A Better Battery

Die Hersteller der Batterien sollten deshalb gleich von Anfang an ein ganzheitliches Konzept verfolgen, das eine umfassende Qualitätssicherung beinhaltet. Dieser Ansatz spiegelt den Kern­gedanken hinter den Wägesystemen von Wipotec wider – die Garantie eines zuverlässigen Kontrollmechanismus während der laufenden Produktion. Mit Abtastraten von einer Milli­sekunde pro Messung lässt sich bei der Voll­stän­dig­keits­prüfung von Batterie­zellen das Gewicht auf ein Zehn­tausendstel Gramm genau bestimmen. Präzision zahlt sich aus.

Allzeit gute Fahrt wünscht die Lithium-Ionen-Batterie

Ein E-Auto der neusten Generation besitzt viele Kom­po­nenten. Neben unzähligen altbewährten Elemen­ten vom Fahrwerk bis zur Karosserie überzeugt gegen­wärtig doch vor allem das Antriebssystem mit Elektro­motor. Mittig zwischen Vorder- und Hinterachse (und damit bei herkömmlichen Verkehrsunfällen bestmöglich geschützt) wird der zugehörige Akku angebracht, der sich über das Stromnetz auflädt. Die Reichweite des Fahrzeugs, ein für den Konsumenten mitunter entscheidendes Kaufkriterium, hängt letztendlich von dem Zusammenspiel dieser Einzelteile ab.

Der Schlüssel zum Erfolg ist die Batteriezelle tief im Innern des Systems. Aufgrund ihrer hohen Lebens­dauer sowie der sich stetig verbessernden Leistungen vertraut fast die gesamte Automobilindustrie der Lithium-Ionen-Technologie auf Elektrolytbasis. Pouch-, Prisma- und Rundzellen erweisen sich in diesem Bereich als be­­son­ders geeignet. Allein die eigenen Ansprüche be­stim­men den Standard bei der Produktion, legen im Detail Design und Materialaufwand der Zellen fest. Das zu den unterschiedlichen Formaten und Prozessen passende Wäge­system liefert Wipotec, sodass die Qua­li­täts­­kontrolle jederzeit gelingt.

Qualitätssicherung: Die Batterie auf dem Prüfstand

Generell im produzierenden Gewerbe und in der Auto­mobilbranche ganz besonders nehmen Maß­nahmen zur Prozessoptimierung einen hohen Stellenwert ein. Wer selbst mit wertvollen Rohstoffen wie Kobalt, Nickel oder Lithium arbeitet und filigrane Batteriezellen mit kostspieligen Substanzen ausstattet, der möchte die vor­handenen Materialien bestmöglich nutzen. Bei­spiels­weise spart ein Kontrollsystem, das den Anteil der Elektro­lyt­flüssig­keit ohne Kompromisse auf die korrekte Menge beschränkt, in der Masse reichlich Geld. Je präziser einzelne Wägungen ausfallen, desto genauer wird schließ­lich der gesamte Produktionsvorgang, wodurch Batterien erster Güte entstehen.

Wipotec verpflichtet sich hierbei zur Einhaltung der höchsten Standards. Im Fokus steht die Sicherstellung und Steigerung der Batteriequalität. Verbraucher haben an die Kilometerleistung ihres E-Autos schlicht andere Ansprüche als etwa an den Akku eines Haus­halts­gerätes. Die Qualitätskontrolle mittels modernster Wäge­zellen sorgt dafür, dass Nach­besserungen, weit­rei­chende Rück­rufaktionen oder sonstige medienwirksame Fauxpas von vornherein vermieden werden. So hilft Wipotec, im Blickfeld der Öffent­lichkeit das richtige Firmen­image zu bewahren.

Wipotec macht den Unterschied

Jegliche Qualitätssicherung in der E-Mobilität beginnt also bei der exakten Erfassung der einzelnen Bestand­teile einer Batterie. Im Laufe der Produktion muss des­halb jede Zelle einer gründlichen Überprüfung stand­halten, die verschiedene Inspektionen umfasst. Für stör­anfällige Produktionsumgebungen, bei denen Er­schüt­ter­ungen zur Tagesordnung gehören, hat Wipotec eigens die AVC-Technologie entwickelt. Denn adäquate Ergeb­nisse lassen sich nur mithilfe von effektiven Wägungen erzielen. Das richtige Verfahren bleibt demnach von essenzieller Bedeutung.

Statt eines Dehnungsmessstreifens (DMS) verzich­ten Wägezellen von Wipotec auf eine mechanische Zwischenstufe und setzen frei nach dem Prinzip der elek­tro­dynamischen Kraftkompensation (EDK) ein Mag­net­feld ein.

Vom Grundsatz her ähnelt das Vorgehen einer futu­ris­tischen Balkenwaage: Der Magnet fungiert in diesem Fall als Gegenstück der zu wiegenden Batterie, um das EDK-System auszubalancieren. Diese Anstrengung erzeugt einen elektronischen Impuls, der besagtem Ge­wicht entspricht und im weiteren Verlauf zur Analyse be­reit­steht. Gegenüber Wägezellen, die auf dem Prinzip des Dehnungsmessstreifens beruhen ist diese Messung nicht nur schneller, sondern auch präziser.

Messung des Elektrolyts: Trefferquote von 100 %

Das zentrale Einsatzgebiet von Wägezellen zur Verwirk­lichung der E-Mobilität liegt in der Gewichts­kontrolle der Elektrolytflüssigkeit. Die Energie­gewinnung im Elektro­auto geht nur vonstatten, wenn beim Abfüllen in die Batterie­zelle gewisse Grenzwerte nicht überschritten werden. Exaktes Wiegen ist Teil jeder sorgfältigen Voll­stän­dig­keitsprüfung.

Da die Elektrolytflüssigkeit in der fertigen Batterie bloß 10 bis 15 Prozent des Gesamtgewichts ausmacht, wird zum Wiegen das Tara-Brutto-Verfahren  angewandt. Das Wägesystem ermittelt dabei zunächst das Leer­gewicht der Zelle und gleicht diesen Wert im nächsten Schritt automatisch mit der neuen Messung nach der Befüllung ab. Damit lässt sich sicherstellen, dass die ver­wendete Menge immer gleichbleibt und außerdem den individuellen Vorgaben entspricht. Ein bisschen zu wenig – und der Akku kann streiken. Zu viel – und die Elektro­lyten dehnen sich beim späteren Betrieb aus, wo­durch elementare Schäden am Batteriesystem ­drohen.

Messwerte im Millisekundentakt

Bei den Wägezellen von Wipotec gehen Geschwindig­keit und Qualität Hand in Hand. Die platzsparenden Module eignen sich folglich für den Einsatz in emp­find­lichen Laboren oder können direkt in den Pro­duk­tions­prozess der Produktionsstätten integriert werden. Alle Wäge­zellen sind unter den unterschiedlichsten Rahmenbedingungen erprobt. Hochauflösende Sensoren, die auf bis zu 0,1 Milligramm genau messen, zeugen von höchster Präzision.