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Con una participación de mercado del 37 por ciento en 2022, CATL es el mayor fabricante de baterías para vehículos eléctricos del mundo. Foto cortesía de Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

Fundada en 2011, Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL) es un fabricante chino de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía, así como sistemas de gestión de baterías. Con una participación de mercado del 37 por ciento en 2022, CATL es el mayor fabricante de baterías para vehículos eléctricos del mundo. La compañía se ha fijado un objetivo de capacidad de fabricación de más de 500 gigavatios-hora (GWh) para 2025 y más de 800 GWh para 2030.

A principios de este año, CATL comenzó la producción en serie de Qilin, su sistema de baterías de celda a paquete de tercera generación. Esta nueva batería incorpora avances recientes en materiales de batería, mejoras en la tecnología de embalaje, reducción de peso y confiabilidad. El innovador diseño de Qilin puede alcanzar una eficiencia de volumen del 72 por ciento y una densidad de energía de 255 vatios-hora por kilogramo.

A principios de este año, CATL comenzó la producción en serie de Qilin, su sistema de baterías de celda a paquete de tercera generación. Foto cortesía de Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

Con sede en Ningde, China, CATL opera cinco centros de I+D (cuatro en China y uno en Munich, Alemania) y 13 plantas de montaje (11 en China, una en Erfurt, Alemania y una en Debrecen, Hungría). Dos de esas instalaciones (las plantas de Yibin y Ningde, China) fueron elegidas recientemente por el Foro Económico Mundial para formar parte de la Red Global Lighthouse de fábricas ejemplares y de última generación.

Por ejemplo, la planta de Yibin ha sido certificada como la primera fábrica de baterías sin emisiones de carbono del mundo. Después de implementar IA, IIoT y automatización flexible, la planta aumentó la velocidad de la línea en un 17 por ciento y redujo la pérdida de rendimiento en un 14 por ciento.

No en vano CATL invierte en tecnología de montaje de última generación. Más allá de la necesidad de satisfacer la creciente demanda, el paquete de baterías es fundamental para la seguridad y el rendimiento general de un vehículo eléctrico. También es el componente más caro del vehículo. Por lo tanto, una producción eficiente y un desperdicio mínimo son esenciales para reducir los costos.

CATL ha fijado un objetivo de capacidad de fabricación de más de 500 gigavatios-hora para 2025. Foto cortesía de Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

El énfasis de CATL en la tecnología más avanzada se extiende incluso a las herramientas de fijación en sus líneas de montaje. Desde el punto de vista de la sujeción, las baterías de los vehículos eléctricos plantean varios desafíos. Uno es la producción de alta mezcla. Las herramientas deben poder cambiar rápidamente entre líneas de montaje. Las herramientas deben adaptarse a un rango de torque relativamente grande y ser adaptables a diversos requisitos de apriete.

Un desafío más es mantener la precisión y la repetibilidad. Las herramientas de montaje deben evitar que los sujetadores se aprieten con el par incorrecto o en la secuencia incorrecta. Dado que la fabricación de vehículos eléctricos es una industria relativamente nueva, los ensambladores experimentados son pocos y espaciados. A menudo, las capacidades de un operador no pueden seguir el ritmo de los avances en el diseño de baterías. Por lo tanto, la tecnología a prueba de errores es fundamental para garantizar la calidad y la seguridad.

Desoutter ha trabajado con CATL desde las primeras etapas de su desarrollo, ayudando a la empresa a establecer estándares de apriete sólidos y mejorar los procesos de apriete existentes. Desoutter suministró a CATL una variedad de tecnologías de fijación, incluida la plataforma CONNECT, el sistema de posicionamiento Nexonar, destornilladores eléctricos ERS, controlador CVI3 y alimentadores de tornillo automáticos.

CONNECT proporciona un único punto de conexión para la comunicación entre una red de fábrica y hasta 20 herramientas de fijación inalámbrica. Foto cortesía de Desoutter

CONNECT es un centro de comunicación modular e inalámbrico para herramientas de fijación inalámbricas. El dispositivo proporciona un único punto de conexión para las comunicaciones entre una red de fábrica y hasta 20 herramientas, lo que reduce el costo de propiedad y simplifica la instalación para facilitar el reequilibrio de la línea. Se necesitan solo 10 segundos para emparejar una herramienta con CONNECT mediante tecnología RFID, de modo que se puedan agregar o mover herramientas en una línea sin interrupciones. Esto permite a CATL responder rápidamente a los cambios en la producción. El concentrador también se puede conectar con accesorios a prueba de errores, como luces de pila, bandejas de enchufes inteligentes, controles de operador e interfaces de usuario remotas.

