[汽車(chē)之家 新鮮技術(shù)解讀] 今天對(duì)于任何一家希望在中國(guó)市場(chǎng)有所作為的車(chē)企而言,,布局新能源都是不爭(zhēng)的路線,。與傳統(tǒng)燃油車(chē)不同,,新能源車(chē)尤其是純電動(dòng)車(chē)的特殊結(jié)構(gòu),讓其儲(chǔ)能部分——電池組成為了兵家必爭(zhēng)之地,,不僅需要掌握核心技術(shù),,能否自行制造都會(huì)輕則影響價(jià)格、產(chǎn)量,,重則影響品牌定位,,咱們這次去常州就是看看長(zhǎng)城旗下的蜂巢能源推出的短刀電池制造過(guò)程,。
● 所謂專業(yè)的人干專業(yè)的事兒,很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)主機(jī)廠與供應(yīng)商之間都是存在相互羈絆關(guān)系的,。換言之,,整車(chē)制造從來(lái)都并非主機(jī)廠獨(dú)攬大局,供應(yīng)商協(xié)助技術(shù)支持以及零部件制造,;
● 進(jìn)入純電動(dòng)時(shí)代,,動(dòng)力電池組這個(gè)車(chē)上最大的零部件開(kāi)始出現(xiàn)廠商自行研發(fā)、設(shè)計(jì)的趨勢(shì),,蜂巢能源就是長(zhǎng)城孵化的新生力軍,。
● 盡管出自長(zhǎng)城,但蜂巢能源提供的產(chǎn)品卻并非僅供自家使用,,這樣的關(guān)系有點(diǎn)像昔日的豐田與電裝,;
● 短刀電池結(jié)構(gòu)特殊,因此制造環(huán)節(jié)有著不少差異,;相比整車(chē)制造已略顯固化的環(huán)節(jié),,電池的生產(chǎn)過(guò)程目前變數(shù)明顯更多;
隨著這些年中國(guó)品牌不斷增大技術(shù)上的研發(fā)投入,,我們的耳中與腦中開(kāi)始被越來(lái)越多的具有“中國(guó)特色”的技術(shù)名詞占據(jù),。
在新能源,尤其是純電動(dòng)技術(shù)路線快速推演的當(dāng)下,,咱們聽(tīng)到了越來(lái)越多關(guān)于電池的消息,。其中就包含了蜂巢能源推出的短刀電池。
在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,,電池組的提供都有賴于寧德時(shí)代,、三星、LG,、松下這樣的供應(yīng)商,,對(duì)車(chē)企而言,尺寸規(guī)格與價(jià)格均受制于人的情況顯然令人寢食難安,。
自研,、自造電池組就成為了有實(shí)力的車(chē)企這些年的研發(fā)方向,它的重要性就像是若干年前車(chē)企們攻克發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱難關(guān)時(shí)一樣,。
2019年上海車(chē)展上亮相的它在型號(hào)上分為L(zhǎng)300,、L400、L500,、L600四種,,均是字母L+數(shù)字組合的方式,其中L代表Long cell, 數(shù)字代表長(zhǎng)度,比如今天參觀的L600代表長(zhǎng)度600mm左右。
它們覆蓋從1.6-4C全域充電范圍,,按照需求可以滿足乘用車(chē)到儲(chǔ)能,、商用車(chē)、工程機(jī)械,、非高速電車(chē)等全域使用場(chǎng)景,,材料上包含無(wú)鈷、三元到磷酸鐵鋰全域化學(xué)體系應(yīng)用,。
僅停留在實(shí)驗(yàn)室中的技術(shù)沒(méi)有資格被稱為優(yōu)秀產(chǎn)品,,想落地走入市場(chǎng)需要制造環(huán)節(jié)的不懈努力。同時(shí),,新技術(shù)的應(yīng)用又在直接影響制造流程,,短刀電池雖在最終電池包部分簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),但由于電芯更長(zhǎng),,對(duì)涂布準(zhǔn)確性,、疊片效率提出了新課題。
有人嘲笑他們解決老問(wèn)題,,帶來(lái)新困惑,但我認(rèn)為人類(lèi)歷史之所以繼續(xù)向前,,不正是因?yàn)檫@樣的“庸人自擾”,,在這樣看似徒勞的循環(huán)中慢慢前進(jìn)的。
就像人類(lèi)社會(huì)生是由無(wú)數(shù)個(gè)體組成一樣,,布置在底盤(pán)中間的電池組也是由若干模組構(gòu)成,,其根據(jù)封裝方式不同,可以粗略分為軟包,、方形以及以特斯拉為代表的圓柱型三種,,蜂巢能源以及比亞迪主打的都是方形電池。
