HepcoMotion의 V 가이드 시스템을 이용한 최첨단 전기차 배터리 생산설비

전기 자동차의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 EV 배터리는 개별 배터리 셀 및 함께 제공되는 모듈이 하나의 팩 형태로 구성된다. 예를 들어 BMW i3용 배터리는 총 96개의 배터리 셀로 이루어지는데, 12개의 셀묶음이 하나의 모듈이며 이러한 모듈 8개가 모여 하나의 팩을 이루는 형태이다. 따라서 긴 길이의 제조라인의 경우, 그만큼 다양한 요소들이 함께 결합되어야 한다. 하지만 콤팩트한 시스템을 만들어 공간효율성을 높이는 것 또한 언제나 매우 중요한 과제이다. 회사마다 생산방식은 서로 다르지만, 핵심 EV 배터리 제조업체들은 모두 수직 밀폐형 트랙을 사용하는데, 이는 공간 효율성을 최대화할 수 있기 때문이다. 설치공간은 동일하지만 2개의 생산라인을 평행한 수직구조로 배치하여 작동시키기 때문에 생산량이 2배가 된다. 여기에 액추에이터로 수직운동을 하는 짧은 트랙이 상부와 하부 트랙을 연결해준다. 이 시스템은 공간을 절약해줄 뿐만 아니라 제품을 단일방향으로 유지시켜주어 EV 배터리 생산에 유리하다.

수직 밀폐형 트랙을 좀더 살펴보면, 상부와 하부트랙을 연결하기 위해 수직으로 운동하는 짧은 트랙과 주 생산라인 사이에 작은 틈새가 있다. 참고로 전통적인 컨베이어 시스템이나 볼 레일 시스템은 이러한 틈새에 대한 대응이 불가능하며, 기타 일반 리니어 가이드 시스템 또한 이러한 틈새를 처리하여 캐리지의 부드러운 횡단을 보장해주기란 실질적으로 매우 어렵다. 하지만 Hepco의 V 가이드 시스템은 틈새나 연결부분의 원활한 횡단을 보장해주기 때문에 EVB 어플리케이션에서 더 큰 인기를 얻고 있다.

일반적으로 적재하중 20kg에 1m/s로 작동하는 무버는 인접한 트랙에 수직정렬 되어있는 구동 트랙을 통해 시스템을 따라 이동하면서 다양한 생산단계별 공정을 거치게 된다. SK 이노베이션은 Hepco의 베어링 6개가 장착된 캐리지를 사용하였는데, 이 중 4개의 베어링은 틈새를 횡단할 때 레일과 항상 맞물려 있으므로 캐리지와의 평행도를 유지하면서 틈새를 무리 없이 횡단하게 해준다. 중앙에 장착된 리니어 모터 유닛은 캐리지를 개별 작동시켜 줌으로써 각 캐리지별 복잡한 작동순서도 문제없이 실행시켜 준다.

해당 산업을 이끄는 또 다른 국내 유수의 화학회사인 LG 화학도 EV 배터리 필름을 생산하는 자동 시스템에 Hepco의 GV3 리니어 가이드를 사용하였다. 20m에 달하는 이 시스템에도 역시 수직 밀폐형 트랙과 GV3 리니어 가이드 제품들이 사용된다. 싱글에지 슬라이드와 베어링 6개 취부형 캐리지, 탑플레이트 추가형 조립 캐리지 등을 포함한 다양한 기능성 제품 및 폭넓은 시스템 배치옵션을 제공해주는 Hepco 제품은 EV 배터리 제조에 매우 이상적이라고 할 수 있다. 사실상 Hepco는 고객의 모든 요구사항을 충족시켜줄 수 있는 광범위한 솔루션을 제공하고 있다.

EV 업계의 가장 큰 도전과제 중 하나는 수요량에 적합한 생산을 하는 것이다. 현재 이 시장은 기하급수적으로 성장 중이며 모든 어플리케이션들이 높은 처리량을 요구하고 있기 때문에 적은 유지보수가 생산공정 최적화에 있어 핵심과제이다. 적은 유지보수란 인력 및 다운타임을 줄임으로써 그만큼 비용을 절감한다는 뜻인데, Hepco의 V 시스템은 마모의 징후가 보여도 생산시간에 큰 지장 없이 손쉽게 해결이 가능하여 다운타임을 줄여준다. 또한 유격 발생 시, 편심조정 기능을 사용하여 빠르고 간단하게 제거할 수 있다. V 베어링의 수명이 다한 경우에도 전체 셋트가 아닌 개별 부품만 교체하면 되므로 시간과 비용절감 효과가 크다. 또 한 가지 더 주목할 것은 V 가이드 시스템은 치명적인 고장이 없어 과도한 다운타임이나 시스템 전체를 교체해야 하는 등의 극한 상황을 방지해 준다는 점이다

특히 이 어플리케이션은 제품 이송용 SL2 캐리지를 각 생산장비 및 작업구간에 정밀하게 위치시키는 것이 주요 조건이었다. 또한 80N의 적재하중을 2m/s로 작동해야 하는 높은 사양의 어플리케이션이기도 하였다.

이런 유형의 어플리케이션에서 Hepco 제품이 특히 인기가 있는 또 다른 이유는 바로 뛰어난 컴플라이언스 때문이다.

많은 운전자들이 점점 전기차를 선택하고 있는 추세 속에서, 전기차 배터리 시장에 대한 장기적인 전망 또한 긍정적이다. SK 이노베이션이나 LG 화학, 삼성 SDI 등을 통해, 앞으로도 Hepco의 V 가이드 시스템은 EV 배터리 생산업체의 까다로운 요구를 충족시켜줄 뿐만 아니라, 보다 깨끗하고 환경친화적인 미래에 기여하는 핵심 역할을 하게 될 것으로 기대하고 있다