L'IONIQ 5 est le premier véhicule électrique à utiliser l'E-GMP (Electric-Global Modular Platform), une plateforme dédiée, et incarne le savoir-faire le plus récent de Hyundai en matière de véhicules écologiques. Le constructeur sud-coréen a dévoilé une vidéo intéressante qui nous permet de découvrir le processus de fabrication de la nouvelle IONIQ 5.
Le processus de production de pointe de l'IONIQ 5, où les technologies de nouvelle génération et les matériaux écologiques s'entremêlent avec précision, est le berceau de la mobilité intelligente et un modèle pour un avenir durable. De plus, grâce à cette vidéo, vous pouvez observer en détail le processus de fabrication innovant de composants exclusifs aux véhicules électriques dédiés, tels que l'ICCU (Integrated Charging Control Units), le système PE (Power Electric System) et le bloc-batterie, qui sont des éléments clés de l'IONIQ 5.
Nous avons examiné le processus d'automatisation avancé de l'IONIQ 5, qui est le berceau de la mobilité intelligente et présente un modèle pour l'usine intelligente que Hyundai vise.
L'élément central « ICCU » qui assure la fonction V2L, représentative de l'IONIQ 5
La vidéo du processus de production de l'IONIQ 5 commence par l'assemblage de l'ICCU. L'ICCU est un système de charge intégré nouvellement développé par Hyundai pour charger à la fois la batterie haute tension et la batterie auxiliaire installées dans les véhicules électriques.
Dans l'ICCU, tous les processus de fabrication sont entièrement automatisés, du déplacement, de l'assemblage et du soudage des pièces individuelles jusqu'au déplacement du produit fini. En raison de la nature des dispositifs d'alimentation électrique qui nécessitent un environnement de travail propre et une grande précision, la ligne de production est installée dans une salle blanche.
L'ICCU est absolument nécessaire pour utiliser la fonction V2L (Vehicle to Load), une fonction représentative de l'IONIQ 5. Les véhicules électriques existants n'étaient capables que d'une charge unidirectionnelle, qui transmet l'énergie externe à l'intérieur du véhicule.
L'IONIQ 5 peut fournir une puissance de 3,5 kW, supérieure à la puissance souscrite de 3 kW pour un logement standard, via la fonction V2L. Elle peut ainsi faire fonctionner simultanément un climatiseur de 17 pyeong et une télévision de 55 pouces pendant environ 24 heures, selon la capacité de la batterie. Vous pouvez également utiliser l'IONIQ 5 comme une grande batterie externe pour faire fonctionner des appareils électroniques ou recharger d'autres véhicules électriques lors d'activités de plein air ou sur des sites de camping.
Le système d'entraînement du véhicule électrique « système PE » intégrant le moteur, le réducteur et l'onduleur
La scène suivante du processus de fabrication de l'ICCU est le système PE, qui est un entraînement de véhicule électrique remplaçant la chaîne cinématique d'un véhicule à moteur à combustion interne. Le système PE de l'E-GMP, qui est la base de l'IONIQ 5, se caractérise par l'intégration du moteur nécessaire à la propulsion, du réducteur qui convertit la puissance en couple et en vitesse requis par le véhicule, et de l'onduleur qui convertit la puissance et contrôle le couple du moteur. De ce fait, le système PE de l'E-GMP est considérablement réduit en taille et en poids par rapport au système existant.
Le moteur de traction intégré au système PE de l’IONIQ 5 utilise un bobinage en épingle à cheveux, une méthode de construction de haut niveau. Cette technologie, littéralement en forme d’épingle à cheveux, repose sur une bobine à section rectangulaire. Une fois le processus robotisé d’assemblage des bobinages en épingle et du stator enroulé terminé, le travail de connexion minutieux des opérateurs vient parachever la structure interne complexe. Ensuite, le système PE, qui intègre le moteur, le réducteur et l’onduleur, se voit attribuer un numéro unique et est prêt à être monté sur l’IONIQ 5.
Un « pack batterie » où cellules et modules s’assemblent pour ne former qu’un
Dans le processus d’assemblage du pack batterie, source d’énergie des véhicules électriques et cœur de l’IONIQ 5, les mouvements harmonieux des robots rappellent les chaînes de production de semi-conducteurs. Le pack batterie de l’IONIQ 5 se compose de 12 cellules, l’unité de base de la batterie, formant un module standardisé, et les modules s’assemblent pour constituer un pack.
Une cellule de batterie est l’unité de base d’une batterie lithium-ion, pouvant être utilisée en chargeant et déchargeant de l’énergie électrique. L’électrode positive, l’électrode négative, le séparateur et l’électrolyte sont placés à l’avance dans un boîtier en forme de poche et livrés à l’usine. La cellule de type poche utilisée pour l’E-GMP permet d’atteindre la capacité énergétique souhaitée avec un nombre réduit de cellules, et offre une excellente compétitivité en termes de coût de fabrication et de processus de production.
