李新

東軟睿馳汽車技術(shù)（沈陽）有限公司 遼寧沈陽 110179

近年來，電動(dòng)汽車市場(chǎng)在不斷擴(kuò)增，國(guó)家政策對(duì)電動(dòng)汽車的扶持力度和汽車產(chǎn)業(yè)在電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)上的擴(kuò)大投入都表明：這一趨勢(shì)在未來10年內(nèi)不會(huì)減弱。作為純電動(dòng)汽車的“心臟”，動(dòng)力電池直接決定了車輛的安全、壽命和性能。隨著電動(dòng)汽車的普及，不僅其應(yīng)用范圍和數(shù)量不斷擴(kuò)大，單只電池的能量也越來越高，在動(dòng)力電池能量密度和性能不斷提升的過程中，安全性也成為備受關(guān)注與爭(zhēng)議的話題。由于動(dòng)力電池多為鋰電池，其對(duì)溫度和安全防護(hù)的要求極高。因此，鋰電池的裝配安全是電動(dòng)汽車裝配環(huán)節(jié)的重中之重[1]。

1 電動(dòng)車電池箱后安裝點(diǎn)描述

1.1 電動(dòng)車前后地板高度

乘用車的前、后地板一般存在200mm左右的高度差，后地板位置偏高，上方布置后座椅坐墊，下方布置燃油箱。大部分電動(dòng)車是在傳統(tǒng)車基礎(chǔ)上進(jìn)行改款，一般也保留前地板位置低、后地板位置高的狀態(tài)。后地板位置偏高，可以滿足后排人機(jī)需求，也可以達(dá)到在后地板下方多裝載動(dòng)力電池的目的。

1.2 動(dòng)力電池箱安裝點(diǎn)布局

動(dòng)力電池箱一般由下殼體和上殼體組成。上殼體的主要功能是密封，下殼體除了密封，還具有承重功能。動(dòng)力電池箱的固定點(diǎn)一般位于下殼體上，某動(dòng)力電池箱固定點(diǎn)布局為左右側(cè)各4個(gè)，前后側(cè)各2個(gè)，且所有固定點(diǎn)的Z向高度大致相同。

1.3 動(dòng)力電池箱后安裝點(diǎn)位置

由于車身前、后地板Z向間有較大落差，電池箱的前后固定點(diǎn)幾乎處于同一水平面，因此電池箱的后固定點(diǎn)與后地板在豎直方向距離較遠(yuǎn)，處于懸空狀態(tài)。該位置在車身上難以找到合適的固定點(diǎn)，若從車身后地板向下伸出固定支架容易產(chǎn)生尺寸偏差，也會(huì)導(dǎo)致電池箱合裝的錯(cuò)孔問題[2]。

2 動(dòng)力電池的裝配重難點(diǎn)及解決方案

2.1 過流件問題

動(dòng)力電池中有很多部件在裝配時(shí)或者裝配之后會(huì)通過電流，稱之為過流件。這些過流點(diǎn)通常為接線端子，接線端子未鎖緊，會(huì)造成端子連接處的接觸不好，有較大的接觸電阻，相當(dāng)于在回路中串接了一個(gè)電阻。由于這個(gè)電阻的存在，在流過電流時(shí)，此處將發(fā)熱；流過大電流時(shí)，接線端子上會(huì)有較大壓降，此處會(huì)過熱，有可能燒毀接線端子。據(jù)此，建議使用傳感器式電動(dòng)工具，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)Q緊過程曲線，保證裝配接線端子達(dá)到正確的扭矩，防止假貼合、假扭矩等情況發(fā)生。

