整車蓄電池損耗的分析與問題消除

王昕利，陳振權(quán)，黃正午

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州545007）

0 引言

家庭用車使用的12 V蓄電池[1]零件中有大量的酸液、重金屬等成分，零件處理過程復(fù)雜。蓄電池設(shè)計壽命通常為2年5萬公里左右，在整臺車使用壽命中，需要更換約8-10個蓄電池。減少蓄電池損壞更換量不僅對車輛質(zhì)量有提升，對環(huán)境保護也有重要意義。整車生產(chǎn)下線后，從工廠到用戶手中有一個物流過程，在儲存運輸過程中，車輛和蓄電池處于損耗狀態(tài)。如何把保證車輛處于最佳狀態(tài)到用戶手中，是各主機廠需要投入大量精力去完善工作。本文主要論述某款車型產(chǎn)品蓄電池損壞故障原因查找和分析，并制定相應(yīng)的改進措施，跟蹤改進效果。

1 關(guān)于車輛蓄電池問題引出

1.1 整車質(zhì)量問題統(tǒng)計

公司某車型上市后，對該車型各零件質(zhì)量表現(xiàn)跟蹤統(tǒng)計，從2014年8月～2016年2月時間段各月蓄電池損壞更換統(tǒng)計表見圖1.

近年汽車銷售進入緩慢增長期，且汽車銷售淡旺季變化趨勢明顯，通過數(shù)據(jù)挖掘，統(tǒng)計看出蓄電池出現(xiàn)更換量的突變，成為整車重點突出故障之一，需要對該問題進行分析，查找問題原因并進行改進，消除異常增多。

圖12014 年8月到2016年2月各月蓄電池更換曲線圖

1.2 庫存天數(shù)與蓄電池更換量數(shù)據(jù)相關(guān)性分析

通用質(zhì)量信息部門每月對各車型質(zhì)量表現(xiàn)進行統(tǒng)計，以便及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變異并進行質(zhì)量表現(xiàn)預(yù)估，提前對TOP10質(zhì)量問題進行原因分析并采取抑制措施。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示中國區(qū)部分車輛零件隨季節(jié)周期性波動，進一步分析發(fā)現(xiàn)市場銷售有明顯的淡旺季區(qū)分，業(yè)界稱之為“金九銀十”，每年有銷售量曲線呈馬鞍型分布，即年初年尾銷量高，年中銷量低。銷售量的波動導(dǎo)致了車輛橡膠類零件、易損耗零件等隨著庫存周期加長，損壞率增高，故障率與庫存周期有明顯的正相關(guān)性。蓄電池屬于受庫存周期影響較明顯零件，作為重點改進目標。

通過數(shù)據(jù)相關(guān)性技術(shù)分析，以及回歸型數(shù)據(jù)模型分析，得到以圖2蓄電池損壞率與庫存周期相關(guān)性分析結(jié)果，從變化曲線可以看出蓄電池更換量與庫存天數(shù)有明顯的相關(guān)性。

圖2 蓄電池損壞率與庫存周期相關(guān)性分析

2 車輛存放及蓄電池自身損耗關(guān)系分析

車輛使用過程中蓄電池容量不低于總?cè)萘?0%，那么蓄電池設(shè)計容量需要根據(jù)以下條件進行計算。

2.1 蓄電池存放周期

根據(jù)車輛運輸存儲周期經(jīng)驗計算，將該周期定為六周，即42天。

2.2 損耗計算

車輛可靜置時間按照以下公司計算為：

TSTOR=（SOC×R）/（DVEH+DSEL）

上式中，SOC為整車蓄電池容量，根據(jù)車輛選用蓄電池類型不同而變化；R為允許損耗率為固定值；DVEH為整車每日耗電量根據(jù)實測數(shù)據(jù)得出；DSEL為蓄電池每日自身損耗按照7%/每月，平均每日損耗率為0.233%.滿足長期駐車再啟動的要求。

2.3 電平衡仿真

根據(jù)車輛使用最嚴酷環(huán)境，冬季高速工況車輛使用電平衡測試，汽車重要件或者安全件都是用蓄電池電源[2]，車輛需要在最嚴酷環(huán)境達到發(fā)電與用電的平衡。發(fā)電機電壓與蓄電池充電電壓對比相關(guān)數(shù)據(jù)曲線記錄如圖3嚴寒天氣發(fā)電機電壓與蓄電池充電電壓對比和圖4嚴酷環(huán)境發(fā)電機電壓與蓄電池充電電流對比。

