Ingenieurstudien · Herunterladbar

Ausfallsicheres Design und Fehlerinjektionsvalidierung für Werkzeuge zur Handhabung von Traktionsbatteriepaketen

Definieren Sie die zulässigen strukturellen Kontaktbereiche, Lastpfade und abnormalen Zustände eines Traktionsbatteriesatzes und konfigurieren Sie dann positive mechanische Unterstützung, selbsthaltende Sperren, Freigabe bei unterstützter Last und Diagnose mithilfe mehrerer Signale. Verwenden Sie die gestaffelte Fehlerinjektion, um Lasterhaltung, Stopp, Alarme und sichere Wiederherstellung zu überprüfen.

AUREK-RC-AR-039VersionV1.0Aktualisiert2026-09-07Lesezeit ca. 24 Minuten

Technische Studien
Anschauliches Bild des Themas; Es werden keine spezifischen Geräte oder ein Kundenstandort angezeigt
← Zum Dokumentenkatalog
Kernpunkte dieses Artikels
  • Definieren Sie zunächst die Lastpfade durch formschlüssige mechanische Unterstützung und mechanische Selbsthaltung und konfigurieren Sie dann die Betätigung und Überwachung.
  • Halten Sie nach einem Fehler die Last zurück, stoppen Sie gefährliche Bewegungen, verhindern Sie die Freigabe und stellen Sie einen sicheren Wiederherstellungspfad bereit.
  • Entwickeln Sie Fehlerinjektionsfälle für Druck, Ventile, Verriegelung, Sensoren, Kommunikation, Nichtübereinstimmungen und unbeabsichtigte Freigabebefehle.
  • Schrittweiser Fortschritt von Simulation und Ersatzlasten bis hin zu tatsächlichen Batteriepaketen, mit Aufzeichnungen, die auf die entsprechenden Sicherheitsanforderungen zurückführbar sind.
Studiengrundlage: Dieser Bericht stellt eine Forschungsmethode und einen Validierungsplan vor. Es enthält keine abgeschlossenen Fehlerinjektionstests für einen bestimmten Akkupack-Greifer oder eine Konformitätsbescheinigung. Legen Sie Projektlasten und Reaktionskriterien durch Risikobewertung, tatsächliche Lasttests und technische Anforderungen des Kunden fest.

00 Executive Summary

Traktionsbatteriesätze sind schwer und haben komplexe Schwerpunkte. Ihre Gehäuse, Dichtflächen, Hochspannungsanschlüsse und Kühlschnittstellen sind empfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen und beschädigte Zellen können zusätzliche Risiken darstellen. Luft- oder Stromausfall, unvollständige Verriegelung, falsche Sensorsignale oder unbeabsichtigte Freigabe können zu einem Sturz führen und das Gehäuse, die Isolierung oder das Kühlsystem beschädigen. GB 38031-2025 trat am 1 Juli 2026 in Kraft und legt Sicherheitsanforderungen für Traktionsbatterien fest, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden [1]. Es befasst sich mit der Sicherheit von Batterieprodukten und ersetzt nicht das mechanische Sicherheitsdesign von Handhabungswerkzeugen. Die Werkzeugkonstruktion muss daher mechanische Schäden und ungewöhnliche Energieereignisse kontrollieren.

Die ausfallsichere Architektur kombiniert positive mechanische Unterstützung, mechanisch selbsthaltende Sperren, eine Freigabesperre bei unterstützter Last und Diagnose mithilfe mehrerer Signale. Das Halten schwerer Lasten sollte nicht in erster Linie von Reibung oder kontinuierlichem Luftdruck abhängen. Der mechanische Lastpfad und der geschlossene, verriegelte Zustand müssen eindeutig sein; Die Unterstützung muss vor der Freigabe bestätigt werden, wobei Druck, Position, Verriegelung und Lastzustände gemeinsam überwacht werden. Sicherheitsbezogene Steuerungsfunktionen können nach ISO 13849-1:2023 entworfen und durch Analyse und Tests nach ISO 13849-2:2012 [2][3] validiert werden. Das erforderliche Leistungsniveau wird durch die spezifische Risikobewertung bestimmt.

