mit nicht zerstörenden Maßnahmen möglich.  

Unsere Leistungen im Bereich Batterienacharbeit

Engineering

  • Gestaltung der Nacharbeitsplätze​
  • Konzepte für den Prozess der Fehlerbehebung​
  • Validierung der Konzepte 

Automation

  • Installation und Inbetriebnahme der Linie​
  • Havarie- & Brandschutzkonzepte, Früherkennung​
  • SPS-Programmierung​
  • Inbetriebnahme 

Production-IT

  • Prüfung der Teile und Komponenten auf Verwendbarkeit​
  • IT-basierte Rückschlüsse auf Fehlerquelle mit ERP-Anbindung​
  • Prüfung der Qualität der Nacharbeit

Unsere Referenzen:

Einer der global führenden und größten Hersteller von Fahrwerkkomponenten nahm unseren Service im Bereich der Batterienacharbeit in Anspruch. Die zentrale Aufgabenstellung umfasste die konzeptionelle Planung der Stationen in Hinblick auf:

  • Arbeitsplatzgestaltung​
  • Layout-Planung​
  • Werkzeuglisten-Erstellung und entsprechenden Empfehlungen
  • Prüfkonzepte- und Strategie-Erstellung
  • Vorschläge und Planung von Hebewerkzeugen für den Arbeitsplatz

9. Havariekonzepte                                                                                                                 

Das Lithium in den Batterien schafft eine hohe Energiedichte. Es ist jedoch aufgrund der hohen Reaktivität ein potenziell gefährliches Zellsystem. Wir sorgen für maximale Sicherheit – frühzeitig, konsequent und zuverlässig.

Unsere Leistungen im Bereich Havariekonzepte

Engineering

  • Konzepterstellung​
  • Gefährdungsanalyse​
  • Brandschutzkonzepte​
  • Früherkennung und Maßnahmenkataloge

Automation

  • Erfassung von Produktionsdaten zur Frühzeitwarnung sowie zukünftiger Fehlervermeidung

Unsere Referenzen:

Ein Automobilhersteller im Premiumsektor beauftragte uns mit der Erstellung eines Konzepts zur Gefährdungsanalyse inklusive der Ausarbeitung geeigneter Brandschutzmaßnahmen und der Implementierung eines vorschriftsmäßigen Havariekonzepts.

Zu Beginn unterstützten wir in der Bedarfsanalyse und Beratung zu geeigneten Arbeitssicherheitsmaßnahmen, wie zum Beispiel der Anschaffung von Sicherheitskleidung für eine optimale Schutzausrüstung im Arbeitsalltag.

 

Im Bereich der Konzeption übernahmen wir die komplette Ausarbeitung verschiedener Prozesse und Handlungsmaßnahmen im Fall von Brand oder Havarie. Leadec plante die Umsetzung einer CO2-Löschanlage sowie die Konzeptionierung spezieller Räume, die mit bedarfsgerechten Havariecontainern für Notfälle ausgestattet wurden.

Einen weiteren großen Teil des Projekts umfasste die Erstellung eines maßgeschneiderten Lager- und Logistikkonzepts für eine sichere Lagerung der Module, unter Berücksichtigung von Temperaturmessdaten sowie einem sinnvollen und effizienten Management im Bereich Wareneingang und -ausgang.



Leadec Automation & Engineering GmbH

 

Meitnerstraße 11
70563 Stuttgart

 

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