整個(gè)的制造過(guò)程流程繁多,,技術(shù)把控細(xì)節(jié)眾多,,本著讓您看下去的目的,我將其簡(jiǎn)化為下面幾步,,整個(gè)過(guò)程與制作一道叫肉龍的北方面食有著些許神似,。
1 原料攪拌
就像是做帶餡兒的面食首先需要準(zhǔn)備餡料一樣,制造電池的首個(gè)環(huán)節(jié)也是攪拌未來(lái)會(huì)用與正極的原料,,只不過(guò)材料從菜與肉變成了各類(lèi)化學(xué)物質(zhì),。具體會(huì)根據(jù)電池是磷酸鐵鋰,還是三元鋰略有差異,。
追本溯源的說(shuō),,影響電池性能的正是其中材料的活性,若其中摻有雜質(zhì),輕則影響性能,,重則存在提前引發(fā)衰退或自燃的隱患,。因此在這個(gè)環(huán)節(jié)中,減少雜質(zhì)就是工藝核心,。
另一方面,,近些年原材料價(jià)格的上漲困擾著供應(yīng)商與車(chē)企,提升的價(jià)格最終轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者頭勢(shì)必會(huì)降低自身競(jìng)爭(zhēng)力,。提前布局是其中的重要解決辦法,,這也是蜂巢能源的優(yōu)勢(shì),另一方面,,從研發(fā)端減少高價(jià)化學(xué)物品使用,,以及尋找替代正極元素也是優(yōu)秀的解決方案。
2 涂布與輥壓
“餡料”攪拌均勻后,,需要將它們涂抹到“面”上,,只不過(guò)電芯中這個(gè)“面”是極片,一般正極極片是鋁制,,負(fù)極多為銅或鉑,。
另一方面 為了盡可能在有限空間內(nèi)提升能量密度,需要盡可能多,,但且薄的涂抹正極材料,,這聽(tīng)起來(lái)有些矛盾的需求,您可以理解為盡可能的扯直面皮,,然后均勻的抹好材料,。
為了保證薄薄一層餡料與面皮緊密相連,會(huì)用一根筷子將它壓實(shí),,這個(gè)過(guò)程就是輥壓,。
3 模切與疊片
完成上述的環(huán)節(jié),準(zhǔn)備工作告一段落,。已經(jīng)合二為一成為極片的它們?nèi)孕枭罴庸�,,�?jiǎn)言之就是根據(jù)所需寬度進(jìn)行尺寸剪裁。即便您和我一樣不會(huì)做飯,,也不難想象到原材料經(jīng)過(guò)切割后一方面是尺寸難以控制,,此外切斷處也會(huì)因此產(chǎn)生形變。
在電芯制造過(guò)程中,,這類(lèi)損耗也是需要控制的目標(biāo),。為了減少傳統(tǒng)五金切割造成的問(wèn)題,蜂巢能源改為采用激光進(jìn)行切割,,這一步便是膜切,,新方法一方面減少了磨損,,另一方面減少了毛刺產(chǎn)生。
在電芯中,,極片的布置結(jié)構(gòu)是正極,、隔片、負(fù)極,。由于正負(fù)極分開(kāi)生產(chǎn),,隔片是張連續(xù)不斷的長(zhǎng)卷,所以把它們放到一起的過(guò)程明顯是影響整體效率的一環(huán),,這也是蜂巢能源提高生產(chǎn)效率的核心,,它們自行開(kāi)發(fā)的高速疊片系統(tǒng),未來(lái)將會(huì)在0.125秒內(nèi)完成整個(gè)操作,,您可以腦補(bǔ)下這樣的速度,。
4 裝配與檢驗(yàn)
疊片結(jié)束后,電芯距離我們熟悉的樣子已經(jīng)近在眼前了,,多組疊片放在一起后,,會(huì)被一起封裝在鋁制外殼中,隨后還會(huì)包含注入電解液的過(guò)程,。為了保證強(qiáng)度以及減少熱變形產(chǎn)生的公差,,焊接中大量使用了激光焊接。
寫(xiě)在后面的話:
與傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型的整車(chē)制造廠不同,,電池制造工廠中的人工崗位與工人數(shù)量明顯更少,。更多的自動(dòng)化設(shè)備以及無(wú)塵化車(chē)間才是保證產(chǎn)品品質(zhì)的砝碼。如果說(shuō)整車(chē)制造工廠的環(huán)節(jié),,各家車(chē)企已相差無(wú)幾,,那么電池工廠的布局與運(yùn)行方式與整個(gè)產(chǎn)業(yè)一樣,,都是新鮮而充滿變數(shù)的,。屏幕前的您如果對(duì)哪家工廠感興趣,不妨在下面給我留言,,咱們下次工廠中再會(huì),。(文/圖 汽車(chē)之家 唐朝)
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