人們總愛用“萬無一失”這個成語來形容對事情有絕對的信心和把握。盡管這個“萬”字所指代的只是一個虛無的概念,但放在可能會牽涉到生命安全的領(lǐng)域,萬分之一的概率就足以令人不安。
進入2019年以來,尤其是進入高溫酷暑的這幾個月里,電動汽車自燃起火事故不斷發(fā)生,而根據(jù)《新能源汽車國家監(jiān)管平臺大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報告》顯示,自2019年5月起的3個月內(nèi),新能源汽車國家監(jiān)管平臺共發(fā)現(xiàn)79起安全事故,涉及車輛96輛。如果按照這個數(shù)字結(jié)合目前國內(nèi)新能源汽車保有量來計算,全年發(fā)生安全事故的概率早已超過了萬分之一。
即便如此,卻仍有一家企業(yè)數(shù)十年來一直保持著電池重大事故數(shù)為“0”的記錄——已累計銷量達43萬臺、累計行駛里程超100億公里的日產(chǎn)LEAF聆風(fēng),不但穩(wěn)居全球電動車單一車型銷量的冠軍,更令人難以置信的是,LEAF聆風(fēng)至今仍保持著電池0重大事故的“奇跡”。
而盡管LEAF聆風(fēng)并沒有直接引入國產(chǎn),但上市不到一年的東風(fēng)日產(chǎn)軒逸純電,由于采用了與LEAF聆風(fēng)同源的日產(chǎn)E-Platform電動車平臺打造,因此在三電技術(shù)和品質(zhì)方面自然也是毋庸置疑。
近日知行君得以抵達位于東風(fēng)日產(chǎn)第二工廠內(nèi)的,日產(chǎn)全球第四條全自動電池生產(chǎn)線進行參觀,而這也是國內(nèi)整車制造行業(yè)首條自動化的Module(電池模塊)生產(chǎn)線。當(dāng)然,知行君期望能借此能了解到一些這個安全奇跡背后的秘密。
電池安全,首先離不開領(lǐng)先的技術(shù)
眾所周知,近年來新能源車市場在進入了井噴期,發(fā)展純電動汽車成為了當(dāng)下的主流趨勢,但回望到十多年前,盡管“節(jié)能減排”的目標(biāo)一致,但汽車巨頭們卻對新能源車的發(fā)展路線存在不同的看法,例如豐田和本田選擇大力發(fā)展油電混合技術(shù),而日產(chǎn)則埋頭純電動車的研發(fā),早在2010年便率先推出了世界第一臺量產(chǎn)純電動車LEAF聆風(fēng),并持續(xù)不斷升級換代。
因此在純電動車領(lǐng)域,日產(chǎn)無論在三電技術(shù)儲備還是生產(chǎn)流程管理方面,都是世界領(lǐng)先的水平,也遠不是那些新興企業(yè)所能望其項背的。
談及純電動車的續(xù)航和安全性能,都離不開“三電”中的電池和電控系統(tǒng)。軒逸純電采用的是和聆風(fēng)一樣鎳鈷錳(NCM)三元鋰電池方案,但和其他車企采用的NCM三元鋰電池不一樣的是,軒逸純電的電池電芯,并沒有采用更常見的方形電池或者圓柱電池,而是采用了重量更輕、散熱和安全性能更優(yōu)的軟包電池。
軟包電池的先天優(yōu)勢很明顯,但是問題在于,研發(fā)的技術(shù)門檻高,加工生產(chǎn)難度大。這對于眾多其他的企業(yè)來講,這就足以讓決策者轉(zhuǎn)而改用其他方案。但這些難題對于日產(chǎn)而言卻并不算什么,因為日產(chǎn)在多年的研發(fā)和生產(chǎn)中,早已攻克了其中的難關(guān)。
因此特別有意思的是,軒逸純電的整個電池的生產(chǎn)裝配流程中,只有軟包電芯生產(chǎn)的環(huán)節(jié)交給了寧德時代為其代工生產(chǎn),而不是直接向?qū)幍聲r代采購,而其余的環(huán)節(jié)都在日產(chǎn)自家的這條全自動電池生產(chǎn)線上組裝完成。
光從這一小細節(jié)就能看出,日產(chǎn)對自家電池的技術(shù)有著極強的自信,而且這樣也能對軒逸純電的電池包的質(zhì)量有更好的把控,不會出現(xiàn)此前國內(nèi)某新勢力車企因電池包和模組之間的兼容性問題,導(dǎo)致發(fā)生自燃事故。
日產(chǎn)官方提供的資料顯示:“電池模塊生產(chǎn)共計 12 道工藝流程、14 項品質(zhì)檢查以及 198 項生產(chǎn)管控環(huán)節(jié)。”
