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用,與之相關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有關的自燃事件。盡管這兩起事故的原因仍在調查當中,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在全球行銷近10年,共計43萬輛,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——這輛車就是日產聆風。為什么日產能夠達成如此傲人的安全成績?汽車葫蘆圈近日參觀了東風日產軒逸·純電全自動電池生產線,直觀感受到日產70年純電技術研發(fā)和25年電池研發(fā)生產經驗的深厚底蘊,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、內外飾和低壓電器等都與傳統(tǒng)內燃機車型基本一致。所以,導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,或者剛剛結束充電后。電池可能因為長期使用而老化,老化過程中出現內短路。
這種情況下,電池會逐漸發(fā)熱,當超過一定溫度范圍,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。這種電池的結構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用時所需的電池數量非常多,而為了保持電芯一致性、電池散熱的電池管理系統(tǒng)也就更為復雜——這一點也是特斯拉反復吹噓的技術優(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(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(huán)保、安全且不會損傷電池,而且焊接后導電性好,電阻系數極低或近乎零,能夠以超強焊接品質賦予產品更強的穩(wěn)定性和充放電性能。
如果說高精尖的技術設備是助力東風日產攀登安全高峰的天梯,那么嚴苛的生產流程設置則是一張全程保駕護航的網,進一步保障更高安全品質。為了確保整個生產流程的完全可控,MES系統(tǒng)扮演著“天眼”的角色,事無巨細地記錄著每個生產的細節(jié)。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(tǒng),悉數上傳至日產總部,其中重要數據更是要保存5年以上。
除此之外,在PACK品質把控方面,需要完成194項檢測環(huán)節(jié),嚴格確保電池品質。完成組裝后,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(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(tǒng)在復雜的工作環(huán)境下也能保持良好的工作穩(wěn)定性;QA檢測,對整個生產裝配流程再次進行校驗,確保所有環(huán)節(jié)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。