Výroba baterie: jak vzniká srdce elektroauta

Výroba baterie: jak vzniká srdce elektroauta

INOVACE TECHNOLOGIE

Nahlédněte do moderní výroby baterií pro plug-in hybridní vozy v Mladé Boleslavi. Proč musejí mít zdejší pracovníci jen speciální oblečení a k čemu je jim obyčejná fixa nebo vážení šroubů?

21. 8. 2020

Výrobní linka produkuje kompletní lithium-iontové baterie pro plug-in hybridní modely ŠKODA SUPERB iV a ŠKODA OCTAVIA iV. Hotové baterie odsud však brzy poputují i do vozů dalších značek koncernu VW. Kapacita moderní linky s velmi vysokou úrovní automatizace je 180 000 baterií za rok.

DSC4948-kopieŠasi modelu SUPERB iV. Modul baterií je umístěn před zadní nápravou pod podlahou vozu.

Tři směry

V prosvětlené, vzdušné a prostorné hale tvoří linka na výrobu baterií na první pohled jednu úhlednou linii. Má tři hlavní větve a hotová baterie z ní vychází zhruba uprostřed. V jedné větvi jsou kompletovány samotné bateriové moduly do čtveřic. Ve druhé je potřebnými komponenty vybavena vana, která moduly baterií chrání a která je v závěru montáže dokonale utěsněna, aby byla baterie chráněna před vnějšími vlivy. A ve třetí menší větvi vzniká sestava řídicí elektroniky baterie.

Při sestavování čtveřic bateriových modulů používá ŠKODA AUTO moduly od externího dodavatele, které jsou vlastně už hotovou malou baterií. Po první části linky se tyto moduly pohybují ve dvou paralelních tocích: pro levou a pravou část baterie zvlášť. Každý modul přichází od dodavatele nabit na zhruba 20 % kapacity a tak je od počátku ve výrobě nutné dbát na bezpečnost. V úvodním kroku se tady modul osadí speciální teplovodivou fólií, která pomáhá vylepšit úroveň chlazení celé sestavy baterie. Mezi moduly se vkládá chladič, kterým po zapojení proudí chladící kapalina.

S elektronikou, tentokrát tou nízkonapěťovou, pracuje i další část linky. Celý řídicí modul, takzvaný e-box s vlastní řídící jednotkou, vzniká na části linky se zvýšenou ochranou proti jakémukoli statickému přepětí. Proto mají také všichni na pracovišti speciální ochranné obleky. „Podlaha, oblečení a boty jen s ESD atestem a pravidelné zkoušky, zda odvod statické elektřiny funguje správně, jsou naprostou samozřejmostí v celém toku výroby,“ vysvětluje Otakar Mašek, specialista montáže baterií. Na lince jsou speciálně chráněny i jednotlivé komponenty.

MasekOtakar Mašek
specialista montáže baterií

Masivní kus hliníku

Zatímco jsou kompletovány bateriové moduly a e-boxy, chystá se v druhé části hliníková vana, která tvoří tělo baterie. Při manipulaci s ní přicházejí nejčastěji ke slovu roboti, ale na některých stanovištích tu mají i manuální zálohu, kdyby bylo potřeba z nějakého důvodu robota nahradit.

I samotná masivní hliníková vana přichází od dodavatele, tady na lince je osazena všemi potřebnými prvky, jako jsou různé konektory, těsnění, dorazy, pouzdra šroubů, ale třeba také vnější tepelný štít, který prochází středem vany. Ten chrání celou baterii před teplem z výfuku, který pod ní v této části prochází.

DSC5131-Edit-kopieSmontované baterie míří k důkladnému testování.

Když je toto osazení vany kompletní, přichází ke slovu možná trochu nečekaný pomocník: robot, který pomocí vysavače zajistí, že ve vaně nezůstanou nečistoty, které by při provozu mohly způsobovat problémy. Po „vyluxování“ už je vana připravena na takzvanou svatbu. Zatímco v hantýrce výroby celého automobilu jde o fázi, kdy se setkává karoserie s podvozkem a motorem, tady jde o setkání vany se sestavenými bateriovými moduly. Ty opět do vany zakládá robot. Další automat se postará o poměrně složité sešroubování vany a modulů. Těsnění je na podložce, složitost stanice je dána tím, že se nejdříve automaticky spojuje šroub s podložkou.

