Tout au long de la chaîne de valeur : contrôle qualité dans la fabrication des batteries

Le contrôle qualité en ligne dans la production de batteries est une tâche très recherchée mais aussi très exigeante dans ce processus complexe. Cela s'applique à différents niveaux de la fabrication des batteries : électrodes, cellules, modules et packs. Une préoccupation commune à tous les niveaux : l'efficacité globale des équipements (OEE). Il est important de disposer de la bonne combinaison de matériel adapté (capteurs, caméras ou systèmes d'inspection) et de logiciels assistés par l'IA pour évaluer les données pertinentes pour la qualité générées au cours du processus.

La fabrication de batteries pour véhicules électriques et systèmes de stockage d'énergie stationnaires (ESS) est un processus extrêmement complexe. Bon nombre des sous-processus sont eux-mêmes complexes. Il n'est donc pas évident que l'utilisateur ou l'usine parvienne à un faible taux de rebut.

L'amélioration de la qualité comme facteur clé

C'est pourquoi il est normal de trouver de nombreux postes de contrôle qualité dans les gigafactories de fabrication de batteries.

L'objectif est ici de séparer immédiatement les composants défectueux, de préférence avant l'étape de traitement suivante.

Cela permet de réduire les coûts et donne à l'exploitant de l'usine la possibilité de détecter rapidement les irrégularités dans le processus et d'intervenir le plus rapidement possible. Dans le même temps, il est nécessaire de garantir un rendement élevé et constant, car malgré sa complexité, la fabrication de batteries est un processus très sensible aux coûts. Les clients de l'industrie automobile attendent une baisse continue du prix cible par kWh et la concurrence entre les fabricants internationaux de batteries est extrêmement féroce. Par conséquent, de nombreux paramètres liés à la qualité doivent être surveillés en permanence et maintenus stables, tant lors du démarrage de la production que lorsque l'usine fonctionne à pleine charge. Cela s'applique aux trois principaux niveaux de la fabrication des batteries : les cellules, les modules et les packs de batteries complets.

Facteur central : le taux de rendement global (TRG)

Le « taux de rendement global » (TRG) est un indicateur de performance clé (KPI) éprouvé qui mesure l'efficacité d'une usine ou d'une ligne de production. Il fait partie du concept de « maintenance productive totale », dont l'objectif est d'assurer une production efficace et sans interruption.

Pour atteindre cet objectif ou s'en approcher le plus possible, vous devez surveiller en permanence les processus, idéalement de manière aussi rapide et précise que possible et dans des boucles de contrôle afin de pouvoir intervenir rapidement. Cela garantit des performances élevées, une qualité optimale et des taux de rebut et des temps d'arrêt minimaux dans la production (de batteries).

Le contrôle qualité en ligne complet – tout d'une seule source

Pour cela, il est indispensable d'utiliser une technologie de capteurs de pointe pour le contrôle qualité en ligne. SICK propose à la fois des systèmes de capteurs et de caméras adaptés, d'autres technologies ainsi que les connaissances nécessaires en matière de fabrication de batteries afin de sélectionner le meilleur système de contrôle qualité possible et de l'intégrer dans le processus.

L'utilisateur dispose d'une grande variété de technologies et d'applications disponibles auprès d'un seul et même fournisseur. L'offre s'étend des capteurs 1D relativement simples au traitement d'images 2D, en passant par des systèmes d'inspection 3D sophistiqués. Toutes les solutions sont évolutives en termes de performances et, grâce à des options de connectivité complètes, leurs signaux peuvent être évalués de différentes manières ou traités dans l'infrastructure informatique de niveau supérieur (MES, PPS, ERP, etc.).

Exemples de solutions de capteurs pour l'assurance qualité dans la production de batteries

De la fabrication des électrodes au contrôle qualité des cellules, en passant par la vérification approfondie des modules et des packs, les solutions de SICK couvrent l'ensemble de la chaîne de processus dans la production de batteries. Voici quelques exemples d'applications et les solutions de capteurs adaptées à chaque cas :

• Détection de déchirures et de trous dans les feuilles d'électrodes (grille lumineuse MLG-02)
• Mesure de distance sur les parafoudres (capteur de vision 2D InspectorP61x)
• Inspection du couvercle des cellules rondes (2D-BVA avec Deep Learning/« Détection d'anomalies »)
• Inspection des cellules prismatiques et des feuilles isolantes à la recherche de rayures, de bosses et d'inclusions d'air (3D-BVA/Ruler ou Ranger 39)
• Contrôle des points de soudure (barres omnibus) sur les modules et les packs (D-BVA, Ruler)
• Détection de corps étrangers lors de l'assemblage des packs (Ranger3, système de détection de corps étrangers)
• Mesure de la température ; « détection des points chauds » pour éviter les incendies (capteurs de température)

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