Jak se opravuje baterie elektromobilů? Požadavky jsou přísné

S elektromobily se od začátku pojí jedna velká obava potenciálních zákazníků, a to z nákladů na opravu nefunkční trakční baterie či baterie za hranou své životnosti, kdy už nebude autu poskytovat dostatečný dojezd. Tyto obavy nepřímo podporuje politika automobilky Tesla, která má tendenci baterie vyměňovat jako celek i při drobné závadě.

Výměna celé baterie je totiž extrémně drahým úkonem kvůli ceně samotné baterie. A proto se řada jiných automobilek rozhodla baterie navrhovat tak, aby je bylo možno opravovat. Koncern Volkswagen, který na platformě MEB nabízí řadu vozů značek Audi, VW, Škoda i Cupra, k nim patří a ukázal nám, co znamená pracovat na trakční baterii na voze s touto platformou.

Na baterii se dá opravit mechanické poškození i elektrická závada, a to takovým způsobem, že technik – alespoň na papíře – hledá skutečně vadný díl, nikoliv celek dílů. Baterie jsou navrženy tak, aby byly servisovatelné, a v podstatě to jediné, co se nedá vyměnit samostatně, je článek baterie uvnitř modulu.

To proto, že moduly není možné rozebrat tak, aby se daly znova složit; není možné je rozmontovat na jednotlivé články bez poškození. V případě vadného modulu, ať už je závada ve snížené kapacitě oproti ostatním modulům, nebo z něj např. uniká elektrolyt, se mění celý modul.

Umožňuje to konstrukce baterie, jejímž základem je rám. Do toho jsou upevněny jednotlivé moduly s články. Technik se k němu dostane tak, že baterii nejprve vyjme zpod auta a pak sundá její horní kryt. Následně už má před sebou jednotlivé moduly.

Nemůže to však dělat jakýkoli technik. V autorizovaných servisech značek koncernu Volkswagen, které se věnují opravám elektromobilů – aktuálně jich je v ČR 15, kde zvládnou kompletní práci na baterii –, existují tři úrovně kvalifikace personálu: elektricky poučená osoba (EPO), vysokonapěťový technik (VNT) a vysokonapěťový expert (VNE).

Stručně řečeno veškerý personál servisu, kde se pracuje na elektromobilech, musí být elektricky poučenými osobami. To proto, aby věděli například, že se musí rozebranému elektromobilu vyhnout větším obloukem, nesou-li třeba kbelík s vodou – zjednodušeně řečeno. Spadají sem ovšem i mechanici, kteří pracují na vysokonapěťovém systému po jeho odpojení.

To odpojení provádí vysokonapěťový technik. Ten už musí být kvalifikovaný podle „padesátky“ – vyhlášky č. 50/1978 Sb. o odborné způsobilosti v elektrotechnice, resp. od července 2022 zákona č. 250/2021 o bezpečnosti práce v souvislosti s provozem vyhrazených technických zařízení. Ten o odpojení baterie od vozu po jeho provedení sepíše záznam a samozřejmě za něj nese odpovědnost.

Vysokonapěťový expert je člověk, který smí pracovat s baterií pod napětím, smí je opravovat – např. tedy vyměňovat vadné moduly – a také smí odpojovat, demontovat či balit tzv. kritické baterie. To jsou takové, které jsou poškozeny natolik, že z nich vyplývá nějaké nebezpečí pro okolí.

Jak probíhá práce na baterii? Začíná vytvořením tzv. beznapěťového stavu, jehož princip je podobný jako při vypnutí jističe, když chce člověk doma měnit vypínač nebo zásuvku. To je ono odpojení, které smí provést vysokonapěťový technik, a provádí se primárně tzv. údržbovým konektorem pod kapotou vozu.

Následuje zabezpečení, aby nemohlo dojít k nechtěnému zapojení, a kontrola, zda je skutečně vůz v beznapěťovém stavu. Poté technik vyhotoví protokol, který se archivuje, a označí vůz cedulí vysokonapěťového zařízení a cedulí, že je zařízení vypnuté. Pak už na voze může pracovat člověk s nižší kvalifikací.

Když je baterie z vozu venku, provádí se diagnostika, která může odhalit závadu. Zde už je na práci potřeba vysokonapěťový expert. Po aklimatizaci na okolní teplotu např. přes noc následuje zkouška těsnosti baterie. Po ní je možné baterii otevřít sundáním horního krytu. Jeho zajímavostí je, že na něm je přilepeno pěnové těsnění, které není nutno měnit, pokud není poškozené. Pokud poškozené je, musí se vyměnit celý kryt, neboť těsnění není možné z krytu seškrábat.

