El IONIQ 5 es el primer vehículo eléctrico en aplicar la plataforma E-GMP (Electric-Global Modular Platform), una plataforma dedicada, y es el resultado de la última tecnología de Hyundai para vehículos ecológicos. El fabricante surcoreano ha publicado un interesante vídeo en el que podemos ver el proceso de fabricación del nuevo IONIQ 5.
El proceso de producción de vanguardia del IONIQ 5, donde la tecnología de última generación y los materiales ecológicos se entrelazan con precisión, es el lugar de nacimiento de la movilidad inteligente y un modelo para un futuro sostenible. Además, a través del vídeo, se puede ver vívidamente el innovador proceso de fabricación de piezas que solo se aplican a vehículos eléctricos dedicados, como la ICCU (Unidad de Control de Carga Integrada), el sistema PE (Sistema de Potencia Eléctrica) y el paquete de baterías, que son elementos clave del IONIQ 5.
Hemos analizado el avanzado proceso de automatización del IONIQ 5, que es el lugar de nacimiento de la movilidad inteligente y presenta un modelo para la fábrica inteligente a la que aspira Hyundai.
El elemento central «ICCU» que realiza la función V2L, la función representativa del IONIQ 5
El vídeo del proceso de producción del IONIQ 5 comienza con el montaje de la ICCU. La ICCU es un sistema de carga integrado recién desarrollado por Hyundai para cargar tanto la batería de alto voltaje como la batería auxiliar instaladas en los vehículos eléctricos.
En la ICCU, todos los procesos de fabricación se realizan de forma automática, desde el movimiento, montaje y soldadura de piezas individuales hasta el traslado del producto terminado. Debido a la naturaleza de los dispositivos de suministro de energía que requieren un entorno de trabajo limpio y precisión, la línea de producción está instalada en una sala limpia.
La ICCU es absolutamente necesaria para usar la función V2L (Vehicle to Load), una función representativa del IONIQ 5. Los vehículos eléctricos existentes solo eran capaces de realizar una carga unidireccional, que suministra energía externa al interior del vehículo.
El IONIQ 5 puede suministrar 3,5 kW de potencia, que es superior a los 3 kW de potencia contratada para una vivienda general, a través de la función V2L, y puede hacer funcionar un aire acondicionado de 17 pyeong y un televisor de 55 pulgadas simultáneamente durante aproximadamente 24 horas, dependiendo de la capacidad de la batería. También se puede usar el IONIQ 5 como un gran banco de energía para hacer funcionar aparatos electrónicos o cargar otros vehículos eléctricos en actividades al aire libre o campings.
Sistema de propulsión para vehículos eléctricos «sistema PE» en el que se integran el motor, el reductor y el inversor
La siguiente escena en el proceso de fabricación de la ICCU es el sistema PE, que es un sistema de propulsión para vehículos eléctricos que reemplaza el tren motriz de un vehículo de combustión interna. El sistema PE de E-GMP, que es la base del IONIQ 5, se caracteriza por integrar el motor necesario para la conducción, el reductor que convierte la potencia en el par y la velocidad requeridos por el vehículo, y el inversor que convierte la potencia y controla el par del motor. Debido a esto, el sistema PE de E-GMP se reduce significativamente en tamaño y peso en comparación con el sistema existente.
El motor de tracción aplicado al sistema PE del IONIQ 5 utiliza un método de bobinado en horquilla, una técnica de construcción avanzada. La tecnología de bobinado en horquilla emplea, literalmente, una bobina de sección rectangular que recuerda la forma de una horquilla (hairpin). Tras el proceso robótico de ensamblaje de los bobinados en horquilla y el estátor bobinado, se añade el minucioso trabajo de conexión de los operarios para completar la compleja estructura interna. Después, el sistema PE, que integra motor, reductor e inversor, recibe un número de identificación único y queda listo para ser montado en el IONIQ 5.
Una «batería» donde células y módulos se unen para formar un conjunto
En el proceso de ensamblaje de la batería, que es la fuente de energía de los vehículos eléctricos y el corazón del IONIQ 5, los movimientos armoniosos de los robots recuerdan a las líneas de producción de semiconductores. La batería del IONIQ 5 consta de 12 células, la unidad básica de una batería, que forman un módulo estandarizado, y los módulos se combinan para formar el conjunto de la batería.
Una célula de batería es la unidad básica de una batería de iones de litio que puede utilizarse cargando y descargando energía eléctrica. El electrodo positivo, el electrodo negativo, el separador y el electrolito se colocan previamente en una carcasa con forma de bolsa y se entregan a la fábrica. La célula de batería tipo bolsa utilizada para el E-GMP puede satisfacer la capacidad energética deseada con un número reducido de células, y ofrece una excelente competitividad en costes de fabricación y proceso productivo.
