傳統(tǒng)整車(chē)廠總裝車(chē)間轉(zhuǎn)型零排放初探

摘要：聚焦傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠總裝車(chē)間的轉(zhuǎn)型，探討了將其改造為新能源電動(dòng)汽車(chē)總裝車(chē)間的前期方案。旨在以前瞻性和精益生產(chǎn)理念為指引，以柔性和高效為目標(biāo)，避免傳統(tǒng)燃油車(chē)與新能源電動(dòng)汽車(chē)共線生產(chǎn)的低效與重復(fù)改造問(wèn)題，為后續(xù)項(xiàng)目生產(chǎn)明確方向。

關(guān)鍵詞：新能源轉(zhuǎn)型；零排放；總裝車(chē)間

隨著全球氣候變化問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，環(huán)境保護(hù)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。交通運(yùn)輸行業(yè)作為溫室氣體排放的重要來(lái)源，承受著巨大的減排壓力。傳統(tǒng)燃油車(chē)因其高排放特性，面臨著日益嚴(yán)苛的排放法規(guī)和監(jiān)管。與此同時(shí)，新能源技術(shù)如電動(dòng)汽車(chē)和氫燃料電池汽車(chē)迅速崛起，憑借其在減少碳排放、提升能源利用率和降低運(yùn)行成本等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸成為汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。各國(guó)政府紛紛出臺(tái)補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策，積極推動(dòng)新能源電動(dòng)汽車(chē)的普及和發(fā)展。

市場(chǎng)需求的變化也在驅(qū)動(dòng)著傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠的轉(zhuǎn)型。消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)新能源汽車(chē)認(rèn)可度的提高，促使新能源汽車(chē)市場(chǎng)需求呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而傳統(tǒng)燃油車(chē)市場(chǎng)則逐漸萎縮。在此背景下，傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠必須積極應(yīng)對(duì)，尋求轉(zhuǎn)型升級(jí)，以適應(yīng)市場(chǎng)的變化和行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

基于作者多年的整車(chē)廠總裝工藝開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，本文深入探討了傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠總裝車(chē)間向新能源電動(dòng)汽車(chē)總裝車(chē)間轉(zhuǎn)型的前期方案，致力于實(shí)現(xiàn)前瞻性和精益生產(chǎn)，追求柔性和高效，擺脫傳統(tǒng)車(chē)與新能源電動(dòng)汽車(chē)共線生產(chǎn)過(guò)程中的低效和重復(fù)改造難題。

新能源汽車(chē)專(zhuān)有部件系統(tǒng)

1.能源系統(tǒng)

新能源電動(dòng)汽車(chē)的能源系統(tǒng)由油箱轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力電池組（見(jiàn)圖1）。動(dòng)力電池組的安裝通常在總裝底盤(pán)裝配線上進(jìn)行，需要將大型動(dòng)力電池組精確安裝于車(chē)身底部或特定位置，這要求高精度的定位和固定工藝，以保障其穩(wěn)定性和安全性。裝配過(guò)程中還需集成液冷或風(fēng)冷管道，并進(jìn)行冷卻液的充注和密封處理。

為滿足動(dòng)力電池的安裝需求，總裝車(chē)間需在傳統(tǒng)燃油車(chē)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)性改造，并投入特定設(shè)備：

（1）工位改造" "例如，在底盤(pán)拼合工位前增設(shè)高度為 1.8m - 2m 的物理工位，通過(guò)拼合升降臺(tái)將動(dòng)力電池與車(chē)身進(jìn)行拼合。對(duì)于一個(gè) 45JPH 的工廠，需要增加三個(gè)電池拼合的高工位。

（2）設(shè)備新增" "配備高精度動(dòng)力電池抓取定位機(jī)械手，用于抓取和轉(zhuǎn)移動(dòng)力電池；配備高精度動(dòng)力電池拼合升降臺(tái)，用于將動(dòng)力電池頂升至車(chē)身高度位置并精確拼合；配備自動(dòng)拼合緊固工裝及工具，確保在有限工位中同時(shí)高精度拼合及緊固多個(gè)電池點(diǎn)，保證裝配線流暢及電池穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，需配備專(zhuān)用充電樁，在整車(chē)下線后進(jìn)行電量測(cè)試及補(bǔ)電操作。此外，還需根據(jù)設(shè)計(jì)增加相應(yīng)的冷卻液加注單元，在動(dòng)力電池拼合到車(chē)身后對(duì)其冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻液充注。

2.動(dòng)力系統(tǒng)

新能源電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)（見(jiàn)圖2）取代發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)通常體積較小、質(zhì)量較輕，但需要精確對(duì)齊驅(qū)動(dòng)軸和車(chē)輪。

電動(dòng)機(jī)與控制系統(tǒng)之間的高壓電纜和數(shù)據(jù)線連接需要特殊處理，以確保安全可靠。電控系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)控制器和逆變器等，需要在裝配過(guò)程中精確集成并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試。

由于電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)差異較大，電動(dòng)機(jī)無(wú)需變速箱，但需與逆變器和高低壓管路預(yù)集成，因此需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)線進(jìn)行工位改造：