Hay dos versiones disponibles. CONNECT-W tiene un punto de acceso inalámbrico integrado y puede comunicarse con hasta 10 herramientas de sujeción. CONNECT-X requiere un punto de acceso inalámbrico externo, pero puede comunicarse con hasta 20 herramientas.

Este dispositivo compacto (ocupa sólo 0,13 pies cúbicos de espacio) se puede instalar en cualquier lugar de una planta de ensamblaje: en una estación de trabajo, al final de la línea, en el escritorio de un gerente o incluso en la sala de servidores. Los potentes diagnósticos facilitan la detección de tendencias de desempeño del operador, causas de fallas y áreas para mejorar la eficiencia.

Con la gestión de funciones, los ingenieros pueden ajustar cada herramienta según los requisitos de cada estación de trabajo. Se puede activar una función para una herramienta, pero no para otra. Hay software disponible para estrategias de apriete, gestión de procesos de ensamblaje, indicadores clave de rendimiento y trazabilidad. Las herramientas vinculadas a CONNECT se pueden configurar para cambiar automáticamente sus parámetros de apriete dependiendo del sujetador que se esté instalando.

El sistema de posicionamiento espacial Nexonar 3D de Desoutter utiliza sensores infrarrojos para monitorear y localizar con precisión las herramientas de sujeción o la posición de las manos de un operador en procesos de ensamblaje críticos con una precisión de 1 milímetro. Nexonar garantiza que todos los tornillos estén apretados en el lugar correcto, en la secuencia prevista y con los parámetros adecuados. El sistema se puede adaptar a las herramientas existentes. Es capaz de detectar cabeceo, balanceo y guiñada de la herramienta. Se pueden monitorear varios cientos de rastreadores simultáneamente en tiempo real y sin latencia. También se puede utilizar para garantizar una selección, colocación y cumplimiento de piezas precisos en las operaciones de creación de kits.

Nexonar guía a los ensambladores en cada paso y elimina la posibilidad de errores, ayudándolos a completar cada tarea de manera eficiente y con una calidad óptima. Foto cortesía de Desoutter

El sistema de posicionamiento espacial 3D Nexonar utiliza sensores infrarrojos para monitorear y localizar con precisión las herramientas de sujeción con una precisión de 1 milímetro. Foto cortesía de Desoutter

Nexonar guía a los ensambladores en cada paso y elimina la posibilidad de errores, ayudándolos a completar cada tarea de manera eficiente y con una calidad óptima. También registra la posición de cada pieza durante el montaje para garantizar una trazabilidad total.

El destornillador eléctrico transductor ERS cuenta con faros; un botón de marcha atrás programable; arranque por palanca o arranque por empuje; y cuatro LED de informes, dos de los cuales son programables. Un mango de goma suave, duradero y cónico se adapta cómodamente a todos los operadores.

La herramienta está disponible en versiones recta, de cabezal angular y de husillo fijo. Hay tres modelos disponibles: modelo ERS2 con un rango de par de 0,6 a 2,5 newton-metro; Modelo ERS6 con un rango de par de 1 a 6 newton-metro; y el modelo ERS12 con un rango de torsión de 1,5 a 12 newton-metro. Dependiendo del modelo, la velocidad máxima oscila entre 280 y 3.000 rpm. El peso de la herramienta oscila entre 1,54 y 2,7 ​​libras.

Un desafío en la fabricación de baterías es la producción mixta. Como resultado, las herramientas de sujeción deben adaptarse a un rango de torsión relativamente grande y ser adaptables a diversos requisitos de apriete. Foto cortesía de Desoutter

Diseñado para satisfacer las demandas de la industria automotriz, el controlador de herramientas CVI3 garantiza la trazabilidad de todos los procesos de fijación críticos para la seguridad. El controlador admite una amplia gama de herramientas y hay disponibles varios módulos a prueba de errores. Las medidas de prevención de errores incorporadas incluyen la detección de puntos de asiento y regolpes.

Hay cuatro versiones disponibles: CVI3 Essential para la fijación manual de juntas Clase B; la Función CVI3, que tiene una interfaz de teclado; el CVI3 Vision, que tiene una interfaz de pantalla táctil y puede ampliarse para funcionar con herramientas inalámbricas; y el Twin CVI3 Vision, que tiene dos canales de herramientas.

Todas las versiones se pueden conectar en red con bus de campo estándar y protocolos avanzados de cliente. Los ingenieros pueden monitorear y controlar múltiples parámetros de fijación, incluidos la velocidad, el par y el ángulo. Las curvas de par y ángulo se pueden mostrar en la pantalla del controlador o en una HMI remota.

Los ingenieros pueden importar, exportar y analizar datos de fijación con resultados, curvas, filtros y perfiles. El controlador recopila y almacena el 100 por ciento de los datos de ajuste en una base de datos en tiempo real con análisis avanzados a través de software basado en web.

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