Die wichtigsten Ergebnisse

  • Schwere Batteriepacks müssen geometrische Unterstützung und mechanisch selbsthaltende Merkmale als primären Lastpfad verwenden; Eine einzelne pneumatische Druck-, Vakuum- oder Reibungsfunktion darf nicht die einzige Maßnahme zur Verhinderung von Stürzen sein.
  • Das ausfallsichere Verhalten zielt darauf ab, die Last zu halten, gefährliche Bewegungen zu stoppen und die Freigabe zu verhindern und gleichzeitig einen diagnostizierbaren Wiederherstellungspfad aufrechtzuerhalten. Eine Weiterproduktion nach einem Fehler darf nicht das Ziel sein.
  • Die Fehlerinjektion muss festsitzende Sensoren, Signalkurzschlüsse/-unterbrechungen, festsitzende Ventile, gebrochene Rohre, Druckabfälle, Kommunikationsausfälle, Rezeptkonflikte und falsche Freigabebefehle abdecken.
  • Übergang von niedriger zu hoher Energie, Ersatzlasten zu tatsächlichen Batteriepaketen und einzelne Fehler zu gerechtfertigten Fehlerkombinationen.
  • Validierungsaufzeichnungen müssen jede Sicherheitsanforderung mit ihren Fehlerannahmen, Testschritten, Rohsignalen, Bewertungen und Korrekturmaßnahmenergebnissen verknüpfen, um eine vollständige Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten.

01Forschungsumfang und Sicherheitsziele

Diese Studie befasst sich mit speziellen Werkzeugen für Batteriemodule, untere Gehäuse, Batteriewannen und komplette Traktionsbatteriepakete während der Montage, Inspektion, Reparatur und streckenseitigen Übertragung. Der Träger kann ein pneumatischer Industriemanipulator, ein Hebegerät, ein Roboter oder eine Sondermaschine sein. Der Umfang umfasst die Werkzeuge und ihre Steuerschnittstellen, ausgenommen das elektrochemische Design der Zelle, die Zertifizierung von BMS-Algorithmen und Transportvorschriften.

Die Sicherheitsziele lassen sich in vier Kategorien einteilen: Schutz des Personals vor Gefahren durch herunterfallende Lasten und Quetschungen; Vermeiden Sie Handhabungsschäden am Akkugehäuse, an den Dichtflächen oder an den Schnittstellen, die über die Produktgrenzen hinausgehen. verhindern, dass ein einzelner Werkzeugfehler direkt zu einer gefährlichen Freisetzung führt; und bieten definierte Schritte zum Übertragen der Last auf eine sichere Stütze während eines anormalen Zustands. ISO 12100 fordert die Gefahrenerkennung und Risikominderung im gesamten Maschinenlebenszyklus [4], während ISO/TR 20218-1 Sicherheitsrichtlinien für die Konstruktion und Integration von Roboter-Endeffektoren bereitstellt [5].

01 Forschungsumfang und Sicherheitsziele – Datentabelle
SicherheitsfunktionTriggerbedingungZielreaktionErforderliche Datensätze
Griff-/UnterstützungsbestätigungVor der AbholungDas Heben ist ohne Bestätigung verbotenPosition, Druck/Kraft, Sperrstatus
LadungserhaltungVerlust der Luftversorgung, Verlust der Stromversorgung, VentilausfallKeine gefährliche Freisetzung; Bewegung gestopptHaltezeit, Verschiebung und Strukturzustand
Version mit unterstützter LastWerkstück in zulässiger Ausrichtung gelagertDas Entriegeln/Entspannen ist erst nach diesen Prüfungen zulässigUnterstützt Signal-, Positions- und Befehlsaufzeichnung
Vermeidung von FehlanpassungenBatteriemodell/Werkzeug/Rezept ist inkonsistentKlemmen und Heben gesperrtID, Rezeptversion, Verriegelungsprotokoll
Wiederherstellung nach einem abnormalen ZustandJeder sicherheitsrelevante FehlerEintritt in den kontrollierten Absetz- oder WartungszustandWiederherstellungsschritte und Autorisierungsdatensätze

