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100億公里0事故?探秘東風日產(chǎn)全自動電池生產(chǎn)線

一眼就能望到頭,是我對軒逸·純電Module(電池模塊)生產(chǎn)線的第一印象。而在參觀前的介紹中,可愛又mini的生產(chǎn)線示意圖更是加深了這樣的印象。

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不僅如此,對比之前參觀過的電池廠,東風日產(chǎn)這條線包括車間還給我一種樸素的感覺,或者說有點土氣,這種感受在日本參觀豐田元町工廠時也有過,也許這就是日系車企特有的一種風格吧。

雖然其貌不揚,但這卻是國內(nèi)整車制造行業(yè)首條自動化Module生產(chǎn)線,這條產(chǎn)線目前只供軒逸·純電一臺車使用,產(chǎn)能為每小時4.5輛車。它繼承了LEAF累計銷量43萬臺、累計行駛里程100億公里,而電池0重大事故的優(yōu)秀基因。究竟這條線上有何獨到之處,讓我?guī)黄鹂纯窗伞?/p>

這里生產(chǎn)的是怎樣的電池?

在技術(shù)路線上,東風日產(chǎn)出于散熱和安全性能等方面的考慮,采用了軟包電池技術(shù)。此次參觀的樹脂車間生產(chǎn)線,用于進一步加工從寧德時代采購的軟包電芯。在介紹電芯時,工程師特別強調(diào)電芯是由寧德時代代工,式樣和知識產(chǎn)權(quán)均屬于日產(chǎn),每一塊電芯都是東風日產(chǎn)“私人定制”。

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正極材料采用的是鎳鈷錳(NCM)三元體系,但關(guān)于具體配比由于涉及企業(yè)機密,東風日產(chǎn)方面并未向媒體透露。

該電池包由24個模塊構(gòu)成,而一個模塊則有8個CELL(電池單元)組成。電芯采用的是片狀單元層疊結(jié)構(gòu),端部極耳通過超聲波焊接。

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(電池模組)

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24個模塊分成3個堆棧,全部采用串聯(lián)組成回路,分別位于電池包的后部、右前和左前的位置。

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(電池包示意圖)

自動化率超96%,打造更強電池性能

在這條從 CELL到Module的生產(chǎn)車間里,兩排全自動生產(chǎn)設(shè)備占據(jù)了絕大部分空間,屈指可數(shù)的數(shù)個工作人員穿梭其中,整條生產(chǎn)線仿佛讓人走進了“外科手術(shù)室”般,但這里的工作人員并不是外科醫(yī)生,他們的職責更多是監(jiān)督與管理。

據(jù)介紹,除了上下料以及部分工序是人工以外,其余生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全自動化。其產(chǎn)線自動化程度在國內(nèi)模組行業(yè)中處于領(lǐng)先地位,自動化率達到96%以上。

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定制電芯在進入自動化模塊線后,要經(jīng)過激光裁剪、超聲波焊接、熱熔膠注塑、激光打碼等多道精密自動化生產(chǎn)工序。其中激光裁剪能夠最大限度地保證裁剪的準確性和一致性,保證裁剪出的產(chǎn)品近乎完美一致;超聲波焊接因其環(huán)保、安全且不會損傷電池,而且焊接后導(dǎo)電性好,電阻系數(shù)極低或近乎零,能夠以超強焊接品質(zhì)賦予產(chǎn)品更強的穩(wěn)定性和充放電性能。

如何做好安全確保?

談到新能源汽車的火,我們的第一反應(yīng)已經(jīng)不是這個市場的火熱,而是一起又一起的自燃事件。

據(jù)第一電動不完全統(tǒng)計,截至8月13日,國內(nèi)至少還有19起新能源汽車起火事件,平均一個月至少2起以上,8月尤為嚴重,不到15天,已經(jīng)發(fā)生5起自燃事件。

對于以0事故,高安全性自居的日產(chǎn),他們對于安全的把控已經(jīng)融入到生產(chǎn)的源頭。

因為24個電池模塊串聯(lián)后電壓高達380伏,這里的每個工作人員除了持有國家認證的電工資格證書外,還擁有非常豐富的高壓作業(yè)經(jīng)驗。同時,絕緣鞋、絕緣手套、安全頭盔等是每個工程技術(shù)人員和一線工人標準裝配。