2.2 孔型工件裝配需求

液流電池中的液流框板作為方便碳?xì)值炔牧献罱K固定的外框板件，其外圈具有20幾個(gè)內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，依據(jù)不同電池電堆設(shè)計(jì)的需求，這些孔結(jié)構(gòu)或?yàn)閮?nèi)螺紋孔或?yàn)楣饣?。本文中所用液流框板四周孔都為光滑通孔，尺寸直徑?5mm-20mm之間，孔徑公差為±0.5mm。多個(gè)孔疊加裝配存在誤差累積現(xiàn)象，因此，需要通過對(duì)孔位置數(shù)據(jù)以及邊緣輪廓點(diǎn)至中心位置點(diǎn)距離大小的統(tǒng)計(jì)分析，分析多個(gè)板件疊加是否可用。

2.3 絕緣問題

電池模組在生產(chǎn)工廠中會(huì)進(jìn)行充放電，安裝和更換模組一般也都是在帶電情況下進(jìn)行操作。因此使用手持式有線工具就存在導(dǎo)電金屬導(dǎo)通，最終形成回路的風(fēng)險(xiǎn)，電勢(shì)差經(jīng)由螺栓到擰緊工具，再到控制器，人手持著工具也會(huì)被串聯(lián)到回路中。這種工況存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樵?00-600V下產(chǎn)生的短時(shí)電流就可以讓人致命。而電池包的裝配中存在著很多裝配位置會(huì)有高達(dá)幾百伏特的電壓，在這些位置的螺栓裝配時(shí)，絕緣的處理尤為重要。因此在使用電動(dòng)裝配工具時(shí)，為了預(yù)防人員傷害，杜絕環(huán)境的危害和產(chǎn)品責(zé)任案件，嚴(yán)格遵循工具使用的絕緣要求非常重要。通過可靠且正確的方式使用裝配工具能為生產(chǎn)提供安全、高效的裝配解決方案。Desoutter電動(dòng)工具給出了專業(yè)的絕緣工具解決方案，工具采用專為電池包設(shè)計(jì)的絕緣輸出頭：絕緣輸出頭完全內(nèi)置集成，防止錯(cuò)用常規(guī)套筒；保護(hù)操作者，防止放電打火；通過國(guó)際電工委員會(huì)認(rèn)證（IEC），有效絕緣電壓高達(dá)1000V/AC和1500V/DC[3]。

2.4 擰緊順序問題

電池包上蓋等大平面的零部件擰緊裝配時(shí)需要保證應(yīng)力分布均勻，因此會(huì)有擰緊順序要求。通過控制擰緊螺栓的先后順序，保證應(yīng)力分布得盡可能均勻，同時(shí)這也能從一定程度上緩解扭矩衰減的發(fā)生。通常，工廠里常用的擰緊順序控制是采用人機(jī)工程學(xué)的力臂通過編碼器來實(shí)現(xiàn)對(duì)位置點(diǎn)的控制。這種方式比較常規(guī)，但是對(duì)于電池包上蓋的螺栓定位并不是最優(yōu)解，因?yàn)殡姵匕仙w通常尺寸范圍比較大，用力臂覆蓋布置會(huì)很困難，人員操作也很困難，且容易有覆蓋死角。在此，Desoutter專門為電池包上蓋螺栓順序擰緊定位設(shè)計(jì)的視覺定位系統(tǒng)能完美解決這一問題，視覺定位系統(tǒng)由紅外攝像頭實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)定位，定位精度高且穩(wěn)定性好，安裝操作十分方便。

3 結(jié)語

現(xiàn)在，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的重要零部件，已經(jīng)走在了創(chuàng)新裝配的最前沿，我們用到了很多的電動(dòng)有線工具和無線工具，這些工具能很好地適應(yīng)動(dòng)力電池的裝配工況，幫助動(dòng)力電池這一關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)全裝配擰緊數(shù)據(jù)的可靠追溯。從電池包的上蓋到模組的裝配，自動(dòng)化的裝配系統(tǒng)幫助客戶提高了防錯(cuò)等級(jí)，提高了產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，加快了生產(chǎn)節(jié)拍，節(jié)省了人力資源，為動(dòng)力電池乃至電動(dòng)汽車走向智能制造往前邁進(jìn)了一大步[4]。