Od řízeného zdroje energie k bateriovému městečku

Za pět let se společnost Tiyo dostala na špičku v oblasti testování baterií. Začínala s jednoduchým vybavením, v současnosti má už šest testovacích kontejnerů a na jaře zprovozní další.

První testy bateriových článků společnost Tiyo provedla v roce 2020. Začínala s obyčejným řízeným zdrojem, který umí energii dodávat a zároveň spotřebovávat.

„Jako první jsme dělali cyklovací a funkční testy, stačil nám k tomu dvoukvadrantový řízený zdroj. V prvních testech jsme byli schopni baterii řízeně nabít a vybít, spočítat a vyhodnotit hlavní parametry, jako je kapacita nebo vnitřní odpor při různých režimech,“ vrací se k začátkům Jaromír Kejval, spolumajitel a technický ředitel Tiyo.

Testování se postupně přesunulo mimo produkční haly. Impulzem byla rostoucí poptávka zákazníků po zkouškách nekontrolovaných reakcí baterií v extrémních podmínkách. „I když v hale zajistíte maximální bezpečnostní opatření, rizika jsou příliš velká,“ upozorňuje technický ředitel. V areálu Tiyo začalo vznikat „bateriové městečko“, které umožnilo realizovat náročnější testy.

První kontejner společnost pořídila pro skladování testovaných vzorků, následoval šest metrů dlouhý reakční kontejner s ocelovými stěnami pro rizikové testy. „Zpočátku to byl robustní plechový box s hasicím systémem a měřící technikou. Protože jsme potřebovali dělat testy i v zimě a v létě bylo nutné testovat za pokojové teploty, kontejner jsme zaizolovali. Dnes je možné ho i temperovat,“ vysvětluje Jaromír Kejval.

Ochranné obleky i dýchací přístroje

Pro podobný typ zkoušek je určený kontejner s tlakotěsnou komorou o objemu téměř 500 litrů. Zvládne vnitřní přetlak až 40 barů, umožňuje proto měřit také termodynamiku dějů během testu. Při zahoření článků se vyhodnocuje složení, teplota a tlak uvolněných plynů.

„Zpočátku jsme tuto nádobu měli v hale. I když jsme zajišťovali přísná bezpečnostní opatření, měření ukázala, že bude lepší přemístit ji do vhodnějšího prostředí. Vedlo nás to k vytvoření dalšího externího kontejneru, v jedné části je produkční pracoviště s uzavřenou tlakovou nádobou, ve druhé je oddělená obslužná část s měřící technikou,“ říká spolumajitel Tiyo.

Největší investice do testování baterií šly v posledních letech do infrastruktury, měřícího a zkušebního vybavení. V současnosti má Tiyo už šest kontejnerů. „Celkem tři jsou určené pro skladování, z toho dva pro baterie, jeden pro kontaminované obleky a vybavení,“ uvádí vedoucí týmu testování baterií Václav Zmítko.

Při testování nekontrolovaných reakcí baterie kouří, hoří a vybuchují. I po skončení zkoušek v nich zůstávají nebezpečné látky. „Technici pracují v ochranných oblecích a s dýchacími přístroji. Zplodinami a jemným prachem je kontaminované i nářadí a veškeré vybavení,“ vysvětluje technických ředitel důležitost „špinavého“ kontejneru.

Součástí bateriového městečka je dekontaminační komora se sprchou a převlékárnou. Na jaře flotilu rozšíří další reakční kontejner. „První kontejner nám už kapacitně nestačí. Pořízení nového nám navíc umožní zkrátit čas na přípravu testů,“ říká Jaromír Kejval. Zatímco samotné testování zabere jen pár minut, příprava může trvat i několik dnů.

Vedou zátěžové testy

Dlouholeté zkušenosti z testingu komponentů pro automobilový průmysl firma uplatnila a dál rozvinula v oblasti bateriového testování. Na starosti ho má tým pěti odborníků. V porovnání s komponentním testováním je u baterií mnohem větší množství rizikových testů, které prověřují jejich chování mimo bezpečné provozní podmínky.

„Nejčastěji provádíme různé typy zátěžových testů, nejvíc zkoušky mechanického poškození a zkratové zkoušky, vibrační testy nebo prověřujeme odolnost proti vniknutí vody a prachu,“ popisuje Václav Zmítko.

VÁCLAV ZMÍTKO - BATTERY TEAM LEADER

Tiyo ročně provede desítky zkoušek bateriových článků a modulů. Některé projekty trvají týden, náročnější, které se skládají z desítek dílčích testů, zaberou třeba i dva roky. „Dlouhodobé testy jsou zaměřené na cyklování a funkční vlastnosti. Když zjišťujeme postupné snižování využitelné kapacity baterie oproti původnímu stavu, tak to nejde moc urychlit,“ poznamenává Jaromír Kejval.

Bezpečnostní zkoušky baterií podle něj zůstanou hlavním úkolem testování i v dalších letech. „I když je nástup elektromobility výrazně pomalejší, než se předpokládalo, tak baterie v dnešním technologicky vyspělém světě zůstanou. Ať už se technologie baterií bude vyvíjet jakýmkoli směrem, tak testy ověřujících jejich bezpečnost v nestandardních situacích, jako jsou extrémní teploty, přebití, mechanické poškození a zkrat, zůstanou i nadále stěžejní pro jejich bezpečné používání,“ uzavírá spolumajitel Tiyo.