Podle Romana Pošvy, jednoho ze školitelů, to uvnitř baterie vypadá trochu jako lego, ale není tomu tak. Experti musejí pracovat se speciálními ochrannými pomůckami, které zahrnují kromě montérek i izolované boty a rukavice, a také přilbu se zatmaveným obličejovým štítem. Také nářadí je speciální, izolované.

Expert musí rovněž přesně dodržet správný postup. Pokud by to neudělal a například rozpojil nebo zapojil nějakou komponentu v nesprávném pořadí, elektřina by si mohla najít cestu někudy jinudy a přitom třeba zničit řídící jednotku.

Spolu s Radkem Neknězem, druhým školitelem, předvádí výměnu vadného vysokonapěťového modulu. Musí pracovat vždy ve dvou; jeden z nich je vedoucí práce, ovládá diagnostické přístroje a kontroluje správnost úkonů, které provádí ten druhý.

Když se mění modul v baterii, je nutné ho napřed tzv. nabalancovat na střední hodnotu napětí článků ostatních modulů v baterii. Není totiž možné do baterie, která na servis přijela se stavem nabití 30 %, instalovat modul, který je nabitý na vyšší či nižší hodnotu. Balancování, při němž se napětí nastavuje s přesností na tisíciny voltu, je poměrně zdlouhavý proces, proto servis někdy řekne předem zákazníkovi, aby na určitý úkon přijel s vozem nabitým do určité míry.

Experti postupně rozpojí potřebné spojky mezi moduly, které jsou v baterii zapojené sériově. Pak odstraní šroubky držící modul v rámu a zvedákem ho zvednou nahoru. Není zas tak těžký, váží okolo 30 kg, ale vytahovat ho rukama by znamenalo riziko nepřesnosti či poškození některé součástky kolem.

Vytáhnou starou vrstvu teplovodivé pasty, prostor vyčistí od zbytků a nanášejí pastu novou. K tomu existuje přesná forma, do níž se pasta vytlačuje pneumatickou pistolí. Není to levná záležitost, aplikace pod jeden modul stojí pouze v materiálu necelých pět tisíc korun.

Následuje umístění nového modulu opět pomocí zvedáku. Ten slouží i zde zejména k tomu, aby modul dosedl přesně na své místo na první pokus. Poté, co dosedne, se už nesmí zvedat, neboť existuje riziko vzniku vzduchových bublin, které by stály v cestě patřičnému přenosu tepla z modulu do chladicího okruhu ve dně baterie.

Následuje vrácení spojek a šroubků, dotažení na předepsaný utahovací moment – druhý expert to kontroluje a fixem značí, který šroubek je správně dotažený – a finální změření napětí, které řekne, zda byla chyba odstraněna. Managementu baterie poté experti skrz počítač zadají, že v baterii je nový modul, a baterie může zpátky do auta. Vůz dostane novou chladicí kapalinu – na té je zajímavé, že se nemění periodicky, nýbrž pouze při servisních úkonech, které ji zahrnují, ovšem při všech takových, i kdyby následovaly týden po sobě – a může zase jezdit.

Výměna modulu s přesně předepsaným postupem je práce pro servis zhruba na osm hodin. Nový modul samotný stojí okolo 35 tisíc korun, s teplovodivou pastou jsme zhruba na 40 tisících a k tomu je nutné připočítat práci, která zahrnuje nejméně dva vysoce kvalifikované lidi.

Celková cena pro zákazníka se tedy odvíjí zejména z hodinové sazby servisu a výměna modulu je proto otázkou vyšších desítek tisíc korun až stovek tisíc, je-li třeba nutné vyměnit modulů více.

Levná oprava to není ani u pár let starého auta, pokud už není kryto zárukou. Ve sférách deseti- až patnáctiletých ojetin snadno může dosáhnout velké části pořizovací ceny vozu.

Na druhou stranu zatím nejsme v situaci, kdy by na trhu bylo velké množství patnáctiletých ojetých elektromobilů. Dá se předpokládat, že až tam budeme, budou umět baterie opravovat i neautorizované servisy. A budeme-li trochu spekulovat, moduly s články snad budou k mání i z druhovýroby za nižší ceny, stejně jako tomu je dnes u běžných autodílů.