Bosch Rexroth, produzione a costo contenuto di batterie per auto elettriche

La domanda di soluzioni per l’accumulo di energia è in questa fase storica più che mai elevata, spinta dall’espandersi delle vendite di auto elettriche, dal proliferare di dispositivi elettronici e dalla diffusione di nuove tecnologie per l’edilizia. Per garantire prossimità al mercato e catene di fornitura affidabili, molti produttori di batterie stanno realizzando nuovi stabilimenti in Europa e negli Stati Uniti.

Il contributo di Bosch Rexroth

Bosch Rexroth sostiene questo sviluppo forte della sua rinomata competenza di processo, certificata da un’esperienza decennale maturata sul campo e da un portafoglio prodotti ampio e di grande qualità. Un catalogo che relativamente al comparto della produzione di batterie comprende singoli componenti, soluzioni di sistema e sottosistemi della tecnologia dei sistemi lineari, di assemblaggio e di trasferimento, nonché la piattaforma di automazione completamente aperta ctrlX Automation.

La piattaforma aperta ctrlX Automation

Superando i classici confini tra controllo macchina e mondi IT (Information Technology), OT (Operational Technology) e IIoT (Industrial Internet of Things), ctrlX Automation consente di implementare nuove funzionalità attraverso software open source e app personalizzate riducendo percentualmente i costi di componenti e di progettazione nel campo della produzione di batterie dal 30 al 50%. L’essenza del sistema è ctrlX Core, il cuore di ctrlX Automation, il quale funge da collegamento tra la tecnologia di automazione, la tecnologia di connessione e la movimentazione dei materiali. Il sistema di azionamento ctrlX Drive completa il portafoglio di soluzioni per la produzione di batterie con servoazionamenti e servomotori compatti e modulari.

La movimentazione dei materiali

Sul versante della movimentazione dei materiali, sempre in ambito di produzione di batterie, Bosch Rexroth propone soluzioni come il sistema di trasporto flessibile FTS, che sposta velocemente e posiziona con precisione materiali e pezzi per la produzione in cella, e come il sistema di trasporto a catena VarioFlow, ideale negli spazi ristretti. Il sistema di trasferimento TS 2 Booster ha invece la caratteristica di ridurre i tempi di ciclo con trasferimenti brevi e veloci. La società del gruppo Bosch ha inoltre sviluppato, appositamente per la produzione di celle per batterie, il sistema di movimento lineare ctrlX Flowhs, il quale è in grado di trasportare individualmente, con precisione, in qualsiasi posizione e a una velocità fino a 5 m/s più movers, ognuno dei quali pesa da 5 a 10 kg. È quest’ultima una prerogativa che soddisfa gli elevati requisiti del settore in termini di dinamica e di velocità, consentendo un’ulteriore ottimizzazione dei tempi di produzione e una riduzione al minimo delle fasi di inattività. I sistemi di trasferimento TS 5 e TS 7 (quest’ultimo, nella foto in alto) sono invece adatti al trasporto dei carichi più pesanti nelle difficili condizioni ambientali dell’assemblaggio di moduli e pacchi. Il loro design li rende particolarmente robusti e il concetto di azionamento a bassa manutenzione garantisce un’elevata disponibilità del sistema. Sul fronte dell’intralogistica, il robot mobile autonomo Active Shuttle proposto da Bosch Rexroth trasporta batterie, insieme ad altri componenti e materiali, attraverso i capannoni dello stabilimento, sia ciclicamente, sia su richiesta.

L’assemblaggio di moduli e imballaggi

Come soluzione completa ed economica per l’assemblaggio di moduli e imballaggi, Bosch Rexroth offre robot lineari per applicazioni tipiche come la movimentazione di celle o pacchi, il serraggio o il dosaggio, i quali vengono forniti come pacchetti meccatronici completi, opzionalmente con software operativo preinstallato. Ciò consente di metterli rapidamente in funzione, sequenziarli e collegarli al sistema di controllo di linea di livello superiore.

Il riciclaggio industriale delle batterie

Bosch Rexroth pone poi grande attenzione al settore del riciclaggio industriale delle batterie, processo che consente un recupero fino al 95% degli elementi chimici in esse presenti. L’operazione è finalizzata al riutilizzo di litio e di nichel, materie prime carenti, preziose, e necessarie alla loro produzione. Lo fa proponendo un rivoluzionario processo di “deep discharge” delle celle delle batterie ad alte prestazioni. È un passaggio fondamentale in chiave di riciclaggio, dal momento che unicamente le batterie completamente scariche possono essere triturate in modo sicuro ed essere così scisse negli elementi chimici che le compongono.

Il procedimento ha luogo a partire dal trasferimento delle celle tra le stazioni di scarica diagnostica e di smontaggio, passaggio che nel caso specifico avviene utilizzando il sistema T5, in grado di trasportare batterie di differenti dimensioni e di produttori diversi. Dopo essere entrata in contatto con il sistema, una soluzione modulare contenuta nel toolkit di automazione ctrlX Automation deposita le celle delle batterie nella stazione di scarica. La tecnologia utilizzata per lo scarico automatizza sia l’ispezione iniziale, sia il processo brevettato di “deep discharge” con inattivazione chimica, sia il controllo finale.

Rispetto al tradizionale processo di scarica manuale che richiede un tempo quantificato in 24 ore, il procedimento concepito da Bosch Rexroth ha una durata pari a 15 minuti, ed è dunque 100 volte più veloce rispetto al metodo utilizzato fino ad ora. Questo non garantisce solamente un enorme risparmio di tempo: assicura anche una protezione ottimale per i lavoratori e riduce significativamente i rischi di incendio connessi all’operazione.