02Tragfähige Architektur und ausfallsichere Prinzipien

02.1 Positive mechanische Unterstützung

Definieren Sie den Stützweg anhand der strukturellen und kontaktfreien Bereiche auf der Unterseite des Batteriepakets. Bevorzugen Sie Tragarme, Gabelstützen, Befestigung durch tragende Löcher oder Seitenschienen oder vom Produktlieferanten genehmigte mechanische Greifpunkte. Wenn Zylinder oder Motoren das Werkzeug schließen, positionieren oder verriegeln, muss die Struktur auch nach einem Energieverlust für die Beibehaltung der Last sorgen und darf nicht sofort ihre gesamte Haltefähigkeit verlieren.

Bei der Kraftübertragung durch Reibungsklemmung sind überprüfbare Daten für den Mindestreibungskoeffizienten, Kontaktmaterialien, Oberflächenbeschaffenheit und Klemmkraft zu erhalten. Bewerten Sie auch die Auswirkungen der Klemmung auf Gehäuse, Kühlplatte, Dichtflächen und Beschichtungen. Für die Schwerlasthaltung prüfen Sie zunächst die positive mechanische Unterstützung. Eine Erhöhung der Klemmkraft allein reicht nicht aus, um dem Risiko zu begegnen.

02.2 Lastfälle und Beispielberechnungen

F_eq = m · (g + a_z) + F_shock F_design = S_L · F_eq

Gehen Sie von einer Akkumasse von 650 kg und einer maximalen Aufwärtsbeschleunigung von 0.25g ohne zusätzliche Stoßbelastung aus. Die äquivalente Vertikallast beträgt ungefähr 7.97 kN. Mit dem Beispielsicherheitsfaktor S_L=2.0 beträgt die konstruktive Vertikallast ca. 15.9 kN; Vier ideale, gleichmäßig belastete Stützpunkte tragen im Durchschnitt etwa 4.0 kN pro Punkt. Bei der tatsächlichen Konstruktion müssen außerdem Schwerpunktversatz, ungleiche Stützsteifigkeit, Herstellungstoleranzen, Neigung, Bremsen und das Versagen eines Stützpunkts berücksichtigt werden. Bei diesem Beispiel handelt es sich weder um eine Projektlastbewertung noch um einen empfohlenen Sicherheitsfaktor.

Wenn der Schwerpunkt versetzt ist, berechnen Sie jede Stützreaktion mithilfe der statischen Gleichgewichts- oder Finite-Elemente-Analyse. Teilen Sie die Gesamtlast nicht gleichmäßig auf. Vergleichen Sie die maximale Reaktion an einer einzelnen Stütze über Akkupacks unterschiedlicher Länge, Masse und Zubehörkonfiguration hinweg und nutzen Sie sie als Input für die Stützkonstruktion.

02.3 Sperren und Freigeben

Nach dem Schließen muss der Verriegelungsmechanismus einen überprüfbaren mechanischen Zustand bereitstellen. Geht Antriebsenergie verloren, muss diese die Last halten oder zumindest ein gefährliches Auslösen verhindern. Für die Freigabe ist eine Bestätigung erforderlich, dass das Werkstück abgestützt ist, sich das Werkzeug an einer zulässigen Position befindet, die Bewegung gestoppt ist, der Personenbereich sicher ist und der Betriebsbefehl gültig ist. Jeder Sensorkonflikt muss zu einem konservativen Zustand führen und nicht dazu, dass die tatsächliche Rückmeldung durch eine Software-Standardeinstellung ersetzt wird.

03Pneumatische, elektrische und Steuerungssicherheitsarchitektur

ISO 4414:2010 gilt für pneumatische Systeme und Komponenten an Maschinen und befasst sich mit erheblichen Gefahren, die mit deren bestimmungsgemäßem Gebrauch verbunden sind [6]. Bei Akku-Werkzeugen muss das pneumatische Design Leitungsbruch, Anschlusstrennung, Ventilschieber-Festfressen, Schwankungen des Versorgungsdrucks, Restenergie und Wartungsisolation berücksichtigen. Luftbehälter oder Druckhaltevorrichtungen können den Kapazitätsverlust nur verzögern; Sie stellen nicht automatisch eine sichere Ladungssicherung dar.

