Porsche gibt Einblicke in Batteriefertigung der neuen, rein elektrischen Generation des Cayenne. Seit Anfang Februar läuft die Serienfertigung des Cayenne Electric im Volkswagen-Group-Werk Bratislava. Auch die Batteriemodule für das große SUV fertigt die Volkswagentochter selbst in der Slowakei. Den Prozess stellen die Zuffenhausener nun genauer vor.
Für sein zweites Modell auf Basis der Premium Platform Electric (PPE) hat der Sportwagenbauer mit der Porsche Werkzeugbau GmbH in Horná Streda den „Porsche Smart Battery Shop“ aufgebaut. Etwa eine Autostunde von Bratislava entfernt werden die Batteriemodule gefertigt, die beim Cayenne Electric das Herzstück des Hochvoltspeichers bilden. Die Module gehen von Horná Streda zum deutschen Zulieferer Webasto, der die Module und die Leistungselektronik in den Batterierahmen montiert und dann an das Fahrzeugwerk liefert.
Der Standort Horná Streda wurde bewusst gewählt, bereits zuvor war dort das „Technology Center“ des Porsche-Werkzeugbaus angesiedelt. „Dieses wurde zu einem innovativen Technikum ausgebaut, das Porsche als zuverlässiger Partner bei der Produkt- und Prozessentwicklung begleitet“, heißt es. Vor Ort wurde nach und nach der Prototypenbau des Technology Centers zur Serienfertigung erweitert. Der Bau der Halle, in der die Serienfertigung angesiedelt ist, begann im Januar 2023, im September wurden die ersten Produktionsanlagen installiert. Die ersten Module für die Vorserienfahrzeuge wurden dort im Mai 2024 produziert.
„Komplexer, präzise orchestrierter Fertigungsprozess“
In dem Fertigungsprozess werden 32 prismatische Zellen, die von LG Energy Solution aus Südkorea zugeliefert werden, zu einem vollständigen Modul verpackt. Sechs dieser Module bilden dann in einem Batterie-Rahmen mit der ganzen Elektronik ein 113 kWh großes, einbaufertiges Akkupaket. Den „komplexen, präzise orchestrierten Fertigungsprozess“ in Horná Streda beschreibt Porsche so:
Nach der Eingangsprüfung werden die Zellen für den weiteren Produktionsprozess vorbereitet. Dieser beginnt mit der Stackbildung, bei der die Zellen präzise gestapelt werden, um eine gleichmäßige Ausrichtung der Elektroden zu erzielen. Diese Zellstapel werden dann in den jeweiligen Zellträger eingesetzt und die Zellfahnen werden für den anschließenden Schweißprozess positioniert. In diesem wichtigen Schritt werden die Zellfahnen per automatisiertem Laserschweißen miteinander verbunden. „Dieser Prozess stellt sowohl die elektrische Kontaktierung als auch die mechanische Fixierung sicher. Es erfolgen fortlaufende Qualitätsprüfungen der Verbindungen und Stapel.“
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Diese so vorbereiteten Zellstapel aus jeweils acht Zellen werden mit einem Schaummaterial stabilisiert, das die Stapel auch schützen soll. Vier dieser Zellstapel werden dann in ein Modulgehäuse eingesetzt und dort fixiert. Zusätzlich zu dem Schaum innerhalb der Zellstapel wird ein weiteres Gapfiller-Material eingefüllt. Dieses thermisch leitfähige Füllmaterial fließt in die Lücken und soll die Wärmeableitung verbessern. Im nächsten Schritt werden die Modulgehäuse mit den Kühlplatten verklebt, „um eine dauerhafte und thermisch effiziente Anbindung der Zellstapel zu gewährleisten“. Beim Cayenne Electric gibt es zwei Kühlplatten: eine oben, eine unten. Zum Abschluss des Prozesses wird die Kopfplatte montiert und verschweißt, um das Modul strukturell zu verschließen.
Webasto finalisiert Akkupacks für das Fahrzeugwerk
Die fertig montierten Module durchlaufen noch diverse Prüfungen, etwa Dichtigkeitsprüfungen und verschiedene elektrische Tests. „Unter anderem werden Maßkontrollen, Sichtprüfungen, Funktionsprüfungen und Isolationsmessungen durchgeführt“, erklärt Porsche. „Damit werden die korrekte Verschweißung, Verklebung und elektrische Verbindung aller Zellen sichergestellt.“ Besteht ein Modul die Tests, geht es in den Versand an Webasto.
Die gesamte Fertigungslinie ist laut Porsche mit einer Echtzeit-Prozessdatenerfassung ausgestattet. Damit können viele Daten schon in der Fertigung erfasst werden. Gibt es etwa bei den Qualitätsprüfungen am Ende der Montage Abweichungen, kann das direkt mit den Daten der Fertigung auf Abweichungen hin überprüft werden. Da alle Produktionsdaten in einer Cloud archiviert werden, könne man „relevante Daten sofort bereitstellen und auch nach Jahren eine lückenlose Rückverfolgbarkeit gewährleisten“.
Porsche betont das Thema Nachhaltigkeit: Der Smart Battery Shop setze auf möglichst umweltschonende Lösungen und strebe eine hohe Autarkie an. Durch Photovoltaik-Elemente zur Nutzung erneuerbarer Energien und den Einsatz von Wärmepumpen zur effizienten Energieversorgung werde zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes und zur Förderung des lokalen Klimaschutzes beigetragen. Zudem seien als Beitrag zur Klimaresilienz die Dachflächen des Werks begrünt und der Standort verfüge über einen eigenen Brunnen zur Wasserversorgung.
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