Hubachse ZH90 für HV-Batterie
Hubachse ZH90 für HV-Batterie
MOVILIDAD ELÉCTRICA / INSTALACIÓN DE BATERÍAS
MANEJO SEGURO DE BATERÍAS DE ALTO VOLTAJE EN LA PRODUCCIÓN DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
Las baterías de alto voltaje se encuentran entre los componentes más exigentes en el ensamblaje de vehículos. Son pesadas, delicadas y de vital importancia para la seguridad. Su manipulación impone exigencias especiales a la tecnología de elevación.
Esta guía explica los requisitos para la manipulación de baterías de alto voltaje. Zeilhofer Handling Technology utiliza hachas elevadoras y dispositivos de fijación para el montaje de baterías en la industria automotriz.
CAPÍTULO 1 / SEGURIDAD
REQUISITOS DE SEGURIDAD PARA LA TECNOLOGÍA DE ELEVACIÓN
La manipulación de baterías de alto voltaje está sujeta a regulaciones más estrictas que cualquier otro componente en el ensamblaje automotriz. Tres riesgos son primordiales: daños térmicos en las celdas por impactos, deformación mecánica de la carcasa y seguridad personal en caso de un arco eléctrico de alto voltaje. La tecnología de elevación debe eliminar estos riesgos desde su diseño, no solo mitigarlos.
01 Guía de carga no oscilante
Movimiento rígido guiado mecánicamente en lugar de vibración guiada por cable. Sin inclinación durante la inserción, sin impactos laterales en la carcasa. Requisito indispensable para la tolerancia de unión requerida de menos de ± 1 mm.
03. Sujeción de la carga en caso de caída de presión.
Los ejes elevadores neumáticos deben estar equipados con válvulas de seguridad que impidan el descenso involuntario en caso de caída de presión. Un mecanismo de bloqueo multietapa evita la liberación accidental del dispositivo de agarre.
02 Libertad de golpes y vibraciones
Manejo y liberación de carga sin picos de aceleración. La sensibilidad a los golpes de las celdas de iones de litio requiere un descenso suave y controlado con posiciones finales amortiguadas electrónicamente.
04 Cumplimiento y Certificación
Conforme a la normativa CE, según la Directiva de Maquinaria 2006/42/CE. Inspección de seguridad anual según el Reglamento DGUV 54. Para líneas de fabricantes de equipos originales (OEM), auditorías adicionales según VDA 6.3 y TISAX. Documentación y trazabilidad durante todo el ciclo de vida.
Descripción detallada del cumplimiento normativo en la guía "Pruebas UVV para ayudas de elevación" .
CAPÍTULO 02 / ZONAS DE CARGA
CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN EL TIPO DE VEHÍCULO
El peso de una batería de alto voltaje varía según la clase y la autonomía del vehículo. Desde la batería de un coche pequeño hasta el sistema de almacenamiento de alto voltaje de un camión eléctrico, el rango abarca desde los 150 kg hasta más de 1000 kg. El diseño del equipo de elevación se basa en la carga máxima prevista, más un margen de seguridad.
01 Automóviles de pasajeros (compactos y medianos)
Coches eléctricos pequeños, híbridos enchufables y vehículos eléctricos de tamaño mediano. Las baterías suelen ser planas y se insertan en la carrocería desde abajo. Aplicación estándar para ejes elevadores con guiado del eje Z sin péndulo.
Rango de carga: 150–500 kg
03 Autobuses, camiones y vehículos comerciales
Autobuses eléctricos, camiones de distribución y tractores eléctricos. Sistemas de embalaje modulares con múltiples paquetes individuales o un único módulo central de gran tamaño. Manipulación compleja debido a su tamaño y peso.
Rango de carga: 800–1200 kg
02 Automóviles de pasajeros (Premium y SUV)
Vehículos eléctricos premium, SUV grandes y modelos de alto rendimiento con mayor autonomía. Mayor geometría de la batería, mayor densidad energética. Eje elevable ZH90 de doble carrera de serie.
Rango de carga: 500–800 kg
04 Almacenamiento industrial y estacionario
Sistemas de almacenamiento de energía estacionarios, baterías para carretillas elevadoras, sistemas de propulsión ferroviaria y marítima. La capacidad de carga depende en gran medida de la aplicación. Se utilizan frecuentemente movimientos combinados de elevación y giro mediante el eje de elevación ZH90 Flex-Arm.
