鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2170次 | 2020年01月03日
豐田普銳斯電池工廠探秘
從日本愛知縣向東驅(qū)車約半個小時,即到達(dá)靜岡縣最西端的湖西市。PEVE電池工廠的總部以及大森、境宿兩個生產(chǎn)基地都位于這個被群山和碧水環(huán)繞的城市。
1996年這家電池制造公司成立的初衷,即是為豐田的混合動力汽車供應(yīng)電池。此前一年,豐田在東京車展獲得開發(fā)量產(chǎn)混合動力普銳斯的決心和信心,并開始醞釀?wù)嬲纳虡I(yè)化生產(chǎn)。
PEVE是PanasonicEVEnergy的縮寫,全稱松下電動汽車能源公司,這年12月11日,豐田汽車與松下公司決定分別出資80.5%和19.5%,以200億日元的注冊資金正式成立合資公司,專事生產(chǎn)車用鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池以及電池管理系統(tǒng)的開發(fā)、制造和銷售。
16年后,豐田汽車全球混合動力汽車銷量達(dá)到500萬輛,得益于普銳斯的成功,PEVE也發(fā)展成車用電池領(lǐng)域的霸主——現(xiàn)有混合動力車用電池95%的市場份額為鎳氫動力電池,而PEVE又占據(jù)著其中80%以上的市場份額,截至2013年7月,這家公司的電池銷量已累計裝車達(dá)到600萬輛,這其中僅有少部分供給了豐田以外的海外客戶。
PEVE在16年里迅速擴(kuò)張,員工從原來的200人增至3100多人,生產(chǎn)基地也由最初的境宿工廠,增加至包括大森、宮城、貞寶在內(nèi)的四個工廠,年產(chǎn)能達(dá)到110萬輛,雖然鋰電池在未來車用電池中的呼聲甚高,但還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、形成替代能力,因此除2009年8月投產(chǎn)、位于豐田市豐田總社的貞寶工廠研發(fā)生產(chǎn)鋰離子電池外,技術(shù)成熟的鎳氫電池依然是PEVE其他幾家工廠的主打產(chǎn)品。
由于混合動力車用電池的使用環(huán)境要比民用電池的使用環(huán)境嚴(yán)酷得多,這要求必須選擇優(yōu)質(zhì)的電池材料并進(jìn)行最合理的電池設(shè)計。PEVE多年的經(jīng)驗(yàn)開始發(fā)揮作用,并最終形成自己的產(chǎn)品邏輯——由極板、絕緣材料、集電板等零件構(gòu)成電池單元,多個電池單元組成NP2方形的電池模塊,多個電池模塊加裝電池組系統(tǒng)管理和ECU后即成為一個電池組。
電池組在進(jìn)入制造環(huán)節(jié)之前,需要在實(shí)驗(yàn)室接受各種測試,以保證功能需求、車輛行駛無強(qiáng)度問題、能夠適當(dāng)冷卻,以及通過控制設(shè)計,確保安全性并發(fā)揮最大效能。
大森工廠的第一實(shí)驗(yàn)樓擁有7個實(shí)驗(yàn)室和6個整備室,是整個豐田集團(tuán)內(nèi)部對電池安全性進(jìn)行評測的最大規(guī)模實(shí)驗(yàn)室。
除了在EPT大樓見過的充放電實(shí)驗(yàn)、溫度評測外,這里的實(shí)驗(yàn)更加細(xì)致和多樣化,外部短路、內(nèi)部混入異物短路、金屬撞擊、釘刺、擠壓情況下對電池性能相關(guān)的測試一應(yīng)俱全。
跌落實(shí)驗(yàn)當(dāng)然不可或缺,只是這里的高架比EPT樓的設(shè)備高出一倍達(dá)到了10米,電池可以各個角度放入設(shè)備之中,實(shí)驗(yàn)高度則可在1米到10米之間以1厘米作為單位進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過大量試制和評測實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性能后,電池便進(jìn)入同樣嚴(yán)苛的量產(chǎn)階段,在這一階段,防止混入異物導(dǎo)致電池內(nèi)部短路是生產(chǎn)制造過程中最大的挑戰(zhàn)。
為徹底防止異物混入,PEVE按照制造工序?qū)Ξ愇镞M(jìn)行分區(qū)管理,工作服也會根據(jù)分區(qū)確定。工作人員在進(jìn)入各大生產(chǎn)線之前,必須通過風(fēng)淋分離清除異物,考慮到需要在不同工序之間移動,因此在離開每道工序時也要通過風(fēng)淋清除異物,這被稱作不帶入也不帶出異物。
以大森第三工廠為例,在這棟四層建筑里,各樓層每道工序都有不同的異物管理規(guī)程,根據(jù)異物混入的危險,分為紅色(無塵室/無塵服)、黃色(準(zhǔn)無塵)和綠色(通常)區(qū)域,紅色工序需要進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理,只有通過資格認(rèn)定的合格人員才可以進(jìn)入。