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    52秒一道工序 探秘豐田普銳斯背后的電池工廠
    來源:全球電池網(wǎng) 日期:2013-12-13 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:

    從日本愛知縣向東驅車約半個小時,即到達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,并開始醞釀真正的商業(yè)化生產(chǎn)。

    PEVE是Panasonic EV Energy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到500萬輛,得益于普銳斯的成功,PEVE也發(fā)展成車用電池領域的霸主——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、貞寶在內的四個工廠,年產(chǎn)能達到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)境嚴酷得多,這要求必須選擇優(yōu)質的電池材料并進行最合理的電池設計。PEVE多年的經(jīng)驗開始發(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。

    電池組在進入制造環(huán)節(jié)之前,需要在實驗室接受各種測試,以保證功能需求、車輛行駛無強度問題、能夠適當冷卻,以及通過控制設計,確保安全性并發(fā)揮最大效能。

    大森工廠的第一實驗樓擁有7個實驗室和6個整備室,是整個豐田集團內部對電池安全性進行評測的最大規(guī)模實驗室。

    除了在EPT大樓見過的充放電實驗、溫度評測外,這里的實驗更加細致和多樣化,外部短路、內部混入異物短路、金屬撞擊、釘刺、擠壓情況下對電池性能相關的測試一應俱全。

    跌落實驗當然不可或缺,只是這里的高架比EPT樓的設備高出一倍達到了10米,電池可以各個角度放入設備之中,實驗高度則可在1米到10米之間以1厘米作為單位進行調節(jié)。

    通過大量試制和評測實驗驗證性能后,電池便進入同樣嚴苛的量產(chǎn)階段,在這一階段,防止混入異物導致電池內部短路是生產(chǎn)制造過程中最大的挑戰(zhàn)。

    為徹底防止異物混入,PEVE按照制造工序對異物進行分區(qū)管理,工作服也會根據(jù)分區(qū)確定。工作人員在進入各大生產(chǎn)線之前,必須通過風淋分離清除異物,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(準無塵)和綠色(通常)區(qū)域,紅色工序需要進行非常嚴格的管理,只有通過資格認定的合格人員才可以進入。

    與EPT大樓相似,大森工廠的生產(chǎn)制造也以樓層劃分不同的功能。

    一樓生產(chǎn)制作電池最基本的元素——正極板和負極板,正、負極板交錯形成電源板單元;二樓則負責將6個這個電池單元拼成一個整體,注入電解溶液后蓋上蓋子,形成一個完整的電池模塊;將電池模塊運至三樓后,工人會根據(jù)不同車型需要將之組成電池組;隨后電池組將被運至四樓電池組裝工程工作間進行組裝。

    每完成一個組裝需要52秒,在這個過程中,工人每一個操作數(shù)據(jù)都會儲存在調性板中,并與不同顏色的燈對應,每完成一個步驟,黃燈會變綠,出現(xiàn)錯誤,則變紅,一旦出現(xiàn)異常可通過拉線來緊急應對,白色的線是呼叫其他工作人員,紅色的線則代表事出緊急,需停止流水線,以此嚴謹?shù)臋z測保證各道工序的質量。

    電池組在四樓組裝完畢后就可以出貨了,出貨前,還須認證檢驗員對全部電池組進行目測檢查,并將電池組充60%的電,以便滿足電池組裝到車上后可立即啟動引擎。

    而判斷產(chǎn)品是否合格還要經(jīng)過最后一道放電的測試,能夠對這道工序進行檢驗的檢驗員此前需要通過一項評測,通過后才有資格持證完成這項工作。

    為了提高每位工作人員的產(chǎn)品知識、通過自行完結工序,保證產(chǎn)品質量,PEVE對每個工人作業(yè)的手工嫻熟度分為1至4級,新人經(jīng)過導入教育可以得到1級認證,經(jīng)過5天培訓后能拿到2級認證,再經(jīng)過6至10天的實際演練,便可獲得3級認證,而任何不經(jīng)培訓的無證新人不得進入流水線工作。

    除此之外,PEVE鼓勵員工通過制造工序技能水平認證,來晉級至更高階段的業(yè)務,該認證每年更新,持有資格認證的人,需要時常提高知識水平才能牢牢把證握在手里。

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