Le module batterie désigne un ensemble de modules batterie (BMA) regroupés en nombre défini et placés dans un cadre pour protéger les cellules des chocs externes, de la chaleur, des vibrations, etc. Hyundai Motor Group a développé l’E-GMP et standardisé les cellules et modules de batterie. Grâce à cela, en cas d’endommagement de la batterie, celle-ci peut être remplacée par module plutôt qu’intégralement, ce qui réduit non seulement les coûts de réparation, mais améliore également la compétitivité en matière de fabrication et de qualité.
Un pack batterie est la forme finale du système de batterie monté sur un véhicule électrique, et se compose d’un nombre déterminé de modules. Le pack batterie de l’IONIQ 5 se divise en un type de base et un type constant selon les spécifications, et le nombre de modules montés dans le pack varie en conséquence. Basé sur l’E-GMP, l’IONIQ 5 bénéficie d’une augmentation de 10 % de la densité énergétique par rapport aux véhicules électriques classiques utilisant une batterie de même taille, grâce à un système de batterie standardisé, permettant de configurer un système de batterie plus efficace et plus léger.
L’assemblage du bloc-batterie commence par la fixation d’un coussin en matériau poreux sur la cellule. Lorsqu’un opérateur place un coussin en PU (polyuréthane) sur le plateau de travail, l’équipement automatisé aspire le coussin et retire le film double face. Ensuite, le coussin, une fois le film retiré, est repositionné sur la cellule et fermement collé par application d’une forte pression.
Dans ce processus, l’élément clé réside dans le fait que l’équipement automatisé maîtrise les caractéristiques du coussin en PU, sujet à des problèmes sous l’effet de l’électricité statique. La cellule munie du coussin en PU est transférée à l’étape suivante après vérification, via un système de vision (inspection visuelle automatisée par caméra), de son positionnement correct et du retrait normal du film.
À l’étape suivante, un robot articulé à 6 axes empile 12 cellules une par une sur un convoyeur pour former un module. La position de chaque cellule ayant un impact décisif sur la qualité de la batterie, les cellules sont placées à l’emplacement exact avec une tolérance de 0,2 mm. Compte tenu de la fragilité des cellules, toutes les opérations sont effectuées en maintenant une pressurisation adéquate.
Le module de batterie installé dans l’IONIQ 5 a été spécialement développé pour l’E-GMP, la plateforme dédiée aux véhicules électriques de Hyundai. C’est pourquoi la taille du module de batterie visible dans la vidéo est très compacte.
Ensuite, plusieurs modules sont rassemblés pour former un pack. L’assemblage du pack-batterie commence par la mise en place du capot supérieur sur le capot inférieur, équipé du BMA, de la barre omnibus (un conducteur en forme de barre permettant la connexion électrique), des câbles électriques et des joints d’étanchéité pour garantir l’étanchéité du pack.
Les capots supérieur et inférieur de la batterie sont fixés à l’aide de 70 boulons et écrous. À ce stade, après avoir vérifié la position exacte du boulon et de l’écrou via le système de vision, les informations sont transmises au robot articulé à 6 axes équipé d’une clé à écrou (outil motorisé serrant l’écrou). Lorsque le robot articulé à 6 axes serre automatiquement les boulons et écrous selon les critères définis, l’assemblage du pack-batterie est terminé.
Un « véhicule de transport sans conducteur » prêt pour l’usine intelligente du futur
Le pack-batterie terminé est chargé sur le véhicule à guidage automatique (AGV) de Hyundai, qui se déplace le long d’un itinéraire défini sur une carte stockée, et transporté vers un emplacement prédéterminé. Ce système de transport sans conducteur évite de manière autonome les obstacles environnants et trouve l’itinéraire optimal vers la destination grâce à la communication sans fil et aux capteurs anti-collision, augmentant ainsi la productivité par une conduite autonome.
L’avantage du système de transport sans opérateur réside dans l’amélioration des conditions de travail et de la sécurité, puisque l’opérateur n’a plus à traîner manuellement de lourdes pièces. De plus, les pièces peuvent être déplacées au bon moment et au bon endroit grâce à un contrôle en temps réel, et la taille de l’usine est optimisée en minimisant les déplacements des engins de transport automatisés, tandis que le contrôle qualité des pièces est facilité. La smart factory de Hyundai se caractérise par l’application de méthodes d’automatisation innovantes, telles que l’intelligence artificielle (IA) et la robotique.
Assemblage de la carrosserie pour finaliser l’apparence de l’IONIQ 5
Le bloc-batterie, chargé sur l’engin de transport automatisé et acheminé vers un emplacement désigné, rencontre l’ICCU, le système PE, les suspensions avant et arrière ainsi que la chaîne de traction pour former la plateforme E-GMP. Ainsi, tandis que la plateforme E-GMP est assemblée séquentiellement, la carrosserie de l’IONIQ 5 est fabriquée de l’autre côté.
