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Automobilindustrie Mit vollautomatisierter Arbeitsstation Batteriepacks im Viertelstundentakt produzieren

Redakteur: Karin Pfeiffer

Webasto steigt in die Fertigung von Batterie-Systemen ein. Im Werk Schierling ist die Produktion von Batteriepacks für einen europäischen Bushersteller bereits angelaufen. Kuka lieferte die moderne Produktionsanlage und integrierte auch FTFs.

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Vollautomatisierte Arbeitsstation: Webasto produziert Batteriesysteme in hochflexibler Fertigungs- und Montagelinie.
Vollautomatisierte Arbeitsstation: Webasto produziert Batteriesysteme in hochflexibler Fertigungs- und Montagelinie.
(Bild: Webasto SE)

Mit der Batterieproduktion schlagen wir ein neues Kapitel auf“, sagt Dr. Hartung Wilstermann, global verantwortlich für das Batteriegeschäft bei Webasto. Im Jahr 2016 fiel die Entscheidung, das Produktportfolio zu erweitern: Neben dem Kerngeschäft mit Dach- und Thermosystemen produziert der Automobilzulieferer nun auch Ladelösungen und Batteriesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge jeglicher Art.

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„Als langjähriger Partner der Automobilindustrie gestalten wir Trends und Entwicklungen in der Branche schon lange gemeinsam mit unseren Kunden“, erzählt Wilstermann. „Zudem besitzen wir als Weltmarktführer in unserem bestehenden Geschäft Kompetenzen, die vor allem für Lösungen in der Elektromobilität eine wichtige Rolle spielen. Hierzu gehören das umfassende Know-how im Thermomanagement, die Integration großer Bauteile in Fahrzeuge und die langjährige Industrialisierungserfahrung.“

Webastos übergreifende Systemkompetenz soll nun auch der Leistung und Lebensdauer von Batterien zugutekommen. Neben der Fertigung von individuell entwickelten Batterien für seine OEM-Kunden bietet Webasto eine standardisierte und skalierbare Lösung für Nutzfahrzeuge mit dem eigens entwickelten Standard-Batteriesystem an.

Zur Fertigung des variablen Angebots an Batteriesystemen haben Webasto und Kuka gemeinsam im Webasto Werk im bayerischen Schierling eine der modernsten Produktionsanlagen für Batteriesysteme gebaut. Kuka sorgte für die Implementierung und Vernetzung der einzelnen Produktionsschritte und den reibungslosen Fertigungsprozess der Batteriepack-Produktion mit einer hochflexiblen Multi-Product-Line.

„Als Automatisierungsspezialist in der Automobilindustrie arbeiten wir bereits an standardisierten Fertigungs- und Montagelösungen für die effiziente Batteriepack- und Batteriemodulproduktion“, erklärt Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales von Kuka. „Darüber hinaus liefert Kuka Fertigungs- und Montagelinien für Brennstoffzellen oder deren Komponenten.“ Hintergrund: Das Modellangebot an Elektro- und Hybridfahrzeugen erweitert sich drastisch. Und diese Elektromobilitätsoffensive der Automobilindustrie wirkt sich auch auf die Produktionsprozesse aus: Denn die konventionellen Produktionslinien für Automobile sind nicht auf die Fertigung elektrifizierter Antriebsstränge übertragbar.

Anlagenkonzept: Ausgelegt als Multi-Produkt-Linie

Anfang 2020 hat Webasto mit der Produktion seiner Standard-Batterien begonnen. Ungefähr alle 15 min wird ein fertiges Batteriepack produziert. Die Anlage ist als Multi-Produkt-Linie ausgelegt und ermöglicht die Produktion unterschiedlicher Batterietypen. Jedes Batteriepack durchläuft die systematisch verketteten Produktionsprozesse, die teils manuell, teils automatisiert durchgeführt werden: vom Kitting, der Zusammenstellung der für die Montage einer Batterie benötigten Komponenten, über die Batteriemodulvorbereitung und -vermessung, dem automatisierten Auftrag der Wärmeleitpaste – des sogenannten Gapfillers –, der Verbindung von Batteriemodulen und dem Batteriegehäuse, der Montage des Battery Management Systems bis zur Verschraubung des Batteriegehäusedeckels und schlussendlich den End-of-Line-Tests des fertigen Batteriepacks. Die Experten aus dem Hause Kuka haben den komplexen Produktionsablauf geplant, umgesetzt und im Schierlinger Werk integriert. Die Batterie ist das Herzstück von Elektrofahrzeugen. Sie besteht aus vielen einzelnen Komponenten und elektronischen Bauteilen. Die Montage und Handhabung erfordern daher eine hohe Präzision auf begrenztem Raum. „Wir haben uns der Herausforderung gestellt und alle nötigen Prozessschritte effizient miteinander verbunden“, sagt Dr. Döhner.

FTFs sorgen für Platz, Stauraum und Flexibilität

Über fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) werden die benötigten Batteriekomponenten in die einzelnen Produktionsstationen transportiert. Dabei dient das FTF auch als eine Art zentraler Supermarkt, indem es in seitlich angebrachten Schubladen beispielsweise Schablonen als Sicherheitsinstrumente und Platzierungshilfe für die manuellen Bearbeitungsschritte der Werker mitliefert.

„Unser Ziel war es, die Arbeitsprozesse der Batteriepackproduktion zu vereinfachen und so abzusichern, dass die Sicherheitsausrüstung der Werker möglichst reduziert werden kann,“ erklärt Dr. Döhner. Die FTF übernehmen eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der platzsparenden Anlage. In den mobilen Trolleys mit Schubladen transportieren sie neben den Sicherheitsschablonen auch einzelne Batterie-Bauteile. So müssen diese nicht irgendwo zwischengelagert werden und stehen automatisch zum benötigten Zeitpunkt direkt am richtigen Ort zur Verfügung. Webasto spart sich somit die Lagerfläche und vermeidet sich kreuzende Materialflüsse in der Produktionslinie.

Die neue Anlage bietet Webasto den Überblick über Prozessdaten wie Drehmomente, Messwerte von elektrischen Tests sowie Werte zur Überprüfung der Dichtigkeit der einzelnen Module. „Basierend auf diesen Daten können Analysen durchgeführt und die Produktionsprozesse weiter optimiert werden“, sagt Dr. Döhner. Ein weiterer Vorteil der Datenerfassung ist die Nachverfolgbarkeit jedes einzelnen Bauteils, das in den Batteriepacks verbaut wurde. Anhand dieser Zahlen und Kennwerte aber auch anhand von nachverfolgbaren Nutzungsdaten und Zustandsparametern der Produktionsanlage selbst sind vorausschauende und proaktive Vorhersagen über beispielsweise anstehende Maschinenwartungen und damit Predictive Maintenance sowie die Gewährleistung sichergestellt..

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