Die Diagnose sollte den Versorgungsdruck, den Druck in beiden Aktuatorkammern oder kritischen Schaltkreisen, die Verriegelungsposition, die Position der Backe/des Stützarms, das Vorhandensein des Werkstücks, den Status der unterstützten Last, die Plausibilität von Last/Gewicht und den Zustand der Kommunikation umfassen. Verwenden Sie nach Möglichkeit physikalisch unterschiedliche Signale. Zwei Signale, die von demselben mechanischen Ziel stammen oder im selben Kabel übertragen werden, können allein deshalb nicht als unabhängige Redundanz betrachtet werden, weil es zwei davon gibt.

Lift_Enable = Load_Present ∧ Clamp_Closed ∧ Lock_Confirmed ∧ Pressure_OK ∧ Recipe_Match Release_Enable = Supported ∧ Safe_Position ∧ Motion_Stopped ∧ Operator_Command ∧ Diagnostics_OK

Diese logischen Ausdrücke beschreiben funktionale Beziehungen; Sie weisen kein Leistungsniveau nach. Entwerfen und validieren Sie die sicherheitsbezogene Steuerungsarchitektur, Diagnoseabdeckung, Maßnahmen für Fehler gemeinsamer Ursache und Software gemäß den ausgewählten Standards des Projekts [2][3].

04Gefahrenanalyse und FMEA

04 Gefahrenanalyse und FMEA – Datentabelle
FehlermodusLokale UrsacheMögliche FolgenDesignkontrolleVerifizierungsmethode
Plötzlicher Ausfall der HauptluftversorgungLuftverlust im Hauptverteiler oder eine nicht angeschlossene ArmaturDie Spannkraft nimmt ab und die Last rutschtMechanische Unterstützung, selbsthaltende Verriegelung, Rückschlagventil und ÜberwachungLuftverlust-Fehlerinjektion
EinzelastbruchAbgenutzte Schläuche oder beschädigte ArmaturenEinzelbackenversagen und exzentrische BelastungZonenisolation, Stützpunktredundanz und DrucküberwachungEin Leck an der angegebenen Stelle einführen
Ventilschieber klemmt in FreigabestellungVerschmutzung, mechanisches VersagenUnbeabsichtigtes LösenFreigabeisolation, Zwei-Bedingungs-Genehmigung und mechanische AufbewahrungSimulierter Ventilfresser
Unvollständige VerriegelungToleranzen, Fremdkörper, FehlausrichtungAbschaltung beim Tragen der LastUnabhängige Verriegelungsrückmeldung und positive mechanische HalterungTeilweise gesperrter Zustandstest
Sensor bleibt hoch (1)Leitungskurzschluss, Software friert einNicht geklemmt, aber anhebbarKomplementäre Signale und Timing-/PlausibilitätsdiagnoseDas Signal wird auf 1 gezwungen
Sensor bleibt bei niedrigem Pegel hängen (0)Unterbrechung, ZielabweichungFreigabe gesperrt oder falsche FehlerdiagnoseDiagnose und Wartungszustand bei offenem StromkreisDas Signal wird auf 0 gezwungen
Falsches ModellrezeptFehler beim Lesen des Barcodes, im Netzwerk oder beim BedienerFalscher Lastübertragungspunkt und InterferenzMechanischer Fehlerschutz, ID-Konsistenz, VersionskontrolleMismatch-Injektion
Unbeabsichtigter FreigabebefehlMensch-Maschine-Schnittstelle oder ProgrammfehlerHeruntergefallene schwebende LastUnterstützungs-Bestätigungsverriegelung, eingeschränkte Position, doppelte WirkungFreigabebefehl bei angehaltener Last ausgegeben
KommunikationsunterbrechungBusausfall, SPS-NeustartStatus unbekanntLast bleibt erhalten; Bewegung gestoppt; Freisetzung gehemmtInjektion trennen/neu starten
Ungewöhnliche BelastungZwei Packungen zusammengenommen, Fremdkörper oder abnormaler SchwerpunktÜberlastung der Struktur oder des HebezeugsGewichtsplausibilitätsprüfung und Double-Pick-VerhinderungErsatzlasttest

