Anwendung

Lagerung und Handhabung von Batteriezellen

Elektromobilität und die Folgen für die Intralogistik

Automobilhersteller und Automotiv-Zulieferer setzen aufgrund veränderter Marktbedingungen sowie neuen Klimazielen zunehmend auf Elektromobilität. Die ambitionierten E-Auto-Strategien führen bei Herstellern zum Umdenken bei Produktions- und Lagerkonzepten. Ansätze von Mischproduktionen bei Benzin-, Diesel-, Hybrid- und Elektrofahrzeugen an einem Fertigungsband stellen neue Herausforderungen dar. Wertschöpfungsketten und Logistikkonzepte müssen auf die veränderten Anforderungen im Automobilbereich angepasst werden. Diese Änderungen haben Einfluss auf die gesamte Automobil-Lieferkette – auch auf Systemlieferanten von Intralogistiklösungen. Während ein traditioneller Verbrennungsmotor aus über 1000 Teilen besteht, sind es bei einem Elektromotor nur noch um die 20 Bauteile. Dies führt zwar einerseits zur Reduktion der Teilevielfalt in der Bereitstellungskette, steigert andererseits jedoch die Komplexität bei der Handhabung von Batteriekomponenten, welche weitgehend automatisch produziert werden und strengen Sicherheitsanforderungen unterliegen. Eine zuverlässige und gleichzeitig kosteneffiziente Umsetzung neuer intralogistischer Prozesse entscheidet mit über den Erfolg der Elektromobilität.

 

 

Automatisierte Hochregallager spielen im Bereich der Zellenfertigung sowie der Batterielagerung eine immer wichtigere Rolle. Batteriesysteme wie Lithium-Ionen-Batterien sind aktuell aufgrund ihrer hohen Energiedichte einer der bevorzugten Energiespeicher bei Elektrofahrzeugen. Für das zuverlässige Handling und zur effizienten Zwischenlagerung dieser modernen Batteriesysteme müssen einige Faktoren berücksichtigt werden. DAMBACH Lagertechnik erfüllt dabei die hohen Anforderungen an Umschlagleistung, Lagerdichte und Brandschutzkonzepten. Je nach Lagertyp kommen verschiedene Regalbediengeräte (RBG) oder Querverfahrwagen (QVW) mit Hub zum Einsatz.

 

Abhängig vom Herstellungsprozess der Batteriesysteme und der verwendeten Zellenart werden verschiedene Kleinladungsträger verwendet. Durch unterschiedliche Geometrien der Zylindrischen-, Prismatischen- oder Pouch-Zellen variieren zudem die Abmessungen der Zellen-Ladungsträger.

 

 

 

Die Ladehilfsmittel der Batteriezellen müssen bei Bedarf gestapelt, mittels Zug-Schub-Greifer in Hochregallager eingelagert oder zur Umlagerung mit Teleskopzinken auf die Fördertechnik übergeben werden. Die sichere Handhabung der Zellen steht dabei an oberster Stelle. DAMBACH gewährleistet durch abgestimmte Lastaufnahmemittel eine Kombination aus Form- und Reibschluss bei der Ein- und Auslagerung in spezielle Formationsregale. Eine exakte Positionierung der Batteriezellen unter den Ladekontaktstiften im Lager ist für eine erfolgreiche Be- und Entladung während der Formation von großer Bedeutung. Verschiedene Aging-Stufen während des Zellenassemblings führen zu weiteren Anforderungen an das Lagersystem. Temperaturbereiche bis zu 50 °C stellen erhöhte Ansprüche an die Steuerung und Elektronik. Für die Aging-Regale mit Auflageböden setzt DAMBACH auf hochdynamische Teleskoptische. Abhängig von den Messergebnissen der Zellperformance müssen die Zellen häufig umgelagert werden. Bei großen Batteriezellenlagern kann dies zu Umlagerzeiten von 2-5 Sekunden pro Einheit in einem Lager führen. Das Gewicht der Zellen-Ladungsträger variiert dabei zwischen 25 und 100 kg Gesamtgewicht pro Stellplatz. Da die Packungsdichte nicht nur bei Batteriepacks eine wichtige Rolle spielt, sondern auch bei Lagern, baut DAMBACH Regalbediengeräte für automatische Kleinteilelager bis zu 27 m Höhe. Gleichzeitig werden niedrige Anfahrmaße sichergestellt.

 

 

Auch für die Verarbeitung von Lithium-Ionen-Zellen zu Batteriemodulen sind automatische Lagerkonzepte ein Schlüsselfaktor für einen erfolgreichen Produktionsprozess. Nach der erfolgten Montage zu kompletten Batteriepacks können die bis zu 300 kg schweren Einheiten den eigentlichen Produktionsstraßen von Elektrofahrzeugen zugeführt werden. Abhängig vom Materialflusskonzept eigen sich hierfür Paletten-Regalbediengeräte oder Verteilwagen. DAMBACH bietet verschiedene Konzepte zum sicheren Transport der eigentlichen Hochvolt-Batterien. Die Anzahl der Lastaufnahmemittel auf Regalbediengeräten und Fördertechnik sind skalierbar und dadurch verschiedenste Maße von Batterie-Modulen problemlos händelbar. Die variable Ausführung der Regalbediengeräte, entweder als 1- oder 2-Mast-Gerät, sorgt für weitere Leistungsreserven. Batterien von bis zu 3.000 mm Länge sind somit kein Problem. Aufgrund verschiedener modularer Elektroplattformen müssen Batterie-Lagersysteme zudem immer flexibler werden.

 

 

DAMBACH Lagersysteme kann auf 45 Jahre Erfahrung mit Lagertechnik im Automotive-Bereich zurückgreifen. Anforderungen nach einer Lagerverfügbarkeit von 99 %, einfache Wartungskonzepte sowie eine modulare Baukastenstruktur sind feste Bestandteile der DAMBACH Produktphilosophie. Durch die enge Kooperation mit Branchenexperten werden zudem auch anspruchsvolle Brandschutzkonzepte frühzeitig in der Planung berücksichtigt. Ganz gleich ob Feststoffbatterie oder zukünftige Akkutechnologien, als Partner von Generalunternehmern unterstützt DAMBACH bei der Gestaltung nachhaltiger Lagerkonzepte.

 

Autor: Dr.-Ing. Benjamin Thumm