Mitutoyo supports E-Mobility
Die Elektromobilität legt deutlich an Tempo zu und strebt ganz klar Richtung Überholspur. Bei dieser Dynamik nehmen auch die Ansprüche an die qualitätssichernde Messtechnik im Automobilbau spürbar Fahrt auf. Mit dem Konzept „Mitutoyo supports E-Mobility“ erweist sich Mitutoyo dabei als Richtungsgeber zielführender Messlösungen.
Während bislang unter dem Karosserieblech Verbrennungsmotoren und hochkomplexe mehrstufige Getriebe agierten, bestimmen künftig Batterien, Elektromotoren, einstufige Getriebe und ausgefeilte Leistungselektronik das automobile Kraftfeld. Darauf hat sich auch die Messtechnik als zentraler Bestandteil der Qualitätssicherung einzustellen. Konkret: Wo muss sich Messtechnik in der elektromobilen Fertigungszukunft besonders bewähren und welche Lösungen hält sie dafür bereit?
Im Fokus stehen dabei die „Hot Spots“
- Batterie und Brennstoffzelle,
- Elektromotor,
- Getriebe und
- Leistungselektronik.
Für all diese zentralen Leistungsfelder hält „Mitutoyo supports E-Mobility“ überzeugende Messkonzepte bereit.
Batterie und Brennstoffzelle: Sensible Energiefelder
Die in Elektrofahrzeugen verbauten Batterien bestehen aus einzelnen Batteriezellen, die zunächst zu Modulen verbunden und dann zu Batteriepacks zusammengefasst werden. Schon eine einzige schlecht positionierte oder verunreinigte Zelle reicht dabei aus, um die Leistungsfähigkeit oder Sicherheit der gesamten Einheit zu beeinträchtigen.
Das Augenmerk der Qualitätssicherer gilt daher der passgenauen Konstruktion der Zellen, Module und Batteriewannen sowie den Toleranzen bei der Endmontage.
Da man sich hier im Mikrometerbereich einer dimensionellen Messung bewegt, ist höchste Sensibilität der eingesetzten Technik gefragt, wie sie beispielsweise der hochgenaue Längenmesstaster VL-50 von Mitutoyo zeigt. Mit einer konstanten und niedrigen Messkraft von 0,01 N (1 gf) und einem Ziffernschrittwert von 0,01 µm bringt er alle Qualitäten für das Messen von Separatoren in Lithium-Ionen-Batterien. Messmikroskope von Mitutoyo wiederum richten ihren Blick auf etwaige Verunreinigungen in der Laminierung von Batteriekomponenten.
Brennstoffzellen-Separatoren besitzen – anders als die in Lithium-Ionen-Batterien – Strömungskanäle für die Gasdiffusion. Entsprechend empfiehlt sich hier eine andere Form der messenden Antastung, etwa über einen UMAP-Taster (Ultrasonic Micro and Accurate Probe). Der hochgenaue Ultraschall-Mikrotaster von Mitutoyo erlaubt die taktile Messung im nahezu mikroskopischen Bereich. Dies mit einem minimalen Tastspitzendurchmesser von 15 µm und einer äußerst geringen Messkraft von nur einem µN.
Elektromotor: Mitreißendes Drehmoment
Volles Drehmoment vom Start weg: Diese Überlegenheit des Elektromotors fordert Spitzenleistung auch bei der Fertigungsqualität – und bei ihrer Überwachung. So verzeihen die Herstellung und Montage von Stator und Hairpins sowie der Blechpakete von Stator und Rotor nicht die kleinste Ungenauigkeit.
So ermöglichen beispielsweise mit einem Tastsystem ausgestattete Bildverarbeitungs-Messgeräte von Mitutoyo sowohl die Prüfung von Pressteilen – als auch, im berührungslosen optischen Messmodus, von sensiblen, dünnen und feinen Komponenten. Formmessgeräte für Rundheit und Zylindrizität wiederum prüfen Rotor-Außendurchmesser und Stator-Innendurchmesser. Während Laser-Scan-Micrometer von Mitutoyo Hochgeschwindigkeitsmessungen mit hohem Ziffernschrittwert an Rotorspulen absolvieren.
Getriebe: Stufenlos nach oben
Volles Drehmoment vom Start weg. Für diese Dynamik reicht dem E-Auto bereits ein Eingang-Getriebe als sogenanntes Untersetzungsgetriebe.
Im Forderungskatalog stehen optimale Leistungsentfaltung, geringer Verschleiß und möglichst geringe Geräuschentwicklung. Um dies sicherzustellen, müssen eine Vielzahl von Mess- und Prüfschritten absolviert werden. Auch hier punktet das E-Mobil-Messkonzept von Mitutoyo, das die gesamte Breite der erforderlichen Systemlösungen abbildet. Nicht zuletzt auch vor dem Hintergrund einer möglichst durchgehend ineinandergreifenden Messdatenerfassung und -speicherung.
So erlaubt beispielsweise die Datenmanagement-Software MeasurLink von Mitutoyo die Sammlung und Verwaltung von Daten aus elektronischen Messgeräten, RS232-Geräten, PC-gestützter Messtechnik, SPS und weiteren Quellen. Das ermöglicht nicht nur eine schnellere und genauere Datensammlung, sondern vereinfacht auch das Erstellen von Berichten, das Data-Mining und die Audit-Vorbereitung.
Leistungselektronik: Schaltzentrale und Impulsgeber
Sie ist gleichzeitig Gehirn, Nervensystem und Blutbahn, Impulsgeber und Befehlsempfänger: die Leistungselektronik im E-Automobil. Halbleiter, Leiterplatten, Elektronikmodule und Prozessoren bilden hier eine hochkomplexe und feinst abgestimmte Systemwelt. Entsprechend wird die Messtechnik hier geprägt von Bildverarbeitungssystemen und optischen Prüfgeräten von Mitutoyo, wie Messmikroskopen. Für die Qualitätsbewertung zum Beispiel von Chips und Bonddrähten oder die prüfende Betrachtung von gelöteten Chip-Kontakten.
Karosserie: Alles in Form?
Wird beim konventionellen Verbrennungsmotor so manches Nebengeräusch einfach „überspielt“, schlägt beim extrem leisen E-Auto jeder Misston direkt aufs Ohr – und auf die Wirtschaftlichkeit. Dies, weil sich nicht eingehaltene Toleranzen bei Oberfläche, Kontur und Form bei E-Automobilen unmittelbar nachteilig auf die Geräuschentwicklung sowie Effizienz und damit die Reichweite auswirken. Das gilt für nicht rund laufende Spindeln und Kugellager ebenso wie für nicht perfekt geformte und eingepasste Karosseriebauteile.
Der Blick auf die möglichst hohe Oberflächengüte mechanischer Komponenten und Karosserieflächen ist das angestammte Feld unter anderem der taktilen Koordinatenmessgeräte von Mitutoyo. Sie werden im Zuge der E-Mobilität nicht nur ihren angestammten Platz behaupten, sondern weiter an Bedeutung gewinnen. Daher finden sie ebenso ihren Platz im Konzept „Mitutoyo supports E-Mobility“ wie die hoch sensible Ultraschallantastung in Brennstoffzellen-Separatoren.
Mitutoyo supports E-Mobility: Messlösungen für die automobile Zukunft!