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检测检查-东风日产的电池产线几乎实现了完全的自动化生产

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為保證電芯的超高品質,東風日產首先在源頭著手,經過上千次如過充、振動、熱衝擊、甚至針刺等評估測試,確保材料的化學穩定性。日產最終選擇了價格昂貴但是性能更加優越的NCM鎳鈷錳三元鋰電池,該電芯擁有出色的電池密度和輸出穩定性。同時,東風日產定製電芯內部材料上也做了特殊設計,擁有在發生高強度劇烈撞擊時的自我處理機制,確保任何狀況下的萬無一失。

主動安全方面:為了防止過充、老化、低溫對電池的影響,日產LEAF做了大量的數據積累和實驗,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系統的保護策略更是整個行業的先行者,其通過不同形式的故障分類,對電池系統進行防護,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生。

●周密的安全防禦設計除了在源頭提升動力電池的質量,東風日產還考慮到了實際用車過程中,環境因素變化對動力電池的影響,制定了非常周密的安全防禦設計。

除此之外,在PACK品質把控方面,需要完成194項檢測環節,嚴格確保電池品質。完成組裝後,電阻檢測和電裝檢測會對整個電池包的關鍵參數進行校驗,確保電池組符合設計要求的同時,避免虛接等情況發生。之後即可進行氣密性檢測,1.5KPa的高壓氣體被註入密封的電池包,保持15秒鐘沒有氣體外泄,確保整個電池包處於完全密封的狀態。

完成組裝的電池包離開生產線前還要經過兩道嚴密的檢查: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·純電的電池系統在複雜的工作環境下也能保持良好的工作穩定性;QA檢測,對整個生產裝配流程再次進行校驗,確保所有環節均按照設計要求進行生產和檢測,實現過程、檢查和下線每道工序都達到100%的品質。

進入2019年,新能源純電動汽車由於連續的多起起火自燃事故而飽受爭議。特斯拉與蔚來你方唱罷我登場,生怕“火熱”程度下降,前幾天還有名不見經傳的雲度以及看起來“一臉正氣”的長城歐拉也先後自燃了。7月新能源汽車銷量遇冷,除了補貼和政策因素外,也受到了人們對電動汽車的安全問題擔憂的影響。而在此時,日產汽車宣佈,旗下純電動產品Leaf聆風銷量已突破43萬台,累計行駛里程超過100億公里,迄今無電池自身導致的自燃事故發生。

其次,相比目前市場上主流的其他兩種動力電池形式,軟包電池具有散熱和安全性能好,重量輕、容量大,設計比較靈活等優勢。方形電池除了比亞迪比較精通外,其他車企往往由於不能統一規格型號,造成成組困難。而圓柱電池的代表性使用者無疑是特斯拉了,頻繁的起火爆炸事故已經證明瞭即便是特斯拉,也難以控制好18650/2170電池的熱失控問題。

從實際的探秘過程來看,東風日產的電池產線幾乎實現了完全的自動化生產,車間的自動化率已達96%,只有部分工序需要人工檢測。另外在電芯模組檢測方面,東風日產也擁有其他工廠不具備的優勢。由於自動化水平很高,對於單一電芯模組的篩選檢測,完全可以較由機器代勞。與傳統的人工抽樣檢測相比,電芯安全性得到了充足的保障。

作為國內主流合資品牌的東風日產,承接日產全球領先純電科技,基於與Leaf聆風同源的E-Platform電動車平臺,推出了合資品牌首款國產純電動汽車——軒逸·純電。

日前,東風日產也首次對國內媒體開放了其全自動電池生產線,這套日產在全球建立的第四條電池生產線位於廣州市花都區的東風日產第二工廠,我們在此對其進行了100億公里0重大事故的探秘。

來到產線,從簡單的一塊原材料電芯到最終成為模組、Pack電池包,需要經過12道工藝流程、14項品質檢查及198項生產管控環節才能最終成為軒逸·純電的“一份子”。每台軒逸·純電的動力電池包內,包含24個電池模組,每個模組內包含8個軟包電芯,總計192個高品控下生產的電芯才能進入到車內。