Kombinieren Sie FMEA mit einem Fehlerbaum oder einer Sicherheitsanforderungsmatrix, um das Lastabfall-Top-Ereignis zu analysieren und minimale Schnittmengen zu identifizieren, wie z. B. „keine positive mechanische Unterstützung + Verriegelungsfehler + unbeabsichtigter Freigabebefehl“ oder „Sensorfehler aufgrund gemeinsamer Ursache + keine Softwarediagnose“. Wenn ein einzelner Fehler das Top-Ereignis auslösen kann, priorisieren Sie strukturelle Änderungen; Eine Reduzierung des Vorkommenswerts allein reicht nicht aus.

05Fehlerinjektionsvalidierungsstrategie

ISO 13849-2:2012 spezifiziert die Validierung von Sicherheitsfunktionen, Kategorien und Leistungsniveaus durch Analyse und Tests [3]. Die Fehlerinjektion ist ein Teil der Validierung. Darüber hinaus sind eine vollständige Entwurfsprüfung, Komponentendaten, Berechnungen und Softwareverifizierung erforderlich. Schließen Sie vor dem Testen die Risikobewertung, den Testbereichsausschluss, das Ersatzlastdesign, den Notfallsupport und die Wiederherstellungspläne ab.

05.1 Stufenweises Testen

  1. Modell- und Logikstufe: Eingaben in Simulation oder Offline-Logik erzwingen, um Zustandsmaschine und Alarmreaktionen zu überprüfen.
  2. Niedrigenergie-Bankstufe: Verwenden Sie leere Werkzeuge oder leichte Ersatzwerkzeuge, um Verdrahtungs-, Ventil- und Druckfehler einzuspritzen.
  3. Nenn-Ersatzlaststufe: Überprüfen Sie die Retention, Verschiebung und Struktur mit Nichtbatterielasten gleicher Geometrie und Masse.
  4. Eigentliche Batteriepack-Stufe: Testen Sie nur Schnittstellen- und Produktschutzelemente, die nicht von den früheren Stufen abgedeckt werden, unter kontrollierten Risiken und Genehmigungen.
  5. Standortintegrationsphase: Überprüfung der Verriegelungen mit Manipulator, Hebezeug, Förderbändern, Vorrichtungen und Sicherheitssystemen.

05.2 Fehlerinjektionsmatrix

05.2 Fehlerinjektionsmatrix – Datentabelle
Nein.Eingefügter FehlerEinspritzzeitpunktErwarteter SystemstatusSchlüsseldatensätze
FI- 01Hauptluftzufuhr abschaltenStillstand nach dem Heben / während der BewegungLast bleibt erhalten; gefährliche Bewegung gestoppt; Freisetzung gehemmtDruck, Verdrängung, Stoppzeit
FI- 02Schnelle Leckage in einem einzelnen ZweigWorst-Case-AusrichtungIsolieren Sie den Fehler, geben Sie einen Alarm aus und halten Sie einen Zustand aufrecht, der ein kontrolliertes Absetzen ermöglichtZonendruck und Unterstützungsreaktionen
FI- 03Sperrrückmeldung bleibt hoch (1)Vor dem SchließenHeben ist nicht gestattetEin-/Ausgabe- und Alarmprotokoll
FI- 04Sperrrückmeldung bleibt niedrig (0)Teilweise gesperrter ZustandPlausibilitätsdiagnose wird ausgelöst; Heben ist nicht gestattetPosition, Druck, Signalwidersprüche
FI- 05Freigabeventil-Befehl bleibt aktivLast ausgesetztPhysikalische oder Kontrollschichten verhindern gefährliche FreisetzungenVentilstrom, Druck, Verriegelungsstatus
FI- 06Falsches Support-BestätigungssignalVor der unterstützten PlatzierungDoppelte/diverse Prüfungen lehnen die Freigabe abUnterstützung, Position, Lastwechsel
FI- 07Neustart des Controllers / KommunikationsverlustWährend der HandhabungAusgänge gelangen in den definierten sicheren Zustand; Ladung bleibt erhaltenNeustartzeit, Ausgangsstatus
FI- 08Falsches Batteriemodell/RezeptVor der AbholungRezeptkonflikt erkannt; Bewegung gehemmtID, Rezeptversion, CRC/Signatur
FI- 09NotstoppMaximale glaubwürdige ArbeitsgeschwindigkeitAnhalten, ohne die Last loszulassenSpitzenbeschleunigung, Struktur-/Lastverschiebung
FI- 10Falscher Wartungs-Freigabe-VorgangLaden nicht unterstütztVorbehaltlich Genehmigungen und mechanischer BedingungenBerechtigungen, Schritte, Sperrstatus

