Litiumioniakkujen elinkaarihuolto – case Augment : elinkaarimalli teoriassa ja käytännössä

Abstract

Sähköpotkulautojen yleistyminen on ollut merkittävä ilmiö kaupunkiliikenteessä ympäri maailman. Ne tarjoavat kätevän ja ympäristöystävällisen vaihtoehdon perinteisille kulkuvälineille. Sähköpotkulautojen suosio on kasvanut nopeasti viime vuosina. Augment Mobility Ab on suomalainen yritys, joka on erikoistunut kuluttajakäyttöön tilattaviin sähköpotkulautoihin. Augment Mobility Ab toimi tämän opinnäytetyön toimeksiantajana. Augmentin sähköpotkulaudat ovat saatavilla useissa Euroopan maissa. Yrityksen liiketoimintamalli perustuu huoltopalveluun, joka mahdollistaa asiakkaiden huolettoman ja laadukkaan sähköpotkulaudan käytön. Kuukausimaksuun perustuva palvelu sisältää kattavan korjaus- ja pikavaihtopalvelun. Yritys huoltaa potkulaudat Seinäjoella ja on halunnut laajentaa elinkaarihuoltotoimintaansa jatkossa koskemaan myös akkuja. Opinnäytetyön tavoitteena oli laatia Augmentille toimintaohje akkujen elinkaarihuoltoa varten.

Opinnäytetyö tehtiin parityönä, jotta siihen voitiin yhdistää laaja-alainen kirjallisuuskatsaus sekä empiirinen tutkimusosio. Työn teoriaosa käsittelee laaja-alaisesti akkujen rakennetta ja toimintaperiaatetta yleisellä tasolla. Teoriaosassa selvitettiin erityisesti, kuinka akku tulee suunnitella ja rakentaa, jotta sen elinkaari olisi mahdollisimman pitkä. Työn empiirisessä tutkimusosassa tutkittiin Augmentin käyttämien akkujen tyypillisiä vikoja, jotka ovat johtaneet akun toimimattomuuteen. Yhdistämällä teoreettinen viitekehys ja tutkimuksellinen työ voitiin Augmentille laatia kattava toimintaohje akkujen elinkaarihuoltoa varten.

Tutkimuksellisessa osiossa havaittiin Augmentin käyttämissä akuissa usein toistuva vikaantumisen syy – liitinvika. Työn lopputuloksena Augmentille laadittiin toimintaohje, jonka avulla akkujen elinkaarihuolto voidaan tehdä vaiheittain siten, että useimmin toistuva vika tunnistetaan nopeasti. Tämä nopeuttaa merkittävästi testaus- ja huoltotoimintaa. Huoltamalla akkuja Augment kykenee pidentämään akkujensa elinkaarta merkittävästi. Samalla vältytään turhilta kustannuksilta, sillä rikkoutuneet akut jouduttaisiin muutoin hävittämään. Opinnäytetyön tulokset vahvistavat sitä näkemystä, että huolellisesti suunniteltu akku, jossa on käytetty kestäviä ja laadukkaita komponentteja, on pitkäikäinen.

Micromobility and especially e-scooters have become significant phenomena in cities around the globe. The popularity of the e-scooters has grown rapidly in recent years, and they offer convenient and sustainable choice to traditional modes of transportation. The Finnish company, Augment Mobility Ab, specializes in subscription-based e-scooters for consumer use in several European countries. The business model of the company is based on enabling customers to use high-quality e-scooters effortlessly and without hassle. The subscription includes all-inclusive repairs and quick replacement service. Augment is servicing its scooters in their own workshop in Seinäjoki and has aimed to include battery packs to their life cycle maintenance program in future. The objective of this thesis was to create battery pack lifecycle maintenance guidelines for Augment.

The thesis was implemented as a joint project to enable broad literature review with an empirical research section. The theoretical part of the thesis provides an overview of battery pack structure and operating principles at a general level. The literature review concentrated especially to describe how to design and construct a battery pack to maximize the lifespan. The empirical research concentrated on analyzing the most common failure modes of Augment’s battery packs. A comprehensive maintenance guideline for battery packs was developed by combining the theoretical framework and the empirical research findings.

In the empirical research phase a recurring failure in Augment’s battery packs was identified – connector failure. As a result, a step-by-step maintenance guideline was created for Augment to ensure that the most common fault is detected as quickly as possible. The guideline speeds up the testing and maintenance operations significantly. By implementing lifecycle maintenance, Augment can extend the lifespan of the battery packs considerably. This approach also reduces costs, because otherwise the faulty battery pack would have to be discarded. The findings of the thesis reinforce the view that long-lasting battery packs need to be well-designed, manufactured with durable components with high quality.