鉅大LARGE | 點擊量:2103次 | 2019年08月22日
探秘日產軒逸電池pack生產線
2019上半年新能源汽車市場雖保持上揚趨勢,但一系列的起火爆炸和大規模召回事故,都在表明動力電池安全問題突出。
作為首款合資品牌下的國產純電動車型,日產軒逸?純電動汽車搭載的動力電池攜帶著日產聆風的安全基因,其電池制造方法和過程值得業內參考和借鑒。本文將走進東風日產位于廣州花都二工廠,一探日產軒逸?純電轎車動力電池生產線的奧秘。
日產軒逸?純電與聆風一樣都源自日產E-Platform全球專業電動化平臺,基于全新一代日產聆風的純電動技術,選用了中國的電芯供應商,搭載容量為38kW·h的三元軟包電池組,綜合工況續航里程為338km。
據東風日產的技術人員介紹,軟包電池的優勢在于散熱和安全性能好,重量輕、容量大,內阻小循環性能好,同時設計也更靈活。
但缺點是技術門檻較高,加工難度大,同時軟包電池不像方形電池和圓柱電池有堅硬的外殼保護,也容易造成液體泄漏而漏電,這也就對工藝生產和安全性提出了非常高的要求。
為此,東風日產選擇的電池生產方式包括三個層級進行安全保障。
首先,電芯由寧德時代代工生產,鋰電池材料、規格都是日產獨特的設計;其次,電芯模塊化和組裝都在東風日產的車間里完成;而智能的BMS電池管理系統在這里完成,可以針對電池狀態進行監控和保護,故障實時報警,避免熱失控發生,起到實效防護作用。
獨特的電芯設計、模塊化和Pack包組裝的成熟工藝,加上BMS電池管理系統的保障,使東風日產為軒逸·純電生產的電池包可以在發生高強度劇烈撞擊時進行自我處理,并具備防止劣化處理機制。
具體來看的話,東風日產的電池生產線的模塊化車間有15條生產線,是日產全球四大電池生產基地中最領先的生產基地。該基地的電池包產能規劃為2.3萬臺/年,平均每小時可以生產供4臺電動汽車使用的電池模塊。
現款軒逸·純電電池包內含24個模塊,每個模塊有8層軟包電芯,即整車包含192個軟包電芯。從原料上線到模塊下線,每個薄薄的軟包電芯都要經歷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車內的一個電池單元。
這12道工藝流程包括電芯拆包、料車運裝、電芯上料、極耳切割、熱鉚接、單層體超聲波焊接、熱成型膠成型、單層體熱熔膠涂布、二層提超聲波焊接、四層提超聲波焊接、模塊組裝、模塊檢查和模塊下線。
而這一車間的自動化率超過96%,并配備LB-MES、PMS和G-TRC追溯系統,可以實現全流程生命周期產品信息追溯。
電池Pack的安全保障
除了模塊化電池組的技術外,電池Pack組裝同樣重要。位于總裝車間的電池Pack生產線最早從2016年開始投入生產,在電芯完成電池單元到電池模塊的轉變后,下一步就會送到這里組裝成電池Pack。
據了解,一個完整的電池包包括3個堆棧,一共24個模塊。每個堆棧采用串聯的模式組成回路,提供電量。
為了防止機械變形、擠壓、撕裂、隔膜破裂導致的內短路,日產將電池組布置在前后輪中間,Pack包的外殼采用高強度裝甲和特殊材料的隔熱材料,強度可達1.2GPa,市場上一般是800-900MPa,還有采用塑料上殼。
值得注意的是,東風日產并沒有選擇很多車企選擇的水冷降溫,而是采用風冷。一方面日產技術開發先進的熱管理系統,發熱量低;另一方面,也規避了水冷系統存在的漏液短路風險。
另外,電池組周圍還留出了足夠的碰撞潰縮空間,防止壓力突然增大而帶來爆炸。同時在電池Pack內還存在一個SDSW開關,是一個強電總開關,在出現問題時用戶可以手動操作關閉電池運作,具體位置就在座椅下方。
同樣,為了防止過充、老化、低溫對電池的影響,日產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系統的保護策略也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。
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