深度解析蔚来汽车ES8动力电池PACK制造技术

文章来源:新能源汽车动力电池 发布时间:2020-09-15
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今天我们聊聊作为蔚来汽车ES8“心脏”的动力电池PACK制造技术。

周末这两天,汽车行业及新能源电池行业狗的朋友圈里被上图的的这款车炸锅了。

蔚来汽车发布的首款量产高性能智能汽车ES8。

其炫目的发布会现场、其造型及定价、其自动辅助驾驶系统NIO Pilot、车载人工智能系统“NOMI”、3分钟就能搞定的换电技术激起了大家广泛的讨论。


作为新能源动力电池行业的从业者,今天我们聊聊作为该款车“心脏”的动力电池PACK制造技术。

下图:ES8动力电池PACK的造型。

笔者有幸通过圈子里的一些渠道,搜刮到了蔚来汽车动力电池PACK的制造过程视频。接下来一 一做解析。


1)装配线输送方式

其动力电池PACK装配线采用滚筒线作为其输送方式,用托盘来定位和装载电池PACK。

自动化装配线的物料输送方式基本上可以分为三种:滚筒线、皮带线、AGV输送。

每种输送方式各有千秋。选取哪种输送方式一般要根据厂房的布局、投资预算,产线定位来考量。笔者负责的几条动力电池PACK线均采用AGV输送。


2)托盘上线方式

笔者在《吸盘在动力电池PACK装配产线的应用》一文中讲到了真空吸盘在PACK线的应用。蔚来动力电池PACK托盘也是采用真空吸盘加上八角管、气路和电动葫芦等组成的吊装系统来完成上线的。

值得注意的是,该动力电池PACK装配线的每个工位都安装了HMI,用来配备MES和工控系统。


3)电动拧紧枪选型

作为动力电池PACK装配线最重要的工具,其采用的是品牌为Bosch-Rexroth的有线电动拧紧枪。有线电动拧紧枪相比于无线电动拧紧枪,传感器精度较高,数据上传至MES较稳定,不会出现丢失等问题。其缺点是影响工位的美观,没有无线枪那么整洁有序。

因为该动力电池PACK采用的是液冷方式,下图正是工人将冷却板通过电动拧紧枪紧固在托盘上。


4)模组搬运技术

蔚来动力电池PACK含有32个VDA模组,采用机器人配合吊具来搬运模组至托盘。吊具采用爪型气缸,在抓取之前通过CCD拍照确定其抓取的位置。然后气爪伸入到模组两侧端板的螺栓固定孔中(下图红圈所示),最后通过张紧气爪,利用气爪张紧后与模组侧端板之间的摩擦力来抓取模组。

另外该抓取吊具还考虑到了二次保护,以防模组吊落,用两个气爪兜住模组底部(下图红色箭头所示)。


5)模组和上盖拧紧技术

在动力电池PACK的制造过程中,很多的生产工时都花费在模组和上盖与托盘的紧固上,尤其是纯电动车的电池PACK,因模组数较多,紧固螺栓大概在100个左右。上盖螺栓大概在120个左右。

蔚来汽车电池PACK采用的均是自动送钉,自动拧紧。


笔者一直认为:其实要做到自动拧紧并不难,难的是产品的设计部门必须与制造部门达成一致,在产品的设计前期就要考虑到后期的装配过程。比如螺栓选型、尺寸定位等等。


6)动力电池密封技术

蔚来汽车电池的密封采用的是在线涂胶,将密封胶通过涂胶机涂覆在托盘四周的凹槽中。这一点相比市面上绝大部分电池PACK的密封技术还是有较大创新。

市面上绝大部分PACK采用硫化和模压技术成型的EPDM密封圈来完成上盖与托盘的密封。


笔者认为蔚来采用在线涂密封胶,很大程度出于成本的考虑。在线涂胶的成本远低于EPDM密封圈的成本。


7)PACK吊装方式

通过蔚来汽车电池PACK的模组数量及托盘材质和尺寸判断,其PACK重量不会低于500kg。蔚来出于安全考虑,其吊具的外框和吊爪均采用钢材制作。而非一般PACK厂采用的铝型材。


总的来讲,蔚来汽车这条动力电池PACK产线还是体现了较高的自动化水平。一些细节考虑的比较周到。

因为视频中只有装配线,没有测试线。就装配线的制造技术而言,还是能与与笔者之前见到过的CATL、LG以及大众正在调试的PACK线之间一决高下的。


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