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生產(chǎn)過程中,電池組的組裝過程要經(jīng)過堆棧分裝、主線束裝配、高壓檢查、合蓋檢查、氣密測試、充電測試、以及QA檢查等6道主要工序。為了確保整個生產(chǎn)流程的完全可控,MES系統(tǒng)扮演著“天眼”的角色,事無巨細地記錄著每個生產(chǎn)的細節(jié)。定值無線電槍正在緊固的螺絲的位置、力矩、當班員工的編號、生產(chǎn)的時間……所有一切都被清晰地計入系統(tǒng),悉數(shù)上傳至日產(chǎn)總部,其中重要數(shù)據(jù)更是要保存5年以上。

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除此之外,在PACK品質(zhì)把控方面,需要完成194項檢測環(huán)節(jié),嚴格確保電池品質(zhì)。完成組裝后,電阻檢測和電裝檢測會對整個電池包的關(guān)鍵參數(shù)進行校驗,確保電池組符合設(shè)計要求的同時,避免虛接等情況發(fā)生。之后即可進行氣密性檢測,1.5KPa的高壓氣體被注入密封的電池包,保持15秒鐘沒有氣體外泄,確保整個電池包處于完全密封的狀態(tài)。

完成組裝的電池包離開生產(chǎn)線前還要經(jīng)過兩道嚴密的檢查:充電檢測,裝配完成的電池組需進行15分鐘高壓充電測試,模擬21種日常容易遇到的充電情境,保證軒逸·純電的電池系統(tǒng)在復(fù)雜的工作環(huán)境下也能保持良好的工作穩(wěn)定性;QA檢測,對整個生產(chǎn)裝配流程再次進行校驗,確保所有環(huán)節(jié)均按照設(shè)計要求進行生產(chǎn)和檢測,實現(xiàn)過程、檢查和下線每道工序都達到100%的品質(zhì)。

除了在源頭提升動力電池的質(zhì)量,東風日產(chǎn)還考慮到了實際用車過程中,環(huán)境因素變化對動力電池的影響,制定了非常周密的安全防御設(shè)計。

被動安全方面:為了防止機械變形、擠壓、撕裂、隔膜破裂導(dǎo)致的內(nèi)短路,日產(chǎn)克制地將電池組布置在前后輪中間,并且采用了1.2GPa超高強度裝甲(市場一般采用800-900Mpa)、電池組內(nèi)部還有玻璃纖維和凱夫拉組成的隔熱材料進一步防護、更有極端情況下能夠迅速釋放內(nèi)部壓力的泄壓閥。此外,電池組周圍還留出足夠的防碰撞潰縮空間,最大限度提供被動安全保障。

主動安全方面:為了防止過充、老化、低溫對電池的影響,日產(chǎn)LEAF做了大量的數(shù)據(jù)積累和實驗,定義出明確清晰的充電電流電壓邊界,以此管控整個充電過程,保障充電的安全。此外,成熟的LBC系統(tǒng)的保護策略更是整個行業(yè)的先行者,其通過不同形式的故障分類,對電池系統(tǒng)進行防護,能夠從動力源頭切斷任何充電和放電過程,從而避免熱失控的發(fā)生。

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小結(jié):

誠然,在東風日產(chǎn)嚴謹?shù)牟季?、安全至上的生產(chǎn)流程中,產(chǎn)品的安全性得以最大限度保證。但隨之而來的是車輛續(xù)航里程會受到一定程度限制。軒逸.純電338km的綜合續(xù)航在競爭激烈的純電動A級市場確實讓人感覺缺乏競爭力。5月6月雖然憑借著B端市場拿到不錯銷量成績,但上市至今表現(xiàn)依然差強人意,很大原因在于續(xù)航的短板限制了零售用戶的購買。不過在之后的交流過程中我們了解到,日產(chǎn)第三代純電車型即將上市,續(xù)航方面會有提升。相信在有強大的安全保障下解決了自身短板問題之后,日產(chǎn)會迎來更好的發(fā)展。

來源:第一電動網(wǎng)

作者:鄧婭

本文地址:http://autopag.com/news/qiye/97109

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