Лабораторія з дослідження акумуляторних батарей Scania
27 червня 2022
Стрімкий розвиток електричних автомобілів вимагає і від нас відповідних дій. Маючи завод з виробництва акумуляторів неподалік нашої збиральної лінії та випробувальний полігон, адаптований під потреби електричних та автономних транспортних засобів, лабораторія з дослідження акумуляторів на території нашого науково-дослідного центру була у списку бажань. Сьогодні це вже реальність.
Нова лабораторія, яка розмістилася на 1000 квадратних метрах є важливим етапом на шляху до електрифікації. Разом із іншими ініціативами, Scania добре підготувалася до майбутнього. «Було дійсно непросто визначити та скласти перелік потреб, які є сьогодні, коли будівництво розпочалося кілька років тому. Про деякі речі ми навіть не здогадувались. Але ми бачимо потребу пришвидшити тестування акумуляторних батарей, тому ми інвестували 15.5 млн євро в цю нову акумуляторну лабораторію, - коментує Хокан Орнхед, керівник відділу експлуатації акумуляторних батарей/електронних компонентів. Scania розробила амбітну дорожню карту, щороку випускаючи нові й оновлені електричні продукти.
Комірки, модулі та блоки
Ліза Форсел, менеджер проєктів, пильно стежила за широкомасштабними тестуваннями та вибором обладнання та інструментів, і ось коли лабораторія повністю запущена в роботу, її місія завершена. Приміщення складається із трьох залів площею 250 кв.метрів кожен для акумуляторних комірок, модулів та блоків, і кожне приміщення має свій пожежний відсік для безпеки. На додачу до цих залів, нам вдалося підготувати окремий простів для тестових зразків, щоб покращити робоче середовище, безпеку та процес тестування. «Мета лабораторії – перевіряти комірки акумуляторів, а також модулі та блоки. Ми виходимо із потреб клієнтів, і застосовуємо модульний підхід у всіх наших операціях, щоб зробити найбільш ефективне рішення», - говорить вона.
Збільшена продуктивність порівняно зі старою лабораторією просто величезна.
І це логічно, адже раніше батарея могла працювати на 1 кВт-год, а незабаром ми зможемо пропонувати транспортні засоби з акумуляторами на 1000 кВт-год. Це справжня еволюція. «Наразі у нас є 20 випробувальних установок, і їх індивідуальні можливості є величезними», — каже Орнхед.
Нова акумуляторна лабораторія має додаткове приміщення із кліматичною камерою для випробування акумуляторних блоків, яка є дуже гнучким рішенням, тому що фактично знаходиться зовні.
З такою лабораторією Scania може тестувати робочі характеристики акумуляторних блоків на діючих електричних вантажівках та автобусах без потреби їх знімати. Автомобілі паркуються близько до лабораторії та підключаються до тестувального обладнання. «У близькому майбутньому у нас також буде одна із Шведських Електричних Транспортних Лабораторій (SEEL) неподалік Нікварну (Nykvarn), що розширить наші тестувальні можливості, а також залучить науковців».
Обладнання
Випробувальне обладнання надане компанією Keysight, яка є лідером у сфері випробувального та вимірювального обладнання у галузі е-мобільності. Keysight надав комплексне рішення з продуктами для тестування батарей на рівні комірок, а також модулів та блоків, в тому числі програмне забезпечення для контролю за тестувальними стендами, також програмування та моніторинг тестування батарей. «Не лише наша співпраця зі Scania збільшує наше бачення у світі е-мобільності. Ми також отримуємо безцінну інформацію від провідного виробника великовагового транспорту, що відкриває нові площини технології е-мобільності», - говорить Томас Гоетцель, віцепрезидент автомобільних та енергетичних рішень в Keysight.
«Потреба у нових навичках та знаннях щодо використання батарей та оптимізації життєвого циклу важлива як ніколи раніше. Тут в лабораторії ми маємо передумови виконувати найкраще у цій сфері, - продовжує Орнхед. - Потрібні різні компетенції. Ми цінуємо і інженерів, і техніків».
Ризики
Безпека є однією із ключових цінностей Scania, і коли мова йде про акумулятори, то ризики практично непомітні. Однак батарея завжди заряджена і неправильні дії можуть призвести до фатальних наслідків. Отже, ми багато працюємо та вчимося, як правильно поводитись з батареями. Це означає, що ми можемо передати продукт з упевненістю, коли він завершений, нашим клієнтам. Наші майстерні також мають можливість працювати з цими компонентами у безпечний спосіб.
Лабораторія акумуляторних батарей
Що відбувається в лабораторії
Лабораторія може проводити тест на 170 об’єктах одночасно. Проблема в тому, що тестування акумуляторів займає багато часу. «Тест на тривалість життя займає два роки. Це еквівалентно семи рокам у дорозі. У нас також є ця величезна камера, у яку ми можемо помістити всю трансмісію, якщо потрібно. Якщо ми використовуємо це обладнання замість справжніх зимових тестів, ми можемо зекономити багато коштів і часу».
Лабораторія в основному фокусується на робочих характеристиках акумуляторів та оцінці життєвого циклу у різних кліматичних умовах від -40 до 70С. Наші інженери досліджують та визначають найкращі умови для експлуатації акумуляторів, враховуючи такі фактори, як температура, рівень зарядки та профіль потужності зарядки для індивідуального використання з метою оптимізації терміну служби акумулятора та потреб клієнтів. “Ми тестуємо, тестуємо і ще раз тестуємо. Чому? Тому що саме комірка акумулятора з найменшою ємністю визначає вихід. Ми не можемо мати 99 відсотків чудових, коли цей останній відсоток має значення», – каже Орнед.
Що це для нас
Ми робимо смілий крок і вирішили не йти на компроміси щодо експлуатації, життєвого циклу та іншого. Це інвестиція, яка надасть переваги Scania та групі Traton в цілому. Якоб Оман, керівник тестування комірок та модулів, вважає, що в 2020-х роках Scania матиме чудові продукти, оскільки ми встановимо специфікація для нашої власної акумуляторної батареї буде з урахуванням наших власних вимог і потреб, буде можливість розробляти та виготовляти розробимо власні акумуляторні батареї, а також самостійно виконувати 100 відсотків усього планування та програмного забезпечення. «Ми готувалися до цієї масової трансформації та високого промислового рівня протягом кількох останніх років, тепер настав час це показати». Багато чого ще попереду. Наразі ми готуємо приміщення, де ми будемо додавати датчики та подібне обладнання. Ми також пробуємо демонтувати, де розбираємо комірку на частини. «Я не здивуюся, якщо через кілька років нам знадобиться ще більше місця. Здебільшого йдеться про те, як швидко ми можемо будувати нові об’єкти».
У всьому цьому дійсно важливо не лише обладнання та системи в лабораторії, а й співробітники, які там працюють. Вже є набуті знання, як керувати таким виробництвом. Ці знання даються нелегко. Вони ґрунтується на великому досвіді тестування батарей та попердніх лабораторних роботах. «Ця лабораторія — це гігантська розробка для зростаючої команди, яка дійсно живе у майбутньому, яка пробує речі, які можуть з’явитися на ринку через кілька років, але для нас це вже реальність».