圖3 嚴寒天氣發(fā)電機電壓與蓄電池充電電壓對比

圖4 嚴酷環(huán)境發(fā)電機電壓與蓄電池充電電流對比

蓄電池壽命和性能受溫度影響明顯，車輛工作狀態(tài)各區(qū)域溫度對比見圖5車輛溫度對蓄電池溫度影響測試數(shù)據(jù)記錄，從監(jiān)控曲線看整車各區(qū)域溫度沒有異常影響。

圖5 車輛溫度對蓄電池溫度影響測試數(shù)據(jù)記錄

經(jīng)過測試和仿真得出整車電平衡評估結(jié)果如表1整車電平衡評估數(shù)據(jù)。

表1 整車電平衡評估數(shù)據(jù)

3 整車儲存運輸環(huán)節(jié)現(xiàn)狀調(diào)查

3.1 生產(chǎn)線物料輸送環(huán)節(jié)

SGMW供應(yīng)商對各零件供應(yīng)時效性有標準控制流程文件，其中零件受時間影響的蓄電池是嚴格管控零件，該零件從供應(yīng)商處到總裝線裝車時間規(guī)定不超過15天，調(diào)查總裝線旁零件，均符合文件規(guī)定要求；對零件進行批量檢測，各項參數(shù)符合性能要求，排除供應(yīng)商物流環(huán)節(jié)因素。

3.2 整車下線入庫環(huán)節(jié)

對整車生產(chǎn)工廠下線車輛進行檢測，選擇3個車型，合計110臺車輛在常溫下放置16 h后檢測[3]，數(shù)據(jù)見圖6三個車型新下線蓄電池檢測統(tǒng)計。從統(tǒng)計結(jié)果看，只有少數(shù)車輛出現(xiàn)虧電，出現(xiàn)虧電車輛主要為下線存放超過30天車輛。短周期庫存車輛沒有出現(xiàn)嚴重虧電現(xiàn)象。另外對于下線需要調(diào)整返修車輛進行重點調(diào)查，部分車輛因多次啟動，返修調(diào)試等操作，耗電量偏大，對這部分車輛，返修后的恢復(fù)措施是重新對蓄電池補充電量處理，避免虧電狀態(tài)流到下游環(huán)節(jié)。

圖6 三個車型新下線蓄電池檢測統(tǒng)計

3.3 整車中轉(zhuǎn)庫庫存環(huán)節(jié)

整車庫房環(huán)節(jié)因庫存周期長，部分庫存超過6個月，對庫房車管理環(huán)節(jié)查看，對車輛進行檢測，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖7長周期庫存車輛蓄電池檢測統(tǒng)計，部分車輛無法啟動，需要使用備用電池啟動。

圖7 長周期庫存車輛蓄電池檢測統(tǒng)計

3.4 經(jīng)銷商庫存環(huán)節(jié)

經(jīng)銷商儲存車輛受到銷售波動影響最直接，淡旺季導(dǎo)致的庫存量變換明顯。對經(jīng)銷商庫房車輛蓄電池檢測統(tǒng)計如圖8經(jīng)銷商庫存車輛蓄電池檢測統(tǒng)計，可明確看出，嚴重虧電車輛比例達相對中轉(zhuǎn)庫有升高，屬于問題發(fā)生的主要環(huán)節(jié)。

圖8 經(jīng)銷商庫存車輛蓄電池檢測統(tǒng)計

3.5 用戶使用環(huán)節(jié)

車輛在使用環(huán)節(jié)也有很多的因素導(dǎo)致車輛蓄電池虧電。長期停放車輛不使用，沒有正確維護；車輛停放后未徹底關(guān)閉用電器，導(dǎo)致快速放電；車輛涉水過深，水浸蓄電池；發(fā)電機損壞，電壓超高導(dǎo)致蓄電池過充損壞等等。使用環(huán)節(jié)因素眾多且不便于跟蹤查詢分析，本文暫不對此環(huán)節(jié)作深入分析。

4 對于存在問題的改進方案制定

4.1 中轉(zhuǎn)庫房車輛改善方案

長周期庫存車輛：在各中轉(zhuǎn)庫存放時間達到或超過規(guī)定時間的商品車，由倉儲供應(yīng)商篩選車輛信息通知到協(xié)作服務(wù)中心，服務(wù)中心負責(zé)對車輛蓄電池進行檢查、拆裝充電或更換。已對蓄電池檢測維護過的車輛，如果再次存放超過規(guī)定時間，庫房重新發(fā)出信息要求檢測。

