Škoda Auto on käynnistänyt oman laajamittaisen sähköautojen ajoakkujen tuotannon. Uusi tuotantolinja valmistaa uudentyyppistä akkua, joka on yhteensopiva myös nykyisen MEB-alustan kanssa. Katso videolta, miten akut valmistuvat.
Škoda kasvaa helmikuun lopussa avatun uuden kokoonpanohallin myötä Volkswagen-konsernin suurimmaksi sähköautojen akustojen valmistajaksi Euroopassa. Kun tuotanto saavuttaa täyden kapasiteetin, tehdas valmistaa 1 122 akkua päivässä. Tämä vastaa yli 9 000 akkupinon päivittäistä käsittelyä, mikä vaatii yhteensä 234 000 akkukennoa.
Korkea automaatioaste
Sujuvan tuotannon varmistamiseksi uudessa tehtaassa on akkukennojen varasto, jonka kapasiteetti riittää noin viikon tuotantoon. Varastossa näkyy jo selvästi paikallisen tuotannon kaksi keskeistä pilaria: korkea automaatioaste ja vahva painotus turvallisuuteen.
Akkukennot saapuvat alihankkijalta konteissa, jotka tarkastuksen jälkeen siirretään lastauslinjan kautta varastoon täysin automaattisesti. Varasto itsessään vaatii hyvin vähän ihmistyövoimaa. Sieltä kennot toimitetaan tuotantolinjoille täysin automatisoitujen kuljetinjärjestelmien kautta.
Tuotevarasto on täysin automatisoitu, joten kuljetushihnat kuljettavat tuotteet tuotantoon ilman ihmisen apua.
Akkujen tuotanto numeroina
● Varastoon mahtuu jopa 5 000 konttia, mikä vastaa 1,2 miljoonaa akkukennoa.
● Yhteensä neljä tuotantolinjaa akkupinojen valmistukseen yksittäisistä kennoista.
● Yksi linja tuottaa neljä akkupinoa 30 sekunnissa.
● Linjat käsittelevät 234 000 kennoa ja tuottavat 9 000 akkupinoa päivässä.
● Tuotannossa on mukana yhteensä 600 työntekijää (kolmivuorotyö, viisi päivää viikossa).
● Akkupinojen tuotannon aikana robotit suorittavat yli 936 000 hitsausta päivässä.
● Laadunvalvontaa ja paloturvallisuutta valvotaan 270 kameralla.
● Kuljetushihnojen kokonaispituus varastosta akkupinojen asennukseen on 2 500 metriä.
Myös tuotantoprosessi on pitkälle automatisoitu. ”Robotit vastaavat noin 85 prosentista kaikista toiminnoista täällä. Kun Škoda Auto aloitti ladattavien hybridiautojen akkutuotannon noin kuusi vuotta sitten, tilanne oli lähes päinvastainen”, uuden hallin akkutuotannon koordinaattori Jan Houser kertoo. Merkittävä osa työntekijöistä on esimerkiksi tuotantoteknikoita, jotka valvovat koneiden toimintaa ja huoltoa sekä testaukseen ja laadunvalvontaan osallistuvia asiantuntijoita.
Älykkäät ratkaisut
Kokoonpanolinjan merkittävän innovaation myötä Škoda käsittelee nyt itse yksittäiset kennot akkupinojen valmistamiseksi. Akkupinot eivät ole suljettuja moduuleja, kuten edellisen sukupolven akuissa, vaan toisiinsa liitettyjä kennojen kokonaisuuksia, jotka helpottavat liittämistä akkupakettiin.
Robotit pinoavat ja liimaavat kennot kokonaisuuksiksi erityisellä kaksipuolisella teipillä. Sen jälkeen robotit hitsaavat sivukiskot kokonaisuuksien vahvistamiseksi ja toisiinsa liittämiseksi. ”Teemme säännöllisesti hitsausnäytteiden tarkastuksia ja varmistamme laboratoriossa, että laatu täyttää vaaditut standardit”, Jan Houser vahvistaa.
Valmis kokonaisuus tarkastetaan huolella sekä mittojen tarkkuuden että sähköisten parametrien osalta. ”Kaikki mitatut parametrit tallennetaan ja säilytetään, jotta ne voidaan myöhemmin jäljittää kuhunkin akkuun”, Houser sanoo.