Rango de carga: 200–1200 kg+
Más información sobre la solución más potente del programa ZHHT: eje de elevación ZH90 : capacidad de carga de hasta 1200 kg, guía en Z sin péndulo, fabricado en Alemania.
SISTEMAS DE CONTROL
CONTROL: TRES CONCEPTOS. UNA DECISIÓN.
El ensamblaje de baterías implica tres tareas de manipulación claramente diferenciadas, cada una con sus propios requisitos de tecnología de elevación. La selección del eje de elevación, el principio de agarre y el dispositivo de sujeción depende del tamaño del componente, la tolerancia de unión y el tiempo de ciclo. Las líneas modernas suelen procesar varios tipos de componentes en paralelo.
01 MÓDULO
Manejo del módulo de batería
Los módulos de batería individuales se insertan en el casete del paquete. Alta frecuencia, ciclos cortos, carga media. A menudo equipados con un manipulador de cables o un eje de elevación ligero, además de una pinza de cambio rápido estandarizada.
Capacidad de carga: 20–80 kg · Tolerancia: ± 1 mm
Paquete de 2
Manejo del paquete de baterías
La batería de alto voltaje se inserta en la carrocería, generalmente desde abajo. Cuenta con una guía de eje Z sin péndulo, posicionamiento final preciso y descenso suave. El eje de elevación ZH90 se utiliza de serie con un dispositivo de agarre específico para cada proyecto.
Capacidad de carga: 200–1200 kg · Tolerancia: ± 1 mm
03 MARCO
Manipulación de paquetes, cajas y marcos
Carcasa vacía o bastidor de batería soldado antes del ensamblaje del módulo. Geometría voluminosa, carga baja en comparación con una batería completamente cargada. A menudo se utiliza una pinza de vacío o un sistema de montaje mecánico de cuatro puntos.
Capacidad de carga: 30–150 kg · Tolerancia: ± 2 mm
Para movimientos combinados de elevación y giro, recomendamos el eje de elevación ZH90 Flex-Arm : una guía lineal en Z combinada con un brazo articulado para situaciones de unión complejas.
CAPÍTULO 04 / TECNOLOGÍA
REQUISITOS TÉCNICOS PARA LA TECNOLOGÍA DE ELEVACIÓN
Las baterías de alto voltaje imponen a los dispositivos de elevación exigencias que van mucho más allá de sus requisitos estándar. Tres aspectos son fundamentales: precisión en el montaje, velocidad de funcionamiento y compatibilidad con la infraestructura de la línea de producción del fabricante.
01 PRECISIÓN
Precisión y exactitud
Repetibilidad inferior a ± 1 mm, inserción suave con posición final amortiguada electrónicamente. Guía Z mecánicamente rígida, sin oscilaciones. Soporte servo opcional para un posicionamiento final con precisión milimétrica.
02 VECES
Velocidad y tiempo de ciclo
Velocidad de elevación sincronizada con el tiempo del ciclo de la línea. Perfiles de movimiento programables con aceleración y aproximación a la posición final definidas. Interfaz con el PLC de la línea para un funcionamiento síncrono.
03 CONEXIÓN
Conexión y medio ambiente
Aire comprimido, alimentación de control de 24 V e interfaz PLC (Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP). Diseño compatible con ESD y apto para salas blancas para la fabricación de celdas, disponible bajo pedido. Acceso para mantenimiento sin interrupción de la línea.
Comparación detallada de conceptos de accionamiento: elevación neumática o eléctrica . Más información sobre el eje de elevación más potente: eje de elevación ZH90 .
CAPÍTULO 5 / INDUSTRIAS
INDUSTRIAS Y ÁREAS DE APLICACIÓN
La movilidad eléctrica es el motor principal del manejo de baterías de alto voltaje, pero no el único. Zeilhofer HHT abastece a fabricantes de equipos originales (OEM), proveedores de primer nivel (Tier 1) y fabricantes de sistemas de almacenamiento de energía estacionarios en todo el mundo. Cada segmento de mercado tiene sus propios requisitos en cuanto a carga, tiempo de ciclo y cumplimiento normativo.
Automóviles de pasajeros OEM
Ensamblaje final de coches eléctricos e híbridos enchufables en grandes plantas automovilísticas. Ensamblaje de alta frecuencia en la carrocería.
Fabricación de células
Lithium-Ionen-Zellenproduktion mit höchsten Reinraum-Anforderungen. ESD-Schutz, Partikelfreiheit, vollelektrische Antriebe ohne Druckluft.