而當(dāng)一片片獨立封裝,目測只有幾毫米厚的軟包電芯被運送到全自動生產(chǎn)線邊上之后,便開始了軒逸純電電池包的誕生之旅。定制的電芯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(zhǔn)確性和一致性,保證裁剪出的產(chǎn)品近乎完美一致。而超聲波焊接工序,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,能夠確保產(chǎn)品具有更強的穩(wěn)定性和充放電性能。
由于自動化的程度十分高,因此在這條電池模塊生產(chǎn)線上,只有寥寥可數(shù)的幾個工作人員負責(zé)監(jiān)控和處理可能遇到的一些臨時狀況,而無需親身參與到中間的工序環(huán)節(jié)。
在這條模塊線的終端,8片軟包電芯(CELL)最終被裝入一個模塊(MODULE)之中,每個模塊的電容量約為1.58kWh左右,重量約為 8.7kg。而每輛軒逸純電之中,一共會搭載24個這樣的電池模塊。
電池模塊組裝完成后,將會進入到位于總裝車間的Pack生產(chǎn)線線,對電池包的進行最后的組裝工序。軒逸純電的電池包殼體采用了1.2GPa超高強度鋼材,電池包內(nèi)部分為左前堆棧、右前堆棧以及后堆棧。其中左前堆棧和右前堆棧分別有 6 個電池模塊、后堆棧包括 12 個電池模塊,軒逸純電使用的 pack 共有 24 個電池模塊。
為了保證安全性能,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。
電池 Pack 內(nèi)部線束等工藝完成后,接下來就可以安裝電池 pack 的上殼體進行最后的電池 pack 封裝,上殼體與下殼體的連接采用機械在上殼體邊緣打上密封膠。在裝配完成后,還會進行一系列的檢測工序,確保各項性能達到日產(chǎn)全球統(tǒng)一的質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)。
100%的安全離不開“300%的品質(zhì)管理系統(tǒng)”
曾經(jīng)有不少朋友也向知行君提出過一個類似的問題:“現(xiàn)在科技那么先進,生產(chǎn)的自動化程度也那么高了,為什么那些新造車企業(yè)還是會出現(xiàn)那么多意料之外的質(zhì)量和安全問題呢?”
的確,如果純粹地從技術(shù)角度分析,似乎不太容易去解答這個問題。因為在很多生產(chǎn)管理經(jīng)驗豐富的工程師看來,流程管理以及“人”的因素都是缺一不可的。就在純電動車領(lǐng)域,日產(chǎn)“0重大事故”的奇跡顯然和長達數(shù)十年的電動車生產(chǎn)管理經(jīng)驗,以及完善的生產(chǎn)流程監(jiān)控密不可分。
在電池組組裝生產(chǎn)線(Pack線)上,日產(chǎn)采用了可視化作業(yè)指示系統(tǒng),包括上螺絲這么細小的工序,一旁的顯示器都會顯示出實時的狀態(tài),而每一道工序完成后,相關(guān)對應(yīng)的所有數(shù)據(jù),包括螺絲的位置、力矩、當(dāng)班員工的編號、生產(chǎn)的時間等等數(shù)據(jù),都會被清晰地計入系統(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,實現(xiàn)了全部數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和可追溯,也可以不斷進行分析和優(yōu)化。
此外,通過裝配“過程中的100%MES系統(tǒng)品質(zhì)監(jiān)控、完成后全數(shù)離位100%判斷、所有作業(yè)完成并100%QA確認”三大品質(zhì)管理系統(tǒng),確保了過程、檢查和下線每道工序都達到100%的品質(zhì)要求。而這也被日產(chǎn)統(tǒng)稱為“300%品質(zhì)管理系統(tǒng)”。
在快結(jié)束全文之際,知行君發(fā)現(xiàn)想要通過短短的幾千字,來清晰概括日產(chǎn)的電池包生產(chǎn)流程,真的是相當(dāng)“痛苦”的一件事情。因為確保電池包的安全,顯然是一個相當(dāng)復(fù)雜而且技術(shù)含量極高的系統(tǒng)工程,看似簡單有序的工序?qū)嶋H上匯集了無數(shù)工程師和技術(shù)人員的經(jīng)驗和智慧。知行君作為一個旁觀者,在短短的半天參觀時間里,也只能管中窺豹,略微了解一二。但無論如何,從首臺量產(chǎn)的聆風(fēng)交道消費者手上至今的近20年里,超過43萬輛聆風(fēng)還保持這電池0重大事故的出色記錄,就足以說明了一切。
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