MEB+-akku verrattuna MEB-akkuun
Uudessa hallissa valmistettavat MEB+-akut eroavat merkittävästi nykyisistä MEB-akuista. Vaikka autoon asennettava akkukotelo on pysynyt muuttumattomana, akun sisäinen rakenne ja tekniikka ovat täysin uusia.
NMC-kemian (nikkeli-mangaani-koboltti) sijaan käytetään LFP-kemiaa (litium-rauta-fosfaatti). Sen valmistustapa on ympäristövastuullisempi ja edullisempi, minkä lisäksi LFP-akut ovat lämpötilaltaan vakaampia kuin NMC-akut. Tuotanto noudattaa Cell-To-Pack-menetelmää, jossa koko akku kootaan käytännössä suoraan yksittäisistä kennoista.
Myös akun jäähdytystä on uudistettu. Jäähdytysjärjestelmä on nyt yläosassa alaosan sijaan, mikä lisää jäähdytystehokkuutta. LFP-akut otetaan asteittain käyttöön Škoda-autoissa sekä muissa Volkswagen-konsernin autoissa.
Kun akkupinot on valmistettu, ne siirretään kokoonpanolinjalle, jossa prosessi alkaa rungon ja alemman kannen yhdistämisellä. Tiivistys varmistetaan erityisellä tiivisteaineella, joka hylkii vettä. Vankka mekaaninen liitos saavutetaan käyttämällä kymmeniä ruuveja. Kehyksessä ei ole valmiita reikiä, vaan ruuvin pää pyörii suurella nopeudella sulattaen kehyksen alumiiniseinän ja leikkaamalla ruuvin suoraan materiaaliin. "Škoda on käyttänyt tätä tekniikkaa myös aiemmin. Se yksinkertaistaa kokoonpanoa merkittävästi ja on luotettava ratkaisu”, Houser toteaa.
Valmistuminen aikarajalla
Seuraavassa vaiheessa robotit kiinnittävät kennokokonaisuudet runkoon alakannen avulla. Kaksikomponenttiliiman levittämisen jälkeen alkaa noin 25 minuutin aikaväli, jonka kuluessa seuraavat vaiheet on tehtävä. Tämän jälkeen vuorossa on akun sähköliitäntä, jossa robotit kytkevät korkeajännitekontaktorit akkuun.
Akku varustetaan johdoilla ja ohjausyksiköillä, ja se käy läpi vaativat linjatestit ennen lopullista sulkemista. Robotti asentaa yläkannen samalla menetelmällä kuin alakannen. Eristyskalvon lisäksi kennojen ja kannen väliin levitetään lämpöä johtavaa ainetta, jossa on jäähdytyskanavat lämmön haihtumisen varmistamiseksi. Ennen kannen kiristämistä akku kulkee linjalla 500 kg painon alla, mikä varmistaa lämpöä johtavan yhdisteen tasaisen jakautumisen kannen alle.
Lopputarkastus sisältää muun muassa sähkötestit ja painekokoeen. Kun akkuun on kiinnitetty kaikki vaaditut tarrat, se siirretään varastoon Škoda Auton logistiikkaosaston kehittämillä teräslavoilla. Itsenäinen kuljetusväline voi kuljettaa neljä lavaa kerralla, jolloin kokonaiskuorma on yli kaksi tonnia, koska jokainen valmis akku painaa noin 450 kg.
Tuotannon ja varastoinnin aikana akkuja valvotaan jatkuvasti. Jos järjestelmät havaitsevat akun lämpötilan nousevan, asiantuntijat saavat välittömästi hälytyksen tilanteen analysoimiseksi. Tulipalojen varalta tehtaalla on palontorjuntakontteja, joihin akut voidaan tarvittaessa viedä.
”Tämän tekniikan ansiosta tulipaloriski on minimaalinen. Mahdollinen tulipalo leviää suhteellisen hitaasti, joten meillä on riittävästi aikaa poistaa akku turvallisesti linjalta ja siirtää se konttiin”, Jan Houser kertoo.
