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丰田普锐斯电池工厂探秘

导读: 丰田汽车全球混合动力汽车销量达到500万辆,得益于普锐斯的成功,PEVE也发展成车用电池领域的霸主——现有混合动力车用电池95%的市场份额为镍氢动力电池,而PEVE又占据着其中80%以上的市场份额,截至2013年7月,这家公司的电池销量已累计装车达到600万辆...

  从日本爱知县向东驱车约半个小时,即到达静冈县最西端的湖西市。PEVE电池工厂的总部以及大森、境宿两个生产基地都位于这个被群山和碧水环绕的城市。

  1996年这家电池制造公司成立的初衷,即是为丰田的混合动力汽车供应电池。此前一年,丰田在东京车展获得开发量产混合动力普锐斯的决心和信心,并开始酝酿真正的商业化生产。

  PEVE是Panasonic EV Energy的缩写,全称“松下电动汽车能源公司”,这年12月11日,丰田汽车与松下公司决定分别出资80.5%和19.5%,以200亿日元的注册资金正式成立合资公司,专事生产车用镍氢蓄电池、锂离子蓄电池以及电池管理系统的开发、制造和销售。

  16年后,丰田汽车全球混合动力汽车销量达到500万辆,得益于普锐斯的成功,PEVE也发展成车用电池领域的霸主——现有混合动力车用电池95%的市场份额为镍氢动力电池,而PEVE又占据着其中80%以上的市场份额,截至2013年7月,这家公司的电池销量已累计装车达到600万辆,这其中仅有少部分供给了丰田以外的海外客户。

  PEVE在16年里迅速扩张,员工从原来的200人增至3100多人,生产基地也由最初的境宿工厂,增加至包括大森、宫城、贞宝在内的四个工厂,年产能达到110万辆,虽然锂电池在未来车用电池中的呼声甚高,但还未实现大规模生产、形成替代能力,因此除2009年8月投产、位于丰田市丰田总社的贞宝工厂研发生产锂离子电池外,技术成熟的镍氢电池依然是PEVE其他几家工厂的主打产品。

  由于混合动力车用电池的使用环境要比民用电池的使用环境严酷得多,这要求必须选择优质的电池材料并进行最合理的电池设计。PEVE多年的经验开始发挥作用,并最终形成自己的产品逻辑——由极板、绝缘材料、集电板等零件构成电池单元,多个电池单元组成NP2方形的电池模块,多个电池模块加装电池组系统管理和ECU后即成为一个电池组。

  电池组在进入制造环节之前,需要在实验室接受各种测试,以保证功能需求、车辆行驶无强度问题、能够适当冷却,以及通过控制设计,确保安全性并发挥最大效能。

  大森工厂的第一实验楼拥有7个实验室和6个整备室,是整个丰田集团内部对电池安全性进行评测的最大规模实验室。

  除了在EPT大楼见过的充放电实验、温度评测外,这里的实验更加细致和多样化,外部短路、内部混入异物短路、金属撞击、钉刺、挤压情况下对电池性能相关的测试一应俱全。

  跌落实验当然不可或缺,只是这里的高架比EPT楼的设备高出一倍达到了10米,电池可以各个角度放入设备之中,实验高度则可在1米到10米之间以1厘米作为单位进行调节。

  通过大量试制和评测实验验证性能后,电池便进入同样严苛的量产阶段,在这一阶段,防止混入异物导致电池内部短路是生产制造过程中最大的挑战。

  为彻底防止异物混入,PEVE按照制造工序对异物进行分区管理,工作服也会根据分区确定。工作人员在进入各大生产线之前,必须通过风淋分离清除异物,考虑到需要在不同工序之间移动,因此在离开每道工序时也要通过风淋清除异物,这被称作“不带入也不带出异物”。

  以大森第三工厂为例,在这栋四层建筑里,各楼层每道工序都有不同的异物管理规程,根据异物混入的危险,分为红色(无尘室/无尘服)、黄色(准无尘)和绿色(通常)区域,红色工序需要进行非常严格的管理,只有通过资格认定的合格人员才可以进入。

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