Výroba batérie: ako vzniká srdce elektroauta

Výrobná linka produkuje kompletné lítium-iónové batérie pre plug-in hybridné modely ŠKODA SUPERB iV a ŠKODA OCTAVIA iV. Hotové batérie však odtiaľ čoskoro poputujú i do vozidiel ďalších značiek koncernu VW. Kapacita modernej linky s veľmi vysokou úrovňou automatizácie je 180 000 batérií ročne.

Podvozok modelu SUPERB iV. Batériový modul je umiestnený pred zadnou nápravou pod podlahou vozidla.

Tri smery

V presvetlenej, vzdušnej a priestrannej hale tvorí linka na výrobu batérií na prvý pohľad jednu úhľadnú líniu. Má tri hlavné vetvy a hotová batéria z nej vychádza približne uprostred. V jednej vetve sú kompletizované samotné batériové moduly, a to do štvoríc. V druhej je vaňa vybavená potrebnými komponentmi, ktorá moduly batérií chráni a ktorá je na konci montáže dokonale utesnená, aby boli batérie chránené pred vonkajšími vplyvmi. No a v tretej, menšej vetve, vzniká zostava riadiacej elektroniky batérie.

Pri zostavovaní štvoríc batériových modulov používa ŠKODA AUTO moduly od externého dodávateľa, ktoré sú vlastne už hotovou malou batériou. Po prvej časti linky sa tieto moduly pohybujú vo dvoch paralelných tokoch: pre ľavú a pravú časť batérie zvlášť. Každý modul prichádza od dodávateľa nabitý na približne 20 percent kapacity, a tak je od začiatku vo výrobe nutné dbať na bezpečnosť. V úvodnom kroku sa tu modul osadí špeciálnou teplovodivou fóliou, ktorá pomáha vylepšiť úroveň chladenia celej zostavy batérie. Medzi moduly sa vkladá chladič, ktorým po zapojení prúdi chladiaca kvapalina.

S elektronikou, tentokrát tou nízkonapäťovou, pracuje aj ďalšia časť linky. Celý riadiaci modul, takzvaný e-box s vlastnou riadiacou jednotkou, vzniká v časti linky so zvýšenou ochranou proti akémukoľvek statickému prepätiu. Preto majú všetci na pracovisku oblečené špeciálne ochranné obleky. „Správny podlahový materiál, oblečenie a topánky len s ESD atestáciou, ako aj pravidelné skúšky, či odvod statickej elektriny funguje správne, sú v celom priebehu výroby absolútnou samozrejmosťou,“ vysvetľuje Otakar Mašek, špecialista montáže batérií. Na linke sú špeciálne chránené aj jednotlivé komponenty.

Masívny kus hliníka

Medzitým, ako sú kompletizované batériové moduly a e-boxy, sa v druhej časti pripravuje hliníková vaňa, ktorá tvorí telo batérie. Pri manipulácii s ňou prichádzajú k slovu najčastejšie roboty, ale na niektorých stanovištiach majú aj manuálnu zálohu. Pre prípad, ak by bolo z nejakého dôvodu potrebné robota nahradiť.

Aj samotná masívna hliníková vaňa prichádza od dodávateľa, tu na linke je potom osadená všetkými potrebnými prvkami ako rôzne konektory, tesnenia, dorazy, puzdrá skrutiek, ale napríklad aj vonkajší tepelný štít, ktorý prechádza stredom vane. Ten celú batériu chráni pred teplom z výfuku, ktorý pod ňou v tejto časti prechádza.

Zmontované batérie mieria na dôkladné testovanie

Keď je toto osadenie vane kompletné, dostáva sa k slovu možno trochu nečakaný pomocník: robot, ktorý pomocou vysávača zabezpečí, že vo vani nezostanú nečistoty, ktoré by pri prevoze mohli spôsobovať problémy. Po „vyluxovaní“ je už vaňa pripravená na takzvanú svadbu. Zatiaľ čo v hantírke výroby celého automobilu ide o fázu, keď sa karoséria stretáva s podvozkom a motorom, tu ide o stretnutie vane so zostavenými batériovými modulmi. Tie do vane zakladá robot. Ďalší automat sa postará o pomerne zložité zoskrutkovanie vane a modulov. Tesnenie je umiestnené na podložke a komplexnosť tohto všetkého spočíva v tom, že skrutka a podložka sú automaticky spojené ako prvé.

Po spojení vane a modulov nasleduje osadenie kompletu ďalšími komponentmi, hlavne okruhom chladenia. Dokončená je aj úplná inštalácia nízkonapäťovej kabeláže, vaňa dostáva výplne a vzpery. Pri ich skrutkovaní tu na linke využívajú aj jedno inteligentné riešenie. „Skrutky pre pripevnenie vzpier sú na špeciálnom vozíku s váhou, ktorá rozpozná, že pracovník pri montáži daného kusu použil správny počet skrutiek a nie napríklad jednu navyše, ktorá by mu teoreticky mohla spadnúť do vane,“ popisuje kontrolný mechanizmus Otakar Mašek.

Na začiatku montáže sú moduly batérií spájané do párov, z ktorých sa potom skladajú celé bloky batérií

Aj ďalšia kontrola je pre niekoho možno trochu neobvyklá: po zapojení všetkých konektorov vnútri batérie a ich kontrole totiž pracovník na nasledujúcom pracovisku fixkou vždy urobí bodku na mieste daného spoja. A to ako znamenie, že spoj pohľadom skontroloval aj druhýkrát. „Táto nutnosť donúti pracovníka skutočne sa na spoj pozrieť,“ hovorí Mašek. Potom už ostáva len osadiť a pripojiť modul s riadiacou jednotkou a batéria je pripravená na uzatvorenie. Veko na vaňu dosadá cez dvojité tesnenie: gumové a špeciálny tmel. Skrutkovanie veka k vane je opäť celkom automatizované.

Množstvo testov

Po skompletizovaní batéria prechádza viacerými testami. Prvým je test tesnosti, pri ktorom sa preveruje hlavne utesnenie chladiaceho okruhu a rovnako aj celej batérie. Občas sa medzi testovanými batériami objaví aj jedna na pohľad trochu iná: je to vzorovo utesnený výrobok, ktorý preveruje funkčnosť testovacieho zariadenia. Špeciálne trysky vedia simulovať aj netesnosti, takže funkčnosť meracieho zariadenia sa overuje aj v tomto ohľade.

Výroba batérií je čistá a takmer bezhlučná práca s malým podielom ručnej práce. Tá je využívaná hlavne v záverečných fázach montáže

Keď batéria prejde testom tesnosti, môže sa vydať na jedno z trinástich skúšobných stanovíšť pre sériu elektrických testov. Preverované sú vysokonapäťové i nízkonapäťové (komunikačné) časti a vykonávané sú aj testy kontrolujúce správnu funkčnosť izolácie. Po zvládnutí testov je batéria priamo na skúšobnom stanovišti nabitá asi na 37 percent kapacity. Potom už len dostane upozorňujúci štítok a vlastný typový štítok, podľa ktorého vie byť jednoznačne identifikovaná (aj tento štítok sa tlačí a umiestňuje automaticky, pričom to kontroluje kamera), a pár ďalších drobností. Následne už hotová batéria putuje do skladu.