總結:9年前,日產率先推出了全球首款量產電動車LEAF。9年來,LEAF在全球累計銷量達43萬輛,是迄今為止單一純電車型銷量的冠軍,累計行駛里程已達100億公里,卻仍保持著0重大事故的卓越記錄。如今,從定製電芯到落地日產全球第四條高精密、全自動生產線,並且執行日產嚴苛的電池生產標準,東風日產沒有放鬆對安全的哪怕一絲要求。憑藉苛刻的安全理念,軒逸·純電正在不斷刷新日產的安全記錄。

●國內首個合資品牌電池產線東風日產花都第二工廠內的這條電池產線,不僅是日產在全球的第四條全自動電池生產線,也是國內整車製造行業首條自動化電池生產線。

可以看到,24個電池模組被置於5mm厚的護板內部,模組的固定架邊緣距離容易發生側碰的兩側外殼至少100mm以上,預留了足夠的防撞潰縮空間,而上下外殼均使用的是1.2GPa超高強度鋼。

定製電芯進入自動化模塊線後,要經過激光裁剪、超聲波焊接、熱熔膠註塑、激光打碼等多道精密自動化生產工序。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,保證裁剪出的產品近乎完美一致;超聲波焊接因其環保、安全且不會損傷電池,而且焊接後導電性好,電阻繫數極低或近乎零,能夠以超強焊接品質賦予產品更強的穩定性和充放電性能。

該生產線執行日產全球統一電池生產標準,採用諸多行業尖端科技,如激光裁剪、超聲波焊接、熱成型註膠、MES可追溯系統等,具有自動化、智能化、信息化優勢,能夠實現生產過程100%品質監控判斷、完成後100%檢查、以及下線QA系統100%確認,確保每片電芯都完美無瑕。其中的6項主要設備,均為自動化進口產品,如大族激光、必能信焊機、諾信熱成型膠機等。憑藉先進的製造工藝和成熟完善的流程管理,該生產線為軒逸·純電提供了堅實的品質與安全保障。

軒逸·純電的電池包外殼採用了1.2GPa超高強度鋼材防護殼,四邊設計有潰縮吸能式的防撞保護,以在收到四個不同方向的撞擊時,保護電池模組和電芯不產生形變。

所以東風日產選用了技術門檻更高、加工難度更大,但安全性更出色的軟包電池,這也正是日產多年純電動汽車無重大電池事故的原因之一,彰顯了其對車輛電池安全的重視程度。

電池生產模塊線,是完成CELL(電池單元)到MODULE(電池模塊)的生產過程。數千平米的生產線,被兩排精密的全自動生產設備占據了絕大部分空間,屈指可數的數個工作人員穿梭其中,整條生產線仿佛讓人走進了“外科手術室”般,乾凈、整潔的同時,給人精密、先進的第一印象。

隨後便是電池模塊到電池包的Pack成組工序,電池包的組裝過程要經過堆棧分裝、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。為了確保整個生產流程的完全可控,MES系統扮演著“天眼”的角色,事無巨細地記錄著每個生產的細節。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、生產的時間……所有一切都被清晰地計入系統,悉數上傳至日產總部,其中重要數據更是要保存5年以上。

●定製化軟包電芯與國內很多主流新能源企業一樣,東風日產軒逸·純電的電芯也是由寧德時代生產提供。但是最大的區別是,寧德時代對東風日產來說只是代工方,東風日產將其符合全球統一標準和材料配比的技術式樣提供給寧德時代,寧德時代按照其要求生產定製化的軟包電芯。這與其他車企採購寧德時代的標準化產品有著本質區別,一個是代工,一個是採購。

被動安全方面,為了防止機械變形、擠壓、撕裂、隔膜破裂導致的內短路,日產剋制地將電池組佈置在前後輪中間,並且除了上面提到的1.2GPa超高強度裝甲外,電池組內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。

●12道工藝流程14項品質檢查