Přes 1 100 denně. Jak Škoda vyrábí baterie pro elektromobily

Z české automobilky se stává největší evropský producent BEV baterií v celém koncernu Volkswagen. Až produkce naběhne na plné obrátky, dodá nový výrobní závod denně 1 122 baterií, což znamená každý den zpracovat přes 9 000 bateriových stacků a na to spotřebuje 234 000 článků.

Maximální automatizace

Aby výroba běžela hladce, je v nové továrně integrovaný sklad bateriových článků se zásobami zhruba na týden výroby. Už ve skladu jsou jasně vidět dva klíčové pilíře místní produkce: vysoká úroveň automatizace a důraz na bezpečnost.

Bateriové články přijíždějí od zámořského dodavatele v kontejnerech, které po kontrole putují přes zakládací linku až do skladu zcela automaticky. I sklad samotný potřebuje jen minimální obsluhu. Na výrobní linky se články opět dostanou sérií plně automatizovaných dopravníků.

DSF9728_8c72e420 Sklad článků je plně automatizovaný, dopravníky rozvážení články do výroby bez lidské asistence

Výroba baterií v číslech

Sklad pojme až 5 000 vratných kontejnerů, což je 1,2 milionu článků
Celkem čtyři linky na výrobu bateriových stacků z článků
Jedna linka vyrobí čtyři stacky každých 30 sekund
Denně linky zpracují 234 000 článků a vyrobí 9 000 stacků
Na výrobě se celkem podílí 600 zaměstnanců (třísměnný provoz, 5 dní v týdnu)
Při výrobě stacků provedou roboti denně přes 936 000 svarů
Rozměry bateriového stacku mají toleranci v setinách milimetru
Kvalitu i požární bezpečnost hlídá 270 kamer
Délka dopravníků od skladu po zabudování stacku do baterie je 2 500 m

Vysoce automatizovaná je i samotná výroba. „Roboti tu mají na starosti zhruba 85 % činností. Když Škoda Auto s výrobou baterií zhruba před šesti lety začínala (tehdy šlo o baterie pro plug-in hybridy – pozn. red.), bylo tomu téměř naopak,“ říká Jan Houser, koordinátor výroby baterií v nové hale. Velkou část zaměstnanců tvoří například seřizovači, kteří dohlížejí na funkčnost a servis veškerého zařízení, nebo lidé, kteří testují a ověřují kvalitu.

Robot skládá bateriové články na linku

Hotový stack baterií, který putuje dále k zabudování do baterie

Rámy se zabudovanými stacky baterií, v aktuální podobě využívá baterie osm stacků

Lepení stacků do baterie, zelená čára je lepidlo

Lepení zásobníků do baterie, zelená čára je lepidlo

Chytrá řešení

Novinkou je především to, že Škoda zpracovává samotné články, ze kterých si vyrábí moduly do baterií, takzvané stacky. Nejde už o uzavřené moduly jako v předchozí generaci baterie (více v boxu), ale o spojenou sestavu článků, která následně usnadňuje zástavbu do baterie. Články k sobě do sestavy skládají a lepí roboti (používá se speciální oboustranná páska), kteří následně přivaří i boční lištu pro zpevnění a propojení sestavy. „Pravidelně provádíme kontrolní svary a v laboratoři ověřujeme, že kvalita odpovídá požadavkům,“ říká Jan Houser.

Vyrobené sestavy prochází intenzivní kontrolou jak z hlediska přesných rozměrů, tak elektrických parametrů. „Všechny získané parametry zaznamenáváme a ukládáme a jsou následně ke každé vyrobené baterii zpětně dohledatelné,“ vysvětluje Jan Houser.

Baterie MEB+ versus původní MEB

Baterie, které Škoda Auto vyrábí v nové hale v Mladé Boleslavi, se od těch stávajících výrazně liší. Zatímco rám baterie pro zabudování do vozu zůstal stejný, vnitřní architektura a technologie je zcela nová. Namísto NMC (nikl-mangan-kobalt) využívá chemii typu LFP (lithium-železo-fosfát). Ta je šetrnější k životnímu prostředí, výrobně levnější a zároveň jsou LFP baterie teplotně stabilnější než NMC. Vyrábí se metodou cell-to-pack, kdy celá baterie vzniká prakticky rovnou z článků.

Nové je i chlazení baterie – to je tentokrát zabudované v horním víku namísto spodního, což zvyšuje efektivitu chlazení. LFP baterie postupně zamíří do vozů Škoda i modelů dalších značek koncernu Volkswagen, dostanou je například elektromobily Elroq a Enyaq.

Následně hotové stacky putují na linku výroby baterií, kde proces začíná spojením rámu a spodního víka. Perfektní utěsnění zajistí speciální tmel, který zároveň odpuzuje vodu, pevný spoj pak zařídí desítky šroubů. Rám pro ně přitom nemá předvrtané otvory, šroubovací hlava namísto toho roztočí šroub na vysoké otáčky, což při styku s rámem nataví hliníkovou stěnu rámu a šroub se do rámu zařízne. Tuto techniku využívala automobilka už dříve a nemůže si ji vynachválit. „Výrazně to zjednodušuje montáž a je to spolehlivé řešení,“ říká Houser.

Při výrobě stacků roboti provedou více než 936 000 svarů za den

Nanášení lepidla pro upevnění stacků do baterie

Dokončení s časovým limitem

Do rámu se spodním víkem pak roboti vlepí sestavy článků. Po nanesení dvousložkového lepidla běží zhruba 25minutová lhůta, během níž se musí stihnout další kroky. Poté už dochází k elektrickému propojení baterie. Vysokonapěťové kontakty opět propojuje robot.

Baterie následně dostane zbytek kabeláže a řídicí jednotky, přímo ve výrobní lince projde náročnými testy a pak už míří k uzavření. Horní víko opět montují roboti stejným způsobem jako to spodní. Mezi články a víko s chladicími kanálky ještě kromě izolační folie přijde i speciální teplovodivý tmel, který pomáhá s odváděním tepla. Než dojde ke konečnému přišroubování víka, putuje baterie po lince s 500kilogramovým závažím. To zajistí rovnoměrné rozprostření teplovodivé pasty pod víkem.

Hotová baterie, horní kryt obsahuje chladicí kabely

Pak je na řadě finální kontrola, zahrnující kromě elektrických zkoušek například i zkoušku tlakovou. Když baterie dostane všechny potřebné štítky, putuje do skladu na speciálních ocelových paletách, které vyvinulo oddělení logistiky Škoda Auto. Autonomní vozík uveze čtyři palety a celá sestava má přes dvě tuny, jelikož kompletní baterie má hmotnost asi 450 kilogramů.

Během výroby i ve skladu jsou baterie pod neustálým dohledem. Pokud systémy kdykoli vyhodnotí riziko zvyšující se teploty baterie, upozorní systém kvalifikované specialisty, kteří baterii okamžitě zanalyzují. Pro případ požáru jsou v továrně připraveny protipožární kontejnery, do kterých je lze uložit a zaplavit vodou. „U dané technologie baterie je riziko požáru minimální a případný nástup je vcelku pomalý, takže máme relativně čas ji dostat bezpečně z linky do kontejneru,“ vysvětluje Jan Houser.