Le processus se poursuit de la ligne de carrosserie, qui assemble les panneaux et l’ossature pour façonner l’apparence, jusqu’à la ligne de peinture pour la mise en couleur. Après que les robots industriels ont assemblé la carrosserie avec des mouvements précis et appliqué la peinture avec souplesse et délicatesse, l’IONIQ 5 acquiert enfin son apparence définitive.
Une fois la plateforme E-GMP et la carrosserie réunies, le véhicule est prêt à passer à la ligne de design pour les finitions intérieures. Afin d’augmenter considérablement la protection de la batterie de l’IONIQ 5 lors de l’assemblage, un système de fixation à 8 points, vissé avec de longs boulons depuis le dessous de la batterie jusqu’à l’intérieur du plancher de la carrosserie, est ajouté.
Lorsque des éléments détaillés tels que les phares/feux arrière, le pare-brise/les vitres, les roues/pneus, le tableau de bord/l’écran d’infodivertissement, ainsi que divers équipements électroniques et capteurs sont installés sur l’IONIQ 5, le modèle familier est finalisé.
« Inspection intensive du champ de bataille » pour garantir la fiabilité de la qualité de l’IONIQ 5
L’IONIQ 5 de Hyundai, doté de divers systèmes embarqués, passe par un processus d’inspection intensive pour vérifier le bon fonctionnement de ses nombreuses fonctions. L’ordinateur saisit les données configurées, et en fonction de celles-ci, divers capteurs tels que les caméras et les radars fonctionnent correctement, rapidement et avec précision.
L’IONIQ 5 est équipé d’un moniteur de vision panoramique (SVM), d’un affichage tête haute (HUD), d’un radar d’angle avant et d’un rétroviseur numérique latéral, dont les fonctions sont vérifiées et corrigées via ce système d’inspection. Le système de contrôle électronique, qui vérifie le bon fonctionnement des équipements électroniques avancés et des divers systèmes, se caractérise par une réduction des variations de qualité et une fiabilité accrue.
Après l’inspection intensive du champ de bataille, le processus de production de l’IONIQ 5 s’achève enfin : la dernière étape, la ligne de design, bénéficie du savoir-faire et de la touche des ouvriers qualifiés, avant de passer par le contrôle qualité final.
L’IONIQ 5 de Hyundai est né de l’écosystème de la smart factory
Comme on peut le voir ci-dessus, l'IONIQ 5 est né d'un écosystème d'usine intelligente qui vise l'innovation des systèmes de fabrication. L'usine intelligente de Hyundai utilise les technologies de l'information et de la communication (TIC) pour collecter et analyser toutes les données du système au sein de l'usine, y compris le contrôle qualité des produits, les équipements de production et la logistique, ainsi que les informations externes, sous forme de big data. Il s'agit d'un système qui fait fonctionner une usine.
L'exploitation d'une usine intelligente grâce à l'intelligence artificielle et au big data vise à créer les meilleurs produits pour les consommateurs. L'objectif est d'éliminer les processus inutiles et d'augmenter la précision et l'efficacité de la production de produits sur la base de données précises.
Entre-temps, Hyundai Motor Company a déployé beaucoup d'efforts pour construire un écosystème d'usine intelligente afin de pouvoir produire une variété de voitures rapidement et efficacement dans un seul espace, en introduisant une méthode de production automatisée innovante et avancée pour répondre avec agilité aux besoins individuels des clients.
Avant de construire une usine intelligente, diverses technologies de production ont également été développées. En 2017, elle a introduit un système d'étiquettes intelligentes composé d'un capteur de localisation, d'une mémoire à haute capacité et d'une puce de communication sans fil. Ce système est une technologie qui aide le robot d'assemblage à identifier le type de voiture et à l'assembler. Le système d'inspection intensive de la longueur totale de Hyundai, dévoilé en 2018, est un système qui a amélioré l'efficacité en transformant l'inspection qualité ADAS, qui était effectuée en plusieurs processus, en une méthode de processus unique utilisant six robots coopératifs.
La technologie d'intelligence artificielle de Hyundai, considérée comme une technologie clé pour la construction d'une usine intelligente, est également appliquée. Elle élève le niveau de qualité de la peinture automobile grâce à une technologie de reconnaissance par balayage d'apprentissage profond pour le papier d'inspection de peinture, qui combine la technologie d'intelligence artificielle avec le processus d'inspection de peinture automobile.
L'IONIQ 5, créé grâce à un écosystème d'usine intelligente basé sur une plateforme dédiée aux véhicules électriques. La mobilité intelligente de nouvelle génération qui offrira une nouvelle expérience de mobilité, l'IONIQ 5, devrait changer l'environnement de l'industrie de la mobilité à l'avenir.
Source : HMG
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