淺論新能源汽車電池包裝配生產(chǎn)技術(shù)

王威

【摘要】新能源汽車的核心技術(shù)是電池包，電池包生產(chǎn)裝配的質(zhì)量對新能源汽車的性能有著較大影響，因此，電池包的研發(fā)和裝配生產(chǎn)技術(shù)備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。文章對新能源汽車電池包裝配生產(chǎn)技術(shù)進行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；電池包；裝配

一、新能源汽車電池概述

我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，新能源汽車核心技術(shù)是電池包，其生產(chǎn)裝配質(zhì)量直接影響新能源汽車的性能。當前我國新能源汽車主要應用的是蓄電池，主要特點如下。

（1）鉛酸蓄電池。其電極材料由鉛及其氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸溶液，具有電壓穩(wěn)定、價格底的優(yōu)點，但缺點是比能低、使用周期短、日常維護較為頻繁。目前，鉛酸蓄電池已經(jīng)廣泛應用于低速電動汽車領(lǐng)域。

（2）鎳氫電池。鎳氫電池有陽極材料和陰極材料構(gòu)成，前者主要是氫氧化鎳，后者主要是釩、錳、鎳等金屬合成材料構(gòu)成，鎳氫電池的能量體積密度比鉛酸電池高3倍左右，比功率卻是鉛酸電池的10倍。但是低溫環(huán)境下容量會減小，高溫環(huán)境下充電的耐受性差，鎳等部分原材料價格昂貴，過度放電會損傷電池的性能，在一定程度上限制其荷電狀態(tài)。

（3）鋰離子電池。鋰離子電池性能高、成本低，是新能源汽車應用的大勢所趨。新型鋰離子電池采用高電壓/高容量正負極材料和高壓電解液代替，電池成本、比能量和能量密度比傳統(tǒng)鋰離子電池優(yōu)勢明顯，應用于新能源汽車動力系統(tǒng)中，經(jīng)濟性和便利性得到大幅提升。

二、新能源汽車常見電池包的結(jié)構(gòu)分類

（1）油電混合動力汽車電池包。油電混合動力汽車是指同時具備熱動力源與電動力源兩種動力來源的汽車。電機不能直接驅(qū)動車輪，而是輔助發(fā)動機進行車輪驅(qū)動。電池包也不需要外接電源，需通過發(fā)動機將其多余的能量轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池包內(nèi)，當發(fā)動機再次需要電動機輔助驅(qū)動時，電池包內(nèi)的電能轉(zhuǎn)化為動能傳輸給電機，由電機輔助發(fā)動機驅(qū)動汽車。也就是說，電池包只是在起步、加速、制動等環(huán)節(jié)輔助發(fā)動機工作，具有較小的體積和較輕的質(zhì)量。目前，油電混合動力汽車多使用鎳氫電池，一般通過自然通風冷卻裝置冷卻，較為簡單，電池包體積小，一般設(shè)置在座椅后面的后備廂，便于車內(nèi)空間的布置，不僅方便電池包的生產(chǎn)裝配，也便于日常維護和保養(yǎng)。

（2）插電混合動力汽車電池包。插電混合動力汽車也同時具備熱動力源與電動力源兩種動力來源，與油電混合動力汽車相比電機能單獨直接驅(qū)動，電池包容量更大，電池包通過外接電源獲得電能并儲存，兩個系統(tǒng)可以同時協(xié)調(diào)工作也可以彼此切換單獨驅(qū)動汽車，具有純電動工作功能，電池包容量、體積較大，整車零件比汽油車多，布置更緊湊。需要注意的是電池包發(fā)熱較高，要增加水冷循環(huán)和防護功能，并時常注意涉水、碰撞等安全問題。

（3）純電動汽車電池包。純電動汽車只有一種動力輸出系統(tǒng)，依靠電池包和電機的動力模式驅(qū)動，運行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單，零排放、噪音小。電池包通過外接充電插口補充電能并儲存，通過電機控制器調(diào)控，利用電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動車輪行駛。因完全依靠電池包能量驅(qū)動行使，電池包體積大，重量大，所以，可以經(jīng)常采用能量較高、容量較大的鋰電池。

三、電池包裝配線生產(chǎn)工藝流程

動力電池包由電芯、外殼、保護板、輔助材料四部分組成，通常電池包裝配生產(chǎn)在單獨車間進行，電池包裝配線按功能劃分為不同生產(chǎn)區(qū)，根據(jù)產(chǎn)品裝配工藝要求進行裝配、充電、試驗、輸送等，完成對電池包的裝配。因為新能源汽車結(jié)構(gòu)、類型存在一定差異，整車生產(chǎn)線的裝配工藝也不盡相同。車間一般劃分為原料存儲、分裝、總裝、充電、返修、成品存放等有關(guān)區(qū)域，對于裝配工藝大致相同的兩種電池包能采取同條線生產(chǎn)。電池包裝配工藝流程大致如下：電池箱吊裝上預裝線→零部件裝入電池箱→電池箱銘牌打印粘貼→條碼打印掃描→KBK轉(zhuǎn)掛至裝配線→零部件整理裝配→螺栓緊固→質(zhì)量檢查→電池箱蓋裝配→氣密性檢驗→質(zhì)量檢驗→KBK轉(zhuǎn)掛至電池充電線→充電電纜插接、充電→充電后試驗→KBK轉(zhuǎn)掛至成品輸送線→成品入庫。

四、電池包裝配技術(shù)設(shè)備功能

電池包裝配技術(shù)設(shè)備由預裝線、總裝配線、充電線、成品輸送線、kbk起重機以及膠條烘箱、激光打碼機、全自動螺栓供給機等線邊設(shè)備組成，預裝線由單層倍速鏈裝配線來完成工位輸送功能；總裝配線的工位輸送由倍速鏈輸送機與氣動阻擋器來實現(xiàn)，預裝線電池箱轉(zhuǎn)運到裝配線第一工位后，完成相關(guān)環(huán)節(jié)的操作；充電線通過自動輸送將帶集電功能的帶電池包工裝板從裝配線上的電池包轉(zhuǎn)運到充電線各個充電臺位，從而完成充電電纜插接、充電及充電后試驗等工作；成品輸送線使用空中輥道輸送成品入庫；使用KBK起重機搬運重物；使用膠條烘箱進行電池箱蓋密封條、壓板緩沖套加熱；使用激光打碼機進行電池包銘牌打?。皇褂萌詣勇菟ü┙o機自動供給螺絲；信息化控制系統(tǒng)來完成計劃、關(guān)鍵零部件信息采集、檢驗數(shù)據(jù)采集、充電狀態(tài)控制等，并將信息通過服務器傳送顯示屏，將可用信息打印隨電池包一同郵寄。

五、結(jié)語

隨著鎳氫電池和鋰離子電池技術(shù)的快速進展，新能源汽車發(fā)展成為當前乃至今后相當一段時期的重要技術(shù)，電池系統(tǒng)最為核心的電池包直接影響著新能源汽車的性能。今后要在破除行車里程短、動力可靠性低、成本偏高等弊端上下功夫，未來高比能量高比功率的動力鋰電池將成為研發(fā)制造的重點，促進新能源汽車技術(shù)更加成熟完善。

參考文獻

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