（1）工位改造" 因與發(fā)動(dòng)機(jī)吊耳和吊點(diǎn)位置不同，發(fā)動(dòng)機(jī)線需改造吊具吊鏈，并新增逆變器及管路的專(zhuān)用裝配臺(tái)。鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)零件較為復(fù)雜，而電動(dòng)機(jī)少了三元催化進(jìn)排氣等部件的裝配，可根據(jù)實(shí)際情況考慮縮短發(fā)動(dòng)機(jī)線體。

（2）設(shè)備新增" 電控系統(tǒng)包括電機(jī)控制器、逆變器等，需增加助力機(jī)械臂輔助安裝，并使用精確扭矩控制動(dòng)力工具進(jìn)行緊固及記錄用于終身追溯。部分電動(dòng)機(jī)需添加專(zhuān)用變速箱液，因此需增加變速箱液加注單元。電動(dòng)機(jī)與控制系統(tǒng)之間的連接需進(jìn)行特別的氣密性檢測(cè)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求增加氣密性檢測(cè)裝置，以保障安全和可靠性。

3.高壓系統(tǒng)

新能源電動(dòng)汽車(chē)擁有 400V/800V 的高壓系統(tǒng)，其高壓電纜必須精確安裝和固定，并確保良好的絕緣和防護(hù)措施，以防止電氣故障和安全隱患。

（1）工位改造 高壓管路通常布置在艙底（見(jiàn)圖3），位于總裝生產(chǎn)線的底盤(pán)線工位，對(duì)產(chǎn)品的耐久性和防水特性提出了較高要求，同時(shí)對(duì)總裝在車(chē)底的操作工時(shí)也帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)。

總裝底盤(pán)線傳統(tǒng)車(chē)管路布置一般包含燃油制動(dòng)管組，部分車(chē)型配置空簧氣管管組，而新能源電車(chē)特有的高壓電纜/充電線等操作會(huì)超出底盤(pán)工位的工時(shí)規(guī)劃，需要增加物理工位，具體根據(jù)增加工作的 BEC 及工廠線速度做具體計(jì)算公式如下：

新增工位數(shù)=操作工時(shí)/JPH/工作效率系數(shù)/設(shè)備開(kāi)動(dòng)率

（2）設(shè)備新增" 高壓系統(tǒng)安全檢測(cè)需要電器測(cè)試設(shè)備、絕緣測(cè)試設(shè)備及氣密性檢測(cè)設(shè)備，并使用精確扭矩控制動(dòng)力工具進(jìn)行緊固及記錄，以確保高電壓下的穩(wěn)定連接和安全性。

4.充電系統(tǒng)裝配

車(chē)載充電系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）需要集成到車(chē)輛內(nèi)部，并確保與外部充電接口的兼容性和安全性。充電接口的安裝和測(cè)試必須嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以保證與充電樁的兼容性和充電安全。

（1）工位改造 增加高度為 0.9 - 1.1m 的物理工位，用于充電座的安裝和緊固；增加高度 1.8m 的高工位用于車(chē)底充電線的管路布置及緊固。

（2）設(shè)備新增 配備氣密性檢測(cè)工裝對(duì)充電接口進(jìn)行安全性測(cè)試，確保與充電樁的兼容性和充電安全。

廠房載荷改造

由于當(dāng)前主流電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電池能量密度平均在 120Wh/kg，以一輛車(chē)電量 90kWh 為例，電池質(zhì)量約為 750kg，整車(chē)整備質(zhì)量較傳統(tǒng)燃油車(chē)顯著增加。以某知名傳統(tǒng)主機(jī)廠總裝車(chē)間底盤(pán)線區(qū)域載荷為例，原設(shè)計(jì)為 2.0t，保險(xiǎn)系數(shù)取 0.9 可滿足傳統(tǒng)車(chē)整備質(zhì)量的要求。新能源電車(chē)所增加的電池質(zhì)量致使整體所需載荷超限，需依據(jù)廠房參數(shù)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，可通過(guò)增加梁柱截面尺寸、增加梁柱間連接件、增加支撐墻或支撐柱等方式，提高廠房的承載能力。

結(jié)語(yǔ)

本文初步探討了傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠向新能源電動(dòng)汽車(chē)總裝車(chē)間的轉(zhuǎn)型方案。受篇幅所限，未詳細(xì)闡述具體的投資細(xì)節(jié)和費(fèi)用。重點(diǎn)分析了新能源汽車(chē)專(zhuān)有部件系統(tǒng)的裝配工藝和總裝車(chē)間的改造需求，涵蓋了動(dòng)力電池、電動(dòng)機(jī)、高壓系統(tǒng)、充電系統(tǒng)的裝配要求以及對(duì)廠房載荷的整體評(píng)估和改造方向。通過(guò)對(duì)各關(guān)鍵裝配工藝和改造需求的剖析，凸顯了在轉(zhuǎn)型進(jìn)程中推行全面規(guī)劃和設(shè)備更新的重要性。這為后續(xù)項(xiàng)目的生產(chǎn)提供了初步指引，奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的持續(xù)變化，傳統(tǒng)燃油車(chē)整車(chē)廠的轉(zhuǎn)型之路仍需不斷探索和創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色制造的目標(biāo)。