Servicio y reparación
Servicio posventa en talleres y centros de servicio. Instalación y desmontaje de paquetes o módulos individuales para diagnóstico, reparación o sustitución.
Vehículos comerciales
Autobuses eléctricos, camiones de distribución, camiones eléctricos y cabezas tractoras eléctricas. A menudo, sistemas de embalaje modulares con múltiples unidades de manipulación por vehículo.
Almacenamiento de energía estacionario
Sistemas de almacenamiento a gran escala para redes eléctricas, almacenamiento de energía solar y eólica, y sistemas UPS. Paquetes muy pesados, a menudo con escala modular para alcanzar niveles de MWh.
Reciclaje y Segunda Vida
Desmontaje de baterías al final de su vida útil, selección de módulos para aplicaciones de segunda vida, preparación de celdas para el reciclaje de materiales.
Proveedor de nivel 1
Fabricantes de sistemas de baterías que suministran paquetes completos de alto voltaje a fabricantes de equipos originales (OEM). Todo el proceso, desde la celda hasta el módulo, desde el módulo hasta el paquete, y el ensamblaje final del paquete, se realiza en una misma planta de producción.
Ferrocarril y Armada
Sistemas de propulsión híbridos y totalmente eléctricos para trenes, transbordadores y embarcaciones de uso especial. Paquetes de gran tamaño con requisitos específicos de clasificación y seguridad.
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CAPÍTULO 06 / SELECCIÓN
CRITERIOS DE SELECCIÓN
La tecnología de elevación idónea para la manipulación de baterías de alto voltaje se determina mediante seis criterios de selección sistemáticos. Zeilhofer HHT aclara estos criterios durante la consulta inicial y ofrece un concepto integral que comprende el eje de elevación, el dispositivo de agarre y el sistema de control.
01 Componente y caso de carga
¿Módulo, paquete o bastidor? ¿Qué tipo de carga, peso y dimensiones? Estos factores determinan el diseño del eje de elevación y el principio de agarre del dispositivo.
02 Tolerancia de unión
¿Qué tan estrictas son las tolerancias de unión en la construcción de la carrocería? ¿Qué precisión en la posición final requiere el diseño? La repetibilidad y la amortiguación en la posición final se dimensionan en consecuencia.
03 Tiempo de ciclo y frecuencia
¿Cuántos conjuntos de paquetes se realizan por hora, por turno y por año? Esto determina el concepto de accionamiento, los intervalos de mantenimiento y los requisitos para los mandriles de cambio rápido.
04 Conexiones e interfaces
Suministro de aire comprimido, interfaz PLC, integración de línea. ¿Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP o funcionamiento totalmente autónomo? La sincronización de línea debe considerarse desde el principio.
05 Seguridad y sujeción de la carga
¿Qué nivel de seguridad según la Directiva de Maquinaria? Protección de carga en caso de caída de presión, parada de emergencia, limitación de posición final. Para líneas OEM, además, VDA 6.3 y TISAX.
06 Entorno laboral
¿Sala blanca, zona ESD, nave de montaje clásica? Esto determina la elección de materiales, el tratamiento de superficies, la clase de protección y el diseño eléctrico.
CAPÍTULO 07 / PROGRESO DEL PROYECTO
DESDE LA IDEA HASTA LA ENTREGA
Cada proyecto de baterías de alto voltaje con Zeilhofer HHT sigue un proceso estructurado, desde la consulta técnica inicial hasta la puesta en marcha en la línea de producción. El diseño y la fabricación se realizan de forma centralizada en Holzkirchen, Alemania, mientras que la puesta en marcha se lleva a cabo en las instalaciones del cliente en cualquier parte del mundo.
01 Consulta técnica inicial
Análisis de componentes, casos de carga, tolerancias de unión, tiempo de ciclo e integración de la línea. Aclaración de los requisitos de seguridad y cumplimiento con las especificaciones del fabricante original. Servicio gratuito y sin compromiso.
02 Concepto individual
Concepto de diseño que incluye la disposición del eje de elevación, el dispositivo de agarre específico para el proyecto, el sistema de control y la interfaz PLC. Oferta vinculante con fecha de entrega y condiciones de puesta en marcha.
03 Diseño y fabricación
Ingeniería y fabricación en Holzkirchen, Alemania. Diseñadores y técnicos propios. Certificación ISO 9001 y TISAX Nivel 2 con protección de prototipos. Hecho en Alemania.