Definieren Sie im Voraus drei mögliche Ergebnisse für jeden Fall: „bestanden“, „nicht bestanden“ und „technische Überprüfung erforderlich“. Darüber hinaus können Sie feststellen, ob die Last herunterfällt, Spitzenverlagerungen, Änderungen in der Verriegelung, Alarmsichtbarkeit, ob für die Wiederherstellung die Umgehung einer Sicherheitsfunktion erforderlich ist und versteckte Schäden am Akku aufzeichnen.

06Akzeptanzkriterien und unterstützende Aufzeichnungen

Akzeptanzkriterien aus der Risikobewertung des Projekts und der technischen Vereinbarung ableiten und dabei mindestens die Kriterienkategorien und deren Betriebsbedingungen angeben. Zu den typischen Kategorien gehören Nenn- und Worst-Case-Lasten, individuelle Stützreaktionen, zulässige Gehäuseverformung, Haltezeit, maximaler Schlupf, Stoppbeschleunigung, Fehlererkennungszeit, Alarme und Reset, Freigabeerlaubnis und Wartungsisolation. Die Werte müssen die Expositionsbedingungen des Akkupacks, des Trägers und des Personals widerspiegeln. Universelle Werte dürfen nicht angewendet werden.

06 Akzeptanzkriterien und unterstützende Datensätze – Datentabelle
DatensatzkategorieTypische DokumenteQualitätsanforderungen
AnforderungenSpezifikation der Sicherheitsanforderungen, Kundenschnittstellen, verbotene/beschränkte Zonen für ProdukteEindeutige Nummer, Version und Quelle
AnalyseLastberechnung, Finite-Elemente, FMEA/FTA, PL-BewertungDie Annahmen sind explizit und die Betriebsbedingungen im ungünstigsten Fall sind nachvollziehbar
DesignZeichnungen, Stückliste, pneumatischer Schaltplan/Elektroschaltplan, SoftwareversionPassend zur Analyse- und physikalischen Ausstattung
ÜberprüfungPrüfplan, Originalkurven, Fotos, ProtokolleStörung, Zeitbasis und Bewertungskriterien vollständig erfasst
FreigabegenehmigungAbweichungen, durchgeführte Korrekturmaßnahmen, Genehmigungs- und WartungsanforderungenDefinierte Einschränkungen für ungelöste Probleme

Zeichnen Sie Befehle, Ventilbetätigungen, Druckänderungen, Schleusenverschiebungen und Trägerstoppsignale auf einer gemeinsamen Zeitbasis auf, damit Fehler-Reaktionssequenzen und -beziehungen analysiert werden können. HMI-Screenshots allein reichen für diese Validierung nicht aus.

07Sichere Wiederherstellung, Wartung und Änderungen

Eine abnormale Wiederherstellung muss während des Entwurfs definiert werden. Zu den typischen Schritten gehören das Stoppen des Trägergeräts, das Bestätigen der Lasthaltung, das Einrichten einer vorübergehenden Unterstützung, das Isolieren der Energie, das Beheben des Fehlers, das erneute Bestätigen des Einrastens der Sperre, das Absetzen bei niedriger Geschwindigkeit und die Genehmigung des Zurücksetzens. Das Personal darf nicht unter dem Akku stehen und sich nicht auf ständige manuelle Unterstützung verlassen. Wenn eine mechanische Sperre manuell gelöst werden muss, muss der Vorgang durch Werkzeuge, Autorisierung und bestätigte Supportbedingungen gesteuert werden.