El módulo de batería se refiere a un conjunto de módulos de batería (BMA) que se agrupan en un número determinado y se colocan en un bastidor para proteger las células de golpes externos, calor, vibraciones, etc. Hyundai Motor Group desarrolló el E-GMP y estandarizó las células y los módulos de batería. Gracias a ello, cuando la batería se daña, se puede sustituir por módulos en lugar de toda la batería, lo que no solo reduce los costes de reparación, sino que también mejora la competitividad en fabricación y calidad.
Una batería es la forma final del sistema de batería montado en un vehículo eléctrico, y está compuesta por un número determinado de módulos. La batería del IONIQ 5 se divide en un tipo básico y un tipo constante según las especificaciones, y el número de módulos montados en la batería cambia en consecuencia. Basado en el E-GMP, el Ioniq 5 ofrece un aumento del 10 % en la densidad energética en comparación con los vehículos eléctricos convencionales que utilizan una batería del mismo tamaño, gracias a un sistema de batería estandarizado, lo que permite configurar un sistema de batería más eficiente y ligero.
El montaje del paquete de baterías comienza con el proceso de fijar una almohadilla de material poroso a la celda. Cuando un operario coloca una almohadilla de PU (poliuretano) en la placa de trabajo, el equipo automatizado aspira la almohadilla y retira la película de doble cara. Después, la almohadilla con la película retirada se vuelve a colocar sobre la celda y se adhiere completamente aplicando alta presión.
En este proceso, la clave es que el equipo automatizado controle las características de la almohadilla de PU, que es propensa a problemas debido a la influencia de la electricidad estática. La celda con la almohadilla de PU se traslada al siguiente proceso tras comprobar, mediante el sistema de visión (una inspección visual automatizada con cámara), si está colocada en la posición correcta y si la película se ha retirado con normalidad.
En el proceso posterior, un robot articulado de 6 ejes apila 12 celdas una a una sobre una cinta transportadora para formar un módulo. Dado que la ubicación de cada celda influye de forma determinante en la calidad de la batería, las celdas se colocan en la posición correcta con una desviación máxima de 0,2 mm. Teniendo en cuenta que las celdas son frágiles y se dañan con facilidad, todas las operaciones de la instalación se realizan manteniendo la presurización adecuada.
El módulo de batería instalado en el IONIQ 5 se desarrolló específicamente para la plataforma E-GMP, la plataforma dedicada de vehículos eléctricos de Hyundai. Por eso el tamaño del módulo de batería que se ve en el vídeo es tan compacto.
Después, se agrupan varios módulos para formar un paquete. El proceso de montaje del paquete de baterías comienza cubriendo la carcasa superior con la inferior, que incorpora el BMA, la barra colectiva (un conductor en forma de barra que permite la conexión eléctrica), los cables eléctricos y las juntas para mantener la estanqueidad del paquete.
Las carcasas superior e inferior de la batería se fijan con un total de 70 tornillos y tuercas. En ese momento, tras verificar la posición exacta del tornillo y la tuerca mediante el sistema de visión, la información se transmite al robot articulado de 6 ejes equipado con un atornillador automático (herramienta eléctrica que aprieta la tuerca). Cuando el robot articulado de 6 ejes aprieta automáticamente los tornillos y las tuercas según el estándar establecido, el proceso de montaje del paquete de baterías se da por finalizado.
El «vehículo de transporte no tripulado» que anticipa la futura fábrica inteligente
El paquete de baterías terminado se carga en el Vehículo Guiado Automatizado (AGV) de Hyundai, que se desplaza siguiendo una ruta en el mapa almacenado, y se transporta a una ubicación predeterminada. El sistema de transporte no tripulado es un sistema que evita de forma autónoma los obstáculos circundantes y encuentra la ruta óptima hasta el destino mediante comunicación inalámbrica y sensores anticolisión, aumentando la productividad al conducirse de forma autónoma.
La ventaja del sistema de transporte no tripulado es que se mejora el entorno de trabajo y la seguridad, ya que el operario no tiene que arrastrar manualmente piezas pesadas. Además, las piezas pueden trasladarse en el momento y lugar correctos mediante un control en tiempo real, y el tamaño de la fábrica se optimiza minimizando el movimiento de los dispositivos de transporte no tripulados, al tiempo que se facilita el control de calidad de las piezas. La fábrica inteligente de Hyundai se caracteriza por aplicar métodos de automatización innovadores como la inteligencia artificial (IA) y la tecnología robótica.
Montaje de la carrocería para completar el aspecto del IONIQ 5
El paquete de baterías, que se carga en el dispositivo de transporte no tripulado y se traslada a un lugar designado, se encuentra con el ICCU, el sistema PE, la suspensión delantera y trasera y el tren motriz para completar la plataforma E-GMP. De este modo, mientras la plataforma E-GMP se completa de forma secuencial, la carrocería del Ioniq 5 se fabrica en el otro lado.
