解密國內第一輛純電力超跑前途K50的技術層

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前途 K50 車型搭載了來自於華特電力工廠生產的 RESS 系統,該系統由 1 個核心(電芯)和 4 大子系統組成(機械系統·、熱管理系統、電氣系統、電池管理系統)。前途 K50 的 RESS 結構為 10 個標準箱進行串聯組成,電芯數量達到了 600 個。安全性方面,得益於採用高強度 SMC 復合材料殼體的標準電池箱,RESS 系統的電池碰撞性能測試的成績高於國標 30%,並且達到 IP67 的防護等級要求。此外,由於標準箱內採用黏彈性連接體系,保證了電池在震動衝擊、顛簸的條件下依然可以保持較高的安全性。在高效方面,RESS 系統利用液冷/液熱式熱管理模式組成的熱管理系統解決方案,使車輛在 -30℃ 環境下靜置 24 小時,熱管理開啟 20 分鐘百公里加速時間提升 50% ;在 45℃ 環境下靜置 12 小時,熱管理開啟 20 分鐘百公里加速時間便可達到最優,從而保證高效的性能輸出。

4 大子系統淺析

機械系統:高強度,輕量化的鋁合金機械架構,增加了支撐、連接與緊固等功能,有利於達成高安全、長壽命、輕量化、低能耗的目標。黏彈式連接在電芯與電芯之間採用了柔性物質隔離,既可起到壓緊電芯的作用也能吸收由於「呼吸作用」產生的變形。標準箱在結構和數量上進行標準化設計,可以根據客戶進行組配具有更高的安全性以及可靠性

熱管理系統:智能化高效率的電池溫度保護,保證了電池的隔熱、散熱和加熱功能,讓電池達成更安全、壽命更長、性能更高和能耗更低的目標。前途 K50 電芯採用了絕熱設計理念,最大限度的減少了環境對電芯溫度的影響,主動液冷/液熱溫控系統採用了並聯回路設計,保證每一個標準箱都擁有著充分的熱交換,讓不同電芯之間的溫度差降低到最低,提升了電芯之間的溫度一致性。

電氣系統:承擔了低壓高壓電氣連接功能,主推 RESS 系統的高性能高安全和長壽命。採用了三維空間形狀軟銅排連接,有效緩解 xyz 三軸振動,滿足車輛整車 IP67 防護等級高壓電連接。

電池管理系統:先進實時化的 BMS 系統,承擔車輛檢測、監控和安全防護、充電管理等功能,讓車輛更安全。多路碰撞冗餘設計,高限度保證了碰撞後的高壓電安全性。主動安全加密,防止未經認證電池進入 RESS 系統中,從源頭上解決了 RESS 系統的安全性能。

前途 K50 熱管理系統通過重重考驗後才會裝車

熱管理系統示意模型

採用真車電池布局架構演示的模型

AGV 自動入庫避免了大量的人為接觸生產產品,保證了生產材料不受外界影響

除了 RESS 系統外,該工廠的亮點在於採用了全自動化生產線,在該生產線內機械人將會完成產品的組裝以及模組堆疊,避免了人為接觸生產中的產品造成不良效果。同時車間內機械人還能對電池進行雷射自動焊接與 CCD 自動檢測判定在保障了產品完整度的同時產品品質的一致性也得到了高程度保證。前途 K50 搭載的 RESS 系統將會做到高安全、長壽命、高性能、低能耗、輕量化 5 大目標。

華特電動自動化生產線

自動化生產線近觀

為了保證電池產品的一致性,華特電動自主設計了具有自主技術優勢的流水線作業,在流水生產線上擁有多達 36 台智能機器人、5 台雷射焊機以及 2 台大功率充放電檢測設備,使得一個標準電池箱的生產時間僅為 1 分 12 秒。自動化程度以及生產效率在國內都是首屈一指的存在。

全自動電芯上料

當產品完成 80% 生產程序後,剩下的 20% 產線作業將會由人手半自動化進行完成,最後的 20% 產線工作為入殼和總裝階段,採用人手進行組裝的優勢在於可以做到客戶的不同尺寸、殼體要求。綜合考慮到了設計的通用性、標準化、自動化、智能化和適應性,保證了產品的更新迭代能力。

全自動化堆疊

華特工廠一年可以生產出 52 萬標準電池箱

在信息系統方面,MES 系統將會與自動設備信息對接融合,產品過程數據收集以及追溯,達到了國內智能製造的最高水平梯隊,柔性化線體設計在生產 1P 和 2P 的小模塊,將會對 1P 和 2P 進行排列組合,組合成任何串並聯關係大模組,高柔性的線體設計能滿足市場上不同產品對電芯堆疊標準箱的需求,在上述高精度高效率的生產方式下華特電動工廠在一年內可以生產出 52 萬標準箱,5.2 萬台 RESS 系統(可再充能源存儲系統)。大大滿足前途汽車目前產能需求。

高新技術加持 讓技術難點不再困難

自動化上料

由於傳統的雷射焊接無法滿足電池正負極的焊接,傳統的螺接技術也並不適合用於量產。華特電動工廠在經過多方位的考慮以及大量的試驗之後,成功自主研發出了銅鑲鋁焊接工藝,這項技術的誕生讓華特電動工廠成功克服電芯正負極銅轉鋁會影響電池過流率的技術難題,大大的提升了焊接效率以及焊接質量。

華特電動自主研發的變頻雷射焊接技術

除了銅鑲鋁焊接技術外,雷射變頻焊接技術也是華特電動工廠的看家本領之一,由於傳統的雷射焊接會帶來熱熔問題,固定功率的雷射焊將會使得焊接的靈活程度受到一定的影響。因此,華特電動自主研發了可變頻雷射變頻焊接技術,該技術是在供應商提供的固定功率雷射器中自行增加自主研發的設置調頻軟件對雷射焊接頻率進行調節,保證了雷射熱熔速度和焊接的靈活性以及一致性,大大的提高了焊接的質量以及效率。

實驗室精密檢測 讓用車無後顧之憂

除了高度智能的機械化生產線外,華特電動工廠還擁有著完善的監測實驗室。優秀的制冷制熱系統能將實驗室溫度維持在滿足試驗檢測工作所需要的恒定溫度和濕度。

除了生產線外華特電動工廠還帶有完善的監測實驗室

在檢測設備方面華特電動工廠同樣一應俱全,除了充放電測試設備、電池檢測設備、環境模擬設備、拉拔力設備、鍍膜厚度檢測設備、金相檢驗設備等儀器設備。在後續建設中還將會增加耐壓測試儀器、振動試驗台以及鹽霧測試等測試裝備,務求為前途 K50 車主在用車過程中帶來最安全的電池保障。