Wartungsinspektionen umfassen Schlossverschleiß, Stützarmverformung, Befestigungselemente, Schlauchverschleiß, Ventilverschmutzung, Sensorziele, Kabelbiegung, Kontaktpadmaterialien und Kalibrierungsstatus. Änderungen an der Masse des Batteriepakets, dem Schwerpunkt, der Gehäusestruktur, den zulässigen Stützpunkten, den Werkzeugmodulen, den Softwarerezepten oder der Trägerbeschleunigung erfordern eine Folgenabschätzung und eine gegebenenfalls erforderliche Neuvalidierung.

08Schlussfolgerungen und Anwendungsvoraussetzungen

Ein ausfallsicheres Design beginnt mit strukturellen Lastpfaden und mechanischer Halterung. Pneumatik-, Elektro- und Steuerungssysteme sorgen dann für Zustandsbestätigung, Fehlerdiagnose und kontrollierte Freigabe. Bei einem Fehler muss das System eine gefährliche Freisetzung verhindern und in einen Zustand übergehen, aus dem eine sichere Wiederherstellung möglich ist, anstatt die Produktionstaktzeit einzuhalten. Fehlerinjektionsfälle müssen den Sicherheitsanforderungen, der FMEA/FTA, der Steuerungslogik und der tatsächlichen Struktur entsprechen und über überprüfbare Akzeptanzkriterien und Korrekturmaßnahmenergebnisse verfügen.

Qualifizierte Fachkräfte müssen Projektanträge gemäß geltenden Vorschriften, Standards, Kundenanforderungen und tatsächlichen Risiken entwerfen und genehmigen. Die Produktkonformität nach GB 38031, ISO 13849 Leistungsniveaus, die Inspektion durch Dritte und die Kundenabnahme erfordern jeweils die entsprechenden Bewertungs- und Testaufzeichnungen. Dieser Bericht enthält die Forschungsmethode und den Validierungsplan.

Referenzen

  1. GB 38031-2025 Sicherheitsanforderungen für Leistungsbatterien für Elektrofahrzeuge. https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=3AB693FAFF5D9716DF61C61D6FD2187A
  2. ISO 13849-1:2023. Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungssystemen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze. https://www.iso.org/standard/73481.html
  3. ISO 13849-2:2012. Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungssystemen – Teil 2: Validierung. https://www.iso.org/standard/53640.html
  4. ISO 12100:2010. Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze – Risikobewertung und Risikominderung. https://www.iso.org/standard/51528.html
  5. ISO/TR 20218-1:2018. Robotik – Sicherheitsdesign für Industrierobotersysteme – Teil 1: Endeffektoren. https://www.iso.org/standard/69488.html
  6. ISO 4414:2010. Pneumatik-Fluidtechnik – Allgemeine Regeln und Sicherheitsanforderungen für Systeme und deren Komponenten. https://www.iso.org/standard/44790.html
  7. ISO/TR 14121-2:2012. Sicherheit von Maschinen – Risikobewertung – Teil 2: Praktische Anleitung und Beispiele für Methoden. https://www.iso.org/standard/57180.html
  8. US-Verkehrsministerium / NHTSA. Sicherheitsmanagement von wiederaufladbaren Energiespeichersystemen für Kraftfahrzeuge. https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/38221/dot_38221_DS1.pdf
  9. Held, M.; Bronnimann, R. Sichere Zelle, sichere Batterie? Batteriebranduntersuchung mittels FMEA, FTA und Praxisversuchen. Zuverlässigkeit der Mikroelektronik 64, 2016. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2016.07.051
Benötigen Sie eine Beurteilung des Fahrzeughandlings? Teilen Sie Werkstückgewicht und -abmessungen, Standortlayout, den gesamten Bewegungsablauf und Zykluszeitanforderungen mit. AUREK kann geeignete Geräte und Werkzeuge beurteilen.
Sehen Sie sich Lösungen für die Automobilindustrie an

Häufig gestellte Fragen

Ermöglicht das ausfallsichere Design die Fortsetzung der Produktion nach einem Luftverlust?

Nein. Nach einem Fehler muss das System eine gefährliche Freisetzung verhindern, gefährliche Bewegungen stoppen und die Last zurückhalten. Sie kann im Rahmen des Wiederherstellungsverfahrens erst wieder aktiviert werden, nachdem die Last sicher platziert und der Fehler behoben wurde.

