探秘日产轩逸电池pack生产线

2019-08-22      2066 次浏览

2019上半年新能源汽车市场虽保持上扬趋势,但一系列的起火爆炸和大规模召回事故,都在表明动力电池安全问题突出。


作为首款合资品牌下的国产纯电动车型,日产轩逸•纯电动汽车搭载的动力电池携带着日产聆风的安全基因,其电池制造方法和过程值得业内参考和借鉴。本文将走进东风日产位于广州花都二工厂,一探日产轩逸•纯电轿车动力电池生产线的奥秘。


日产轩逸•纯电与聆风一样都源自日产E-Platform全球专业电动化平台,基于全新一代日产聆风的纯电动技术,选用了中国的电芯供应商,搭载容量为38kW·h的三元软包电池组,综合工况续航里程为338km。


据东风日产的技术人员介绍,软包电池的优势在于散热和安全性能好,重量轻、容量大,内阻小循环性能好,同时设计也更灵活。


但缺点是技术门槛较高,加工难度大,同时软包电池不像方形电池和圆柱电池有坚硬的外壳保护,也容易造成液体泄漏而漏电,这也就对工艺生产和安全性提出了非常高的要求。



为此,东风日产选择的电池生产方式包括三个层级进行安全保障。


首先,电芯由宁德时代代工生产,锂电池材料、规格都是日产独特的设计;其次,电芯模块化和组装都在东风日产的车间里完成;而智能的BMS电池管理系统在这里完成,可以针对电池状态进行监控和保护,故障实时报警,避免热失控发生,起到实效防护作用。


独特的电芯设计、模块化和Pack包组装的成熟工艺,加上BMS电池管理系统的保障,使东风日产为轩逸·纯电生产的电池包可以在发生高强度剧烈撞击时进行自我处理,并具备防止劣化处理机制。




具体来看的话,东风日产的电池生产线的模块化车间有15条生产线,是日产全球四大电池生产基地中最领先的生产基地。该基地的电池包产能规划为2.3万台/年,平均每小时可以生产供4台电动汽车使用的电池模块。


现款轩逸·纯电电池包内含24个模块,每个模块有8层软包电芯,即整车包含192个软包电芯。从原料上线到模块下线,每个薄薄的软包电芯都要经历12道工艺流程、14项品质检查及198项生产管控环节才能最终成为车内的一个电池单元。



这12道工艺流程包括电芯拆包、料车运装、电芯上料、极耳切割、热铆接、单层体超声波焊接、热成型胶成型、单层体热熔胶涂布、二层提超声波焊接、四层提超声波焊接、模块组装、模块检查和模块下线。


而这一车间的自动化率超过96%,并配备LB-MES、PMS和G-TRC追溯系统,可以实现全流程生命周期产品信息追溯。


电池Pack的安全保障


除了模块化电池组的技术外,电池Pack组装同样重要。位于总装车间的电池Pack生产线最早从2016年开始投入生产,在电芯完成电池单元到电池模块的转变后,下一步就会送到这里组装成电池Pack。


据了解,一个完整的电池包包括3个堆栈,一共24个模块。每个堆栈采用串联的模式组成回路,提供电量。


为了防止机械变形、挤压、撕裂、隔膜破裂导致的内短路,日产将电池组布置在前后轮中间,Pack包的外壳采用高强度装甲和特殊材料的隔热材料,强度可达1.2GPa,市场上一般是800-900MPa,还有采用塑料上壳。



值得注意的是,东风日产并没有选择很多车企选择的水冷降温,而是采用风冷。一方面日产技术开发先进的热管理系统,发热量低;另一方面,也规避了水冷系统存在的漏液短路风险。


另外,电池组周围还留出了足够的碰撞溃缩空间,防止压力突然增大而带来爆炸。同时在电池Pack内还存在一个SDSW开关,是一个强电总开关,在出现问题时用户可以手动操作关闭电池运作,具体位置就在座椅下方。



同样,为了防止过充、老化、低温对电池的影响,日产做了大量的数据积累和实验,定义出明确清晰的充电电流电压边界,以此管控整个充电过程,保障充电的安全。此外,成熟的LBC系统的保护策略也通过不同形式的故障分类,对电池系统进行防护,能够从动力源头切断任何充电和放电过程,从而避免热失控的发生。


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