純電動汽車被汽車行業(yè)視為未來的發(fā)展方向,但隨著越來越多純電動車型投入實際應(yīng)用,與之相關(guān)的安全事故也在不斷增加。進入炎熱的夏季,更進入純電動車型的危險期。就在本周,就先后傳出了兩起分別與云度π3和歐拉R1有關(guān)的自燃事件。盡管這兩起事故的原因仍在調(diào)查當(dāng)中,但對于純電動汽車的信任危機仍在加深。
然而,有一款純電動汽車已經(jīng)在全球行銷近10年,共計43萬輛,累計行駛里程已達(dá)100億公里,卻仍保持著0重大事故的卓越記錄——這輛車就是日產(chǎn)聆風(fēng)。為什么日產(chǎn)能夠達(dá)成如此傲人的安全成績?汽車葫蘆圈近日參觀了東風(fēng)日產(chǎn)軒逸·純電全自動電池生產(chǎn)線,直觀感受到日產(chǎn)70年純電技術(shù)研發(fā)和25年電池研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗的深厚底蘊,試圖從中找到純電動汽車的安全“答案”。
大家都知道,純電動汽車除了動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車不同外,底盤、車身、內(nèi)外飾和低壓電器等都與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車型基本一致。所以,導(dǎo)致純電動車容易起火的原因,正在于電池——大部分純電動汽車著火是在充電過程中,或者剛剛結(jié)束充電后。電池可能因為長期使用而老化,老化過程中出現(xiàn)內(nèi)短路。
這種情況下,電池會逐漸發(fā)熱,當(dāng)超過一定溫度范圍,電池可能起火。此外,還可能是因為電池管理控制器失效,造成電池持續(xù)放電,引發(fā)鋰電池燃燒起火。鋰電池能量密度高,危險性也不小。一旦起火,火勢蔓延極快,劇烈燃燒溫度可能會達(dá)到600℃—1000℃,同時釋放大量有毒氣體。
純電動車的一大瓶頸在于續(xù)航里程,要提升續(xù)航里程,就需要能量密度更高的電池;而能量密度越高,爆炸起火的風(fēng)險就越大。像特斯拉,為了滿足續(xù)航力的需求,采用的是三元鋰電池,而且還是三元鋰電池中安全性能最差的圓柱電芯。早年間,特斯拉一直用的是18650電芯,近年來才“升級”為了尺寸和能量密度都更大的2170電芯——今年4月在上海發(fā)生自燃的老款Model S,采用的就是18650電芯。這種電池的結(jié)構(gòu)就決定其安全性較差。
而且,它的單體容量較低。這讓圓柱電芯電池在應(yīng)用時所需的電池數(shù)量非常多,而為了保持電芯一致性、電池散熱的電池管理系統(tǒng)也就更為復(fù)雜——這一點也是特斯拉反復(fù)吹噓的技術(shù)優(yōu)勢。但事實上,出于安全考慮,哪怕是充電寶如今也逐漸放棄了圓柱電芯。
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)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。
定制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;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。
如果說高精尖的技術(shù)設(shè)備是助力東風(fēng)日產(chǎn)攀登安全高峰的天梯,那么嚴(yán)苛的生產(chǎn)流程設(shè)置則是一張全程保駕護航的網(wǎng),進一步保障更高安全品質(zhì)。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(xì)地記錄著每個生產(chǎn)的細(xì)節(jié)。定值無線電槍正在緊固的螺絲的位置、力矩、當(dāng)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。
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(yán)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(yán)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(dá)到100%的品質(zhì)。