„Tohle je srdce celé výkonnostní elektroniky,“ říká Tomáš Michal, jednatel ZF Electronics Klášterec, a podává nám malý černý modul osazený devíti tranzistory na bázi karbidu křemíku. Právě přes ně při jízdě protékají stovky ampérů a určují, jak se elektromobily nejen nabíjejí, ale především jaký mají výkon.

Elektromobily v Evropské unii letos v dubnu poprvé přesáhly pětinu všech nově registrovaných aut. Čistě spalovací motory na benzin a naftu se přitom letos v EU v rámci nově prodaných aut propadly na historické minimum zhruba třiceti procent trhu, vedou hybridy. Co se týče elektromobilů, většinou přichází na přetřes téma dojezdu, ale zákazníky zajímá i to, jak rychle auto dobijete a jaký výkon má, aniž by se přehřívalo nebo bylo zbytečně těžké.

A právě s tím má co dočinění jedna nenápadná součástka – invertor, měnič, který bere stejnosměrný proud z baterie, mění ho na střídavý pro motor a zároveň přesně řídí, kolik síly a kolik otáček motor dostane. „Naše výkonová elektronika po sešlápnutí pedálu rozvádí proud a udává tím rychlost auta. Při brzdění zase funguje jako generátor a vrací energii zpátky do baterie,“ popisuje jeho princip Tomáš Michal.

Foto: ZF Klášterec

+1

Výkonovou elektroniku vyrábí ZF Electronics Klášterec, celkem nenápadná fabrika na úpatí Krušných hor, kterou byste podle fasády tipovali na cokoliv jiného než na místo, kde vzniká klíčová část elektromobilů. Samotné ZF přitom vzniklo úplně jinde, založil ho v roce 1915 ve Friedrichshafenu hrabě Zeppelin, protože potřeboval ozubené převody pro vrtule svých vzducholodí. Zkratka ZF ostatně znamená Zahnradfabrik, tedy továrna na ozubená kola.

Klášterecká pobočka se nejprve jmenovala Cherry a vyráběla mikrospínače a senzory, tedy třeba cvakající klávesy do starých klávesnic. ZF ji koupilo až v roce 2008, výkonová elektronika se tu vyrábí od roku 2017. Od té doby jí odsud vyjelo přes 2,5 milionu kusů. Podobné invertory vyrábí i konkurenční Bosch, který na nich mimochodem spolupracuje s firmou Vitesco Technologies, jejíž závod sídlí ve Frenštátě pod Radhoštěm.

Klášterecká elektronika je dnes součástí například dodávek Mercedes eVito i osobních mercedesů na stejné platformě, jezdí i v nákladních Mercedesech Actros. Řídicí jednotky odsud míří do Audi A6, kde hlídají otáčky motoru, nebo do převodovky v Porsche Panamera. Novější generace na bázi karbidu křemíku pohání elektromotory v maserati s trojmotorovou 800voltovou architekturou, starší generace zase invertor pro plug-in hybridní BMW řad 5, 6, 7 a X5.

„Nová generace invertorů produkuje díky karbidu křemíku méně odpadního tepla, nepotřebuje tak velký chladič, celá elektronika je kompaktnější a lehčí. A čím lehčí komponent, tím menší spotřeba a delší dojezd auta,“ vysvětluje Tomáš Michal rozdíl mezi starší a novou generací invertorů. Právě 800voltová architektura je tím, na co se dnes soustředí prakticky celý vývoj – umožňuje totiž rychlé dobíjení, které u nejmodernějších elektromobilů vídáme, a taky vyšší výkon při akceleraci.

Foto: ZF Klášterec

+1

„Auta s 800voltovou hierarchií jsou svižnější, jedou líp, protože mají i nové generace motorů. A ty fungují tak dobře jenom díky tomu, že naše elektronika dokáže mnohem inteligentněji a lépe dávkovat střídavý proud,“ dodává Tomáš Michal.

A jak výroba invertorů vypadá? Uvnitř výrobní haly všichni nosí bílé pláště, návleky na vlasy i vousy. Na první pohled to tu působí spíše jako v laboratoři než ve fabrice. Jeden zapomenutý vlásek nebo smítko prachu, které se dostane mezi dvě vodivé dráhy na desce, dokáže invertor zničit nebo mu zkrátit životnost. Hala proto funguje v takzvaném ESD režimu, který brání i vzniku statické elektřiny, jež by také mohla poškodit citlivé součástky.

Linku z většiny obsluhují roboti, na některých stanovištích běží výroba prakticky bez lidské ruky, montážní ramena značky Kuka tu přemisťují díly z jednoho kroku na druhý. Měděné plíšky, kterými prochází stovky ampérů, se svařují laserem, s přesností na setiny milimetru. Lidé zůstávají jen tam, kde se robot buď nevyplatí, nebo daný úkon zatím nezvládne.

Desky plošných spojů, tedy základ každého invertoru, si Klášterec vyrábí sám. Zbytek z takřka dvaadvaceti komponentů, z nichž se invertor skládá, tedy hliníkové kryty, filtry, samotné čipy, se sem dováží a na místě se to všechno skládá dohromady.

Teď ještě linka teprve nabíhá a každý invertor projde pod rentgenem i zátěžovým testem. Za pár měsíců by ale měla běžet naplno a zvládnout vyrobit tisíce výkonnostních elektronik měsíčně.

Jenže i přes to všechno boom kolem elektromobility stále ještě nedosahuje tempa, se kterým se před lety počítalo, a odnáší to hlavně dodavatelé automobilek. Právě ZF Friedrichshafen, německý koncern, pod který spadá i závod v Klášterci, loni oznámil, že kvůli slabé poptávce po elektromobilech do roku 2030 zruší v Německu zhruba 7 600 míst přímo v divizi elektrifikovaných pohonů. Českých kapacit se ale škrty nijak nedotknou.