El proceso de trabajo continúa desde la línea de carrocería, que completa el aspecto ensamblando los paneles y esqueletos que componen la carrocería, hasta la línea de pintura para dar color. Tras que los robots industriales ensamblen la carrocería con movimientos precisos y finalicen la pintura con movimientos flexibles y delicados, el IONIQ 5 adquiere por fin su aspecto.
Después de combinar la plataforma E-GMP y la carrocería en una sola unidad, está listo para pasar a la línea de diseño para rellenar los detalles. Para aumentar considerablemente la protección de la batería del IONIQ 5 durante el proceso de montaje, se añade un soporte de 8 puntos que se fija con tornillos largos desde la parte inferior de la batería hasta el interior del suelo de la carrocería.
Cuando se añaden elementos detallados como faros/luces traseras, parabrisas/lunas, ruedas/neumáticos, cuadro de instrumentos/pantalla de infoentretenimiento y diversos equipos electrónicos/sensores al IONIQ 5, se completa el IONIQ 5 que todos conocemos.
«Inspección intensiva de sistemas de a bordo» para garantizar la fiabilidad de la calidad del Ioniq 5
El IONIQ 5 de Hyundai, equipado con diversos sistemas de a bordo, pasa por un proceso de inspección intensiva para comprobar que las distintas funciones funcionan correctamente. El ordenador introduce los datos configurados y, según esos datos, diversos sensores como cámaras y radares funcionan de forma correcta, rápida y precisa.
El IONIQ 5 está equipado con un Monitor de Visión Periférica (SVM), un Head Up Display (HUD), un Radar de Esquina Delantero y un Retrovisor Digital Lateral a través del sistema de inspección correspondiente. Se verifican y corrigen funciones, etc. El sistema de inspección electrónica que comprueba el funcionamiento normal de los equipos electrónicos avanzados y diversos sistemas se caracteriza por reducir las variaciones en la calidad y aumentar la fiabilidad.
Tras la inspección intensiva de los sistemas de a bordo, el proceso de producción del IONIQ 5 finaliza por completo después de que el último proceso, la línea de diseño, se complete con la habilidad y el toque de los trabajadores cualificados y pase por el proceso de control de calidad final.
El IONIQ 5 de Hyundai nació basado en el ecosistema de la fábrica inteligente
Como se ha visto anteriormente, el IONIQ 5 nace de un ecosistema de fábrica inteligente que busca la innovación en los sistemas de fabricación. La fábrica inteligente de Hyundai aspira a utilizar la tecnología de la información y la comunicación (TIC) para recopilar y analizar todos los datos del sistema dentro de la fábrica, incluidos el control de calidad del producto, las instalaciones de producción y la logística, así como la información externa, en grandes datos. Es un sistema que gestiona una fábrica.
La operación de la fábrica inteligente mediante inteligencia artificial y grandes datos tiene como objetivo crear los mejores productos para los consumidores. El objetivo es eliminar procesos innecesarios y aumentar la precisión y eficiencia de la producción de productos basándose en datos precisos.
Mientras tanto, Hyundai Motor Company ha realizado un gran esfuerzo para construir un ecosistema de fábrica inteligente que le permita producir una variedad de coches de forma rápida y eficiente en un solo espacio, introduciendo un método de producción automatizado innovador y avanzado para responder ágilmente a las necesidades individuales de los clientes.
Antes de construir la fábrica inteligente, también se desarrollaron diversas tecnologías de producción. En 2017, introdujo un sistema de etiquetas inteligentes compuesto por un sensor de seguimiento de ubicación, una memoria de alta capacidad y un chip de comunicación inalámbrica. Este sistema es una tecnología que ayuda al robot de ensamblaje a identificar qué tipo de coche es y ensamblarlo. El sistema de inspección intensiva de longitud completa de Hyundai, presentado en 2018, es un sistema que ha mejorado la eficiencia al cambiar la inspección de calidad ADAS, que se realizaba en varios procesos, a un método de proceso único utilizando seis robots colaborativos.
La tecnología de inteligencia artificial de Hyundai, considerada una tecnología clave para construir una fábrica inteligente, también se está aplicando. Está elevando el nivel de calidad de la pintura del automóvil mediante la tecnología de escaneo y reconocimiento de aprendizaje profundo para el papel de inspección de pintura, que combina la tecnología de inteligencia artificial con el proceso de inspección de pintura del automóvil.
El IONIQ 5, creado a través de un ecosistema de fábrica inteligente basado en una plataforma exclusiva para vehículos eléctricos. Se espera que la movilidad inteligente de próxima generación que proporcionará una nueva experiencia de movilidad, el IONIQ 5, cambie el entorno de la industria de la movilidad en el futuro.
Fuente: HMG
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