Kann ein Luftkanal die mechanische Verriegelung ersetzen?

Normalerweise nicht. Gespeicherte Luft bietet nur eine begrenzte Haltezeit und kann den primären Lastpfad von Schwerlastwerkzeugen nicht ersetzen. Priorisieren Sie positive mechanische Unterstützung und nachweisbare mechanische Selbsthaltung.

Können Fehlerinjektionstests mit tatsächlichen Batteriepaketen beginnen?

Zuerst komplettes Modell, Niedrigenergiebank und äquivalente Ersatzlasttests. Verwenden Sie echte Akkupacks nur für notwendige Tests unter kontrolliertem Risiko und Genehmigung.

Gibt dieser Bericht ein ISO 13849-Leistungsniveau an?

Nein. Bestimmen Sie das erforderliche Leistungsniveau anhand der Risikobewertung der spezifischen Anwendung. In diesem Bericht werden Entwurfs- und Validierungsmethoden beschrieben.

Stellt GB 38031 die Konformität von Handhabungswerkzeugen her?

Nein. GB 38031 befasst sich mit der Produktsicherheit von Traktionsbatterien. Handhabungswerkzeuge erfordern eine eigene Konstruktion und Validierung anhand geltender Maschinensicherheitsstandards, Kundenanforderungen und Projektrisiken.

Verwandte Ressourcen

Dokumentencenter öffnen
Wartung und Fehlerbehebung

AUREK-RC-AR-034Herunterladbar

Verhindern, dass Batterieladungen nach einem Luft- oder Stromausfall abfallen

Unterscheiden Sie zwischen Versorgungsluftausfall, lokaler Leckage, Stromausfall und Signalfehlern an Batteriehandhabungsstationen. Konfigurieren Sie mechanische Rückhaltung, Drucküberwachung, Bewertung des Vakuumabfalls und Freigabeverriegelungen mit sicheren Platzierungs- und Fehlerinjektions-Akzeptanzmethoden.

Wartung und FehlerbehebungVersion V1.0Aktualisiert 2026-09-07

Auswahl und Lösungen

AUREK-RC-AR-032Herunterladbar

Sicherer Umgang mit EV-Batteriemodulen und -Packs: Greifen, Wenden, Positionieren und Freigabekontrolle

Methoden zur Auswahl von Stützpunkten für Batteriemodule und -pakete, zum Halten von Lasten beim Umdrehen und zur Positionierung für den Zusammenbau. Modellidentifikation, Lastübertragung und Reaktion auf abnormale Ereignisse definieren die Anforderungen an die Greiferkonfiguration und die Belastungsüberprüfung.

Auswahl und Lösungen Version V1.0 Aktualisiert 2026-09 - 07

Technische Studien

AUREK-RC-AR-019Herunterladbar

Ingenieurstudie zur Verhinderung unbeabsichtigter Freigabe und Bestätigung der Lastplatzierung in kundenspezifischen Handhabungsgreifern

Definieren Sie Freigabefreigaben für mechanische Greifer, Vakuumgreifer und Elektropermanentmagnetgreifer unter Verwendung von Höhen-, Positions-, Kontakt- und Lastübertragungsbestätigungen mit Anforderungen an Zustandsautomaten, Hardware-Verriegelungen, Druckverlustreaktion und Abnahmetests.

Technische Studien Version V1.1 Aktualisiert 2026-09 - 07

Benötigen Sie Unterlagen oder einen Vorschlag für Ihre Einsatzbedingungen?

Für Dokumente, Zeichnungen oder einen Auswahlvorschlag speziell für Ihr Werkstück und die Bedingungen vor Ort teilen Sie uns bitte die Werkstück- und Arbeitsstationsdetails mit und ein Ingenieur wird sich direkt mit Ihnen in Verbindung setzen.

AUREK WeChat QR-Code
WeChatScannen Sie den Code, um einen Techniker zu kontaktieren und Zeichnungen, Fotos oder Videos vom Einsatzort zu senden. Sie erreichen uns auch unter sales@aurek.cn.