Po spojení vany a modulů následuje osazení kompletu dalšími komponenty, především okruhem chlazení. Dokončena je také úplná instalace nízkonapěťové kabeláže, vana dostává výplně a vzpěry. Při jejich šroubování tu na lince využívají jedno chytré řešení. „Šrouby pro připevnění vzpěr jsou na speciálním vozíku s váhou, která pozná, že pracovník při montáži daného kusu odebral správný počet šroubů a nikoli třeba jeden navíc, pro zajištění identifikace zapadnutí šroubu do vany,“ popisuje kontrolní mechanismus Otakar Mašek.

DSC5003-Edit-kopieNa počátku montáže jsou moduly baterií spojovány do párů, z nich se pak skládají celé bloky baterií.

I další kontrola je pro někoho možná trochu neobvyklá: po zapojení všech konektorů uvnitř baterie a jejich kontrole totiž pracovník na následujícím pracovišti fixou vždy udělá tečku na místě daného spoje na znamení, že spoj pohledem podruhé zkontroloval. „Tato nutnost donutí pracovníka se skutečně na spoj podívat,“ říká Mašek. Pak už zbývá jen osadit a připojit modul s řídicí jednotkou a baterie je připravena na zavření. Víko na vanu dosedá přes dvojí těsnění: gumové a speciální tmel. Šroubování víka k vaně je opět zcela automatizované.

Spousta testů

Po kompletaci baterie prochází řadou testů. První je test těsnosti, testuje se zvlášť těsnost chladícího okruhu a zvlášť celé baterie. Občas se mezi testovanými bateriemi objeví i jedna na pohled trochu jiná. Je to vzorově utěsněný výrobek, který prověřuje funkčnost testovacího zařízení. Speciální trysky pak umí simulovat i netěsnosti, takže se funkčnost měřícího zařízení ověřuje i v tomto ohledu.

DSC5187-kopieVýroba baterií je čistá a téměř bezhlučná práce s malým podílem ruční práce. Ta je využívána především v závěrečných fázích montáže.

Když baterie projde testem těsnosti, může se vydat na jeden ze třinácti zkušebních stavů pro sérii elektrických testů. Prověřují vysokonapěťové i nízkonapěťové (komunikační) části, kontrolují funkčnost izolace. Po zvládnutí testů je baterie přímo ve zkušebním stavu nabita asi na 37 % kapacity. Pak už jen dostane varovné štítky, vlastní typový štítek, podle kterého je jednoznačně identifikovatelná (i ten se tiskne a umisťuje automaticky a kontroluje to kamera) a pár dalších drobností. Pak už hotová baterie putuje do skladu.

Linka na výrobu li-ion baterií pro plug-in hybridy

Denní kapacita: 720 kusů
• Roční kapacita: 180 000 kusů
• Takt: 88 sekund
• Doba průjezdu linkou: cca 2 hodiny
• Počet stanovišť: 66
• Přímý personál: 58
• Výrobní plocha: 2 000 m2
• Investice: 25,3 milionů eur

DSC5152-kopieSklad hotových baterií. Neustále je pod dohledem termokamer, které odhalí případný hrozící požár.

Nastavení cookies

Uložení preferencí uživatele napříč webovými stránkami
Statistika a analýza chování uživatele
Oslovování s nabídkou produktů a propojení se sociálními sítěmi
Uložit nastavení

Tato stránka používá cookies. Více informací o zpracování Vašich osobních údajů na jejich základě a o Vašich právech naleznete v Informaci o zpracování osobních údajů prostřednictvím cookies a jiných webových technologií. Níže můžete udělit souhlas se zpracování osobních údajů rovněž pro účely uložení preferencí uživatele napříč webovými stránkami, statistiku a analýzu chování uživatele, oslovování s nabídkou produktů a propojení se sociálními sítěmi.