04 Montaje y puesta en marcha
Instalación en la línea de producción, capacitación del operador y puesta en marcha a cargo de nuestros propios técnicos en más de 50 países de todo el mundo. Contrato de mantenimiento opcional y suministro de repuestos durante toda la vida útil del producto.
Preguntas frecuentes / Preguntas y respuestas
PREGUNTAS FRECUENTES
01 ¿Cuánto pesa una batería de coche?
Dependiendo de la clase de vehículo, una batería de alto voltaje pesa varios cientos de kilogramos, y en vehículos más grandes puede llegar a pesar hasta cuatro dígitos en kilogramos.
02 ¿Por qué es importante aquí el liderazgo que no requiere desplazamientos diarios?
Una unidad de almacenamiento vibratoria no se puede ajustar con precisión y puede desalinearse durante la inserción. Una guía de carga rígida y sin péndulo evita esto y protege las celdas sensibles.
03 ¿Qué sistema Zeilhofer es adecuado para esto?
El eje elevador ZH90 cuenta con un dispositivo de agarre específico para cada proyecto. Puede soportar hasta 1200 kg, guía la carga sin movimiento pendular y la posiciona con precisión milimétrica.
04 ¿El dispositivo de agarre se desarrolla individualmente?
Sí. El dispositivo está diseñado específicamente para el tipo de almacenamiento y el proceso de ensamblaje correspondientes, y se suministra como una solución completa de un único proveedor.
05 ¿Qué requisitos de seguridad se aplican al manejo de baterías de alto voltaje?
Los equipos de elevación para baterías de alto voltaje deben cumplir con la normativa CE, de acuerdo con la Directiva de Maquinaria 2006/42/CE, y someterse a inspecciones de seguridad anuales según el Reglamento DGUV 54. Además, para las líneas de fabricantes de equipos originales (OEM), deben cumplir con las normas VDA 6.3 y TISAX. Zeilhofer HHT cuenta con las certificaciones ISO 9001 y TISAX Nivel 2.
06 ¿Qué interfaces son posibles con el PLC de línea?
Los protocolos estándar incluyen Profinet, EtherCAT y EtherNet/IP. Profibus, CC-Link IE o protocolos específicos del cliente están disponibles bajo pedido. El eje de elevación está sincronizado con el sistema de control de línea para un ensamblaje de paquetes preciso y con exactitud de ciclo.
07 ¿El eje de elevación ZH90 también es adecuado para la fabricación celular?
Sí, en versión totalmente eléctrica. No requiere aire comprimido, cuenta con protección ESD y es apta para salas blancas. Ideal para los exigentes requisitos de la producción de celdas de iones de litio.
08 ¿Dónde se fabrican las soluciones de Zeilhofer para la manipulación de baterías de alto voltaje?
El diseño y la fabricación se realizan en Holzkirchen, Alemania. La puesta en marcha se lleva a cabo en las instalaciones de clientes en más de 50 países. Fabricado en Alemania, con certificación ISO 9001 y TISAX Nivel 2.
TÉRMINOS
SÍNTEMAS Y TÉRMINOS RELACIONADOS
En terminología técnica, una batería de alto voltaje también se conoce como dispositivo de almacenamiento de alto voltaje, batería de alto voltaje, batería de tracción, paquete de baterías o módulo de batería (para el conjunto más pequeño). Entre los tipos especiales se incluyen las baterías extraíbles y las baterías extensoras de autonomía.
Entre los componentes relacionados se incluyen la carcasa del paquete (también llamada bastidor o bandeja de la batería), la celda de la batería como la unidad más pequeña y el BMS (Sistema de Gestión de la Batería) como unidad de control electrónico. En los países de habla inglesa, se la conoce comúnmente como batería de alto voltaje, batería HV, batería de tracción, paquete de baterías o batería para vehículos eléctricos.
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Dispositivos de elevación para el montaje final de automóviles
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SOLUCIÓN PARA LA INSTALACIÓN DE SU BATERÍA
Consulte con nuestros ingenieros sobre su aplicación de baterías de alto voltaje. Analizamos la carga, las tolerancias de unión y la integración en línea, y desarrollamos una tecnología de elevación personalizada que incluye eje de elevación, dispositivo de agarre y sistema de control, desde el concepto hasta la puesta en marcha en su línea de producción. Fabricado en Alemania.