服務(wù)中心接到蓄電池檢查通知后，按倉儲供應(yīng)商給出的車輛信息，對車輛蓄電池進行檢查，發(fā)現(xiàn)虧電需要拆下蓄電池充電。

協(xié)作服務(wù)中心對車輛蓄電池檢查充電處理流程：接到倉儲供應(yīng)商通知——到庫檢查蓄電池狀態(tài)——如狀態(tài)為良好，則無需充電；如狀態(tài)為虧電，則拆卸電瓶——集中存放補充充電——電瓶重新裝車，恢復(fù)檢查時車輛狀態(tài)——填寫檢測記錄表格——倉儲供應(yīng)商確認——服務(wù)中心錄入索賠系統(tǒng)結(jié)算費用。

倉儲供應(yīng)商針對需要蓄電池充電的車輛，從發(fā)出通知給服務(wù)中心之日起暫時不發(fā)運，在服務(wù)站對蓄電池檢測維護完成后才可發(fā)運。檢測工作在收到通知后2天內(nèi)完成，充電工作完成時間根據(jù)需要充電的數(shù)量雙方協(xié)商確定。

服務(wù)中心在對到期車輛的電瓶處理流程完成后，倉儲供應(yīng)商需檢查確認車輛蓄電池是否完好，確保最終交付經(jīng)銷商車輛蓄電池狀態(tài)良好。

4.2 經(jīng)銷商庫存環(huán)節(jié)改善方案

經(jīng)銷商庫存環(huán)節(jié)，參考中轉(zhuǎn)庫操作方式，推廣蓄電池檢測、充電工具，由經(jīng)銷商銷售部門與售后服務(wù)部門合作，對蓄電池進行檢測和維護。

5 對于方案效果跟蹤

5.1 庫房車輛檢查

整車庫房車輛維護方案實施后，每周各庫區(qū)將超期庫齡車輛通知到協(xié)作服務(wù)站單位，檢測維護后，SGMW對充電車輛進行檢測復(fù)核，從跟蹤效果看，長周期庫存車輛虧電現(xiàn)象有明顯改善。虧電后重新充電補充的電壓達到12.4 V以上，滿足車輛正常發(fā)運要求。

5.2 車輛故障損壞統(tǒng)計分析

經(jīng)過6個月的整改措施實施后，蓄電池的整體維修更換比例有明顯下降，從CPIP數(shù)據(jù)統(tǒng)計可看出，下降趨勢明顯且維持穩(wěn)定優(yōu)化狀態(tài)。如圖9采取措施后車輛蓄電池質(zhì)量統(tǒng)計。

圖9 采取措施后車輛蓄電池質(zhì)量統(tǒng)計

6 結(jié)束語

本文借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù)，對故障進行分析查找，找出可行的解決方案，本過程總結(jié)如下：

（1）庫點問題發(fā)生環(huán)節(jié)眾多，通過車輛零件故障索賠分析無法準確鎖定問題發(fā)生的環(huán)節(jié)，而且車輛各轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)無法具體跟蹤；

（2）通過對各階段車輛蓄電池狀態(tài)統(tǒng)計，可明確鎖定問題發(fā)生主要環(huán)節(jié)，然后針對這個環(huán)節(jié)進行深入分析，針對性的提出合理的解決措施；

（3）問題對策實施后，重新進行車輛蓄電池檢測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過大量的數(shù)據(jù)來證實問題的改善情況。所有環(huán)節(jié)都通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出答案。

本文重點介紹了故障產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)，其它一些環(huán)節(jié)同樣有可能造成虧電，這個是需要后續(xù)持續(xù)進行改善的工作，如：

（1）運輸環(huán)節(jié)的操作改善，運輸人員使用啟動機帶動車輛行駛，車輛公路運輸環(huán)節(jié)在不啟動車輛狀態(tài)下使用用電器，此類嚴重不符合規(guī)范操作均有記錄。

（2）經(jīng)銷商接收車輛以及銷售交車環(huán)節(jié)的檢查確認也是比較重要的環(huán)節(jié)，后續(xù)改善方向需要把更多的關(guān)注放在這方面。

參考文獻：

[1]GB/T 5008.2—2005.啟動用鉛酸蓄電池產(chǎn)品品種和規(guī)格[S].2005.

[2]張小梅.淺析整車電路設(shè)計的優(yōu)化及應(yīng)用[J].電子測試，2017（13）：10-11.

[3]BT/SGMWJ 0898—2014.售后起動用鉛酸蓄電池性能測試和失效判定方法[S].2014.