Jak se vyrábí baterie do elektromobilů 27.6.2022

Baterie jsou pro elektromobily a tedy i hybridní vozy nepostradatelnou součástí. Zajímá vás, jak se tyto baterie vyrábí? Poznejte, jak probíhá výroba lithium-iontových baterií pro plug-in hybridní modely ŠKODA a další vozy koncernu Volkswagen na výrobní lince v Mladé Boleslavi.

Ještě než nahlédneme do výroby, je na začátek vhodné ve stručnosti uvést, z jakých hlavních částí se baterie elektromobilů skládá a k čemu tyto části slouží.

Bateriová vana a víko

Bateriová vana tvoří spolu s víkem obal, který má za úkol chránit všechny potřebné součásti baterie od modulů baterií přes řídicí elektroniku až po kabeláž. Součástí vany se při montáži stává také tepelný štít. V konečné fázi montáže je vana vodotěsně utěsněna pro zajištění ochrany vnitřních komponent baterie před vnějšími vlivy.

Bateriové moduly s chlazením

Moduly baterie se skládají z dvanácti bateriových článků. Po spojení těchto celků se vždy mezi dvojici modulů namontují tepelné výměníky a nechybí zde ani přívod chladicí kapaliny.

Řídicí elektronika

Bez řídicí elektroniky se softwarem pro energetický management se baterie v žádném případě neobejde. Celý e-box je sestaven z elektronických částí a ochranného obalu.

Vysokonapěťová soustava

Vysokonapěťová soustava je část kabeláže v baterii. Těmito kabely proudí elektrická energie při nabíjení a vybíjení modulů.

Nízkonapěťová soustava

Kabely nízkonapěťové soustavy mají na starosti sběr a přenos dat v rámci baterie a jsou tak nezbytné pro její elektronické řízení.

Vysokonapěťový konektor

Prostřednictvím hlavního konektoru, umístěného v bateriové vaně, se moduly uvnitř nabíjí a stejnou cestou se elektrická energie dostává ven z baterie k elektromotorům. Jedná se tedy o hlavní vstup a výstup z celé bateriové sestavy.

Ve výrobní hale automobilky ŠKODA AUTO, kde probíhá celý proces sestavování baterií, se nachází výrobní linka s třemi hlavními větvemi. V první z nich dochází ke spojování základních bateriových modulů od externího dodavatele, pozornost na druhé lince je zaměřena na montáž sestavy řídicí elektroniky a třetí linka slouží pro kompletaci vany a nakonec i celé sestavy.

Spojování bateriových modulů

První větev výrobní linky se dělí na dva paralelní toky – jeden je určen pro pravou část baterie a druhý pro levou. Mezi moduly se zde umisťuje chladič, jímž při provozu protéká chladicí médium. Moduly se navíc pokrývají speciální fólií, která dobře odvádí teplo a zvyšuje efektivitu chlazení bateriové soustavy. Vzhledem k tomu, že moduly jsou v této chvíli již nabité (asi na 20 % kapacity), dbá se zvýšené opatrnosti při práci s nimi hned od samého začátku montážních prací.

Montáž řídicí elektroniky

Nezbytná řídicí elektronika, zvaná také jako e-box, se kompletuje na lince, kde se dbá na zvláštní ochranu, aby se předešlo statickému přepětí. Z toho důvodu jsou všichni pracovníci pohybující se v tomto úseku oblečeni do speciálních ochranných obleků. „Podlaha, oblečení a boty jen s ESD atestem a pravidelné zkoušky, zda odvod statické elektřiny funguje správně, jsou naprostou samozřejmostí v celém toku výroby,“ říká Otakar Mašek, specialista na montáž baterií. Chráněny proti přepětí jsou i samotné součásti, které linkou prochází.

Kompletace baterií

Na poslední lince se připravují bateriové vany, které slouží jako ochranný kryt. Manipulaci s nimi zajišťují roboti, ale připravena je také lidská záloha – pro případ, že by některý z robotů přestal plnit své povinnosti. Vany jsou vyrobeny z hliníku a na této lince se k nim přidávají všechny potřebné komponenty v podobě těsnění, konektorů nebo pouzder šroubů. Montuje se zde i vnější tepelný štít, procházející středem vany, který má za úkol baterii chránit před teplem výfuku. Výfukové potrubí, jež na rozdíl od plně elektrických vozů plug-in hybridům nechybí, se totiž po sestavení celého automobilu nachází přímo pod baterií.

Poté přijde na řadu vysávací robot. Ten celou vanu důkladně vysaje, aby v ní nezůstaly žádné nečistoty a nemohly tak později při jízdě nastat žádné problémy způsobené nečistotami v těchto místech. Následuje usazení bateriových modulů do zkompletované a zcela čisté vany, což je opět činnost pro robota, a další robot pak vanu a bateriové moduly sešroubuje k sobě. Dalším krokem je instalace ostatních důležitých součástí baterie, jako je zbylá část okruhu chlazení nebo nízkonapěťová kabeláž.

Po úplném sestavení musí všechny baterie na instalaci do plug-in hybridního vozu ještě počkat, čeká je totiž ještě několik testů. Mezi testy, které každá z vyrobených baterií musí podstoupit, patří test těsnosti chladicího okruhu a test těsnosti celé baterie. Někdy se mezi standardními bateriemi určenými k instalaci do automobilů objeví vzorová testovací baterie, jež slouží k ověření toho, zda testovací zařízení funguje správně. Tímto způsobem se testuje nejen schopnost kontrolního zařízení poznat správně utěsněnou baterii, ale díky speciálním tryskám dokáže testovací baterie dokonce simulovat netěsnosti.

Když baterie úspěšně projdou testy těsnosti, čeká je ještě série elektrických testů nízkonapěťové i vysokonapěťové kabeláže a rovněž se kontroluje funkčnost tepelné izolace. Pokud baterie všechny testy bez problému zvládnou, jsou připraveny k montáži do automobilu.