我们常说汽车的购买并不是一锤子买卖,后期使用、维护产生的费用和给您带来的欢乐、烦恼并不会比选车时的少。EPT楼内同样有这么一群人,他们喜新不厌旧。或者说他们对使用过一段时间的混动车型更感兴趣,他们便是混动车辆电池测试实验室的研发人员。
● 混动车辆电池测试
我们总是用白驹过隙来形容时间的快速流逝,于1997年底问世的第一代普锐斯至今已经快过去了16个年头,一切都还好像是昨天的故事。这16年中销售的第一代、第二代普锐斯它们的电池“生活”的如何、它们还能正常工作吗,衰减如何?这些都是混动车辆电池测试实验室的研发人员一直关心的事儿。
于是,在这个实验室内我们可以看到150多台实验测试仪在对回收到的电池进行测试。这里的回收没有黑幕,进行测试的回收电池会经过一系列严格的筛选,行驶里程、状态都在参考之列。这些经过筛选的电池组会在保证安全的前提下,进行过充和过放实验,以检验其性能极限。并且,这一切会在-40℃至80℃的任意极端温度下进行。
除了极端情况实验,这里还担负着耐久性实验,以及未来电池电动势、容量、比能量,甚至是电池材料都在它们的研究范围内。
上面讲述的内容仅仅是8层的EPT设计院中的很小一部分,还有研发逆变器控制、测试混动电机控制,以及混动车辆噪音等等实验,在这里能亲身感受到丰田对于混动车辆的“爱”。正像他们一直讲求的“匠”文化一样,执着于每个细节是他们共同的性格特征。
如果说上面的EPT研究院是混动车辆的摇篮,那下面的PEVE工厂就相当于混动车辆电池组的生母。目前丰田旗下大部分混动车型使用的电池正是这里制造,有趣的是,PEVE工厂还是个“混血儿”,它是两家日本企业的掌上明珠,下面的部分您将再次感受到精工细致的日式“匠”文化。
■ PEVE电池工厂
PEVE工厂全名是Primearth EV Energy株式会社。“出生”于1996年12月的它,父母分别是丰田汽车株式会社与松下株式会社,双方出资比例为80.5%与19.5%。截止到今年8月,共有员工3100人,共设4个工厂,分别是位于静冈县湖西市的总公司/大森・境宿工厂、位于宫城县大和町的宫城工厂和位于爱知县丰田市的贞宝工厂。我们的目的地是位于静冈县湖西市的大森・境宿工厂。
PEVE下属日本本土4工厂负责生产电池列表 | |||
工厂名称及概况 | 生产电池匹配车型 | 年产能 | |
大森工厂 | Ni-MH(镍氢电池) 投产时间:2007年2月 总面积:168900㎡ | 丰田:雅力士、普锐斯、 雷克萨斯:CT200h、GS、 | 40万辆/年 |
境宿工厂 | Ni-MH(镍氢电池) 投产时间:1996年12月 总面积:37800㎡ | 丰田:HARRIER 、 雷克萨斯:LS600h、RX等。 | 40万辆/年 |
宫城工厂 | Ni-MH(镍氢电池) 投产时间:2010年1月 总面积:248300㎡ | 丰田:AQUA 、雅力士、 | 30万辆/年 |
贞宝工厂 | Li-ion(锂电池) 投产时间:2009年8月 总面积:100000㎡ | 丰田:普锐斯α | 3.6万辆/年 |
大森・境宿工厂中电池制造部分是一栋4层的楼房,电池的制造对环境要求极为严苛,进入最下层的电池单元制造工序需要身着防护服并经过反复除尘处理,出于种种原因,我们只参观了顶层的电池组装配。不过,即使是整条生产线中对环境要求最松的工序,我们在进去前仍被要求佩带了鞋套,并进入到了除尘间进行处理。
PEVE工厂细节之处仍旧体现着日本人独有的严谨,无论是物料还是工具都以近乎“妖孽”般整齐的摆放在规定的区域,虽然无法拍摄照片,不过有两个小细节我想与您分享。第一个细节是对装备精度的控制,我们此前总是用尺寸公差来描述,在PEVE工厂我们听到的介绍却别具一格。为了保证装配质量,在生产线旁设置了专门的吸收池,洗手池内使用特质的洗手液并配合水流按摩功能为一线操作员进行手部按摩,放松过后会降低操作员手部的疲劳程度。丰田认为,只有在员工最放松、最舒适时,才可以制造出最好的产品。要知道这样的洗手池在日本也不多见,据称只有日本的国家级运动员在训练时才可享受这样的待遇,由此可见丰田对于装配精度的重视程度。
另一个细节之处是我们参观PEVE工厂组装车间时,我留意到在一些玻璃以及一些地点标注了消防突入点,在发生火情时这些标记的地方就是消防员突入、救火的最佳地点,从而提高效率,减少损失。在丰田人的眼中,上面的小细节才是他们眼中保证效率、确保产品精度的方法,是他们引以为豪的部分。
除了电池的制造,电池组的设计、研发以及测试同样是PEVE工厂关注的项目之一,我们此次参观的实验室是丰田首次对全球公开,跌落与穿刺实验就是在这里进行的。
● 实验楼
丰田目前一共设置了6个实验楼,我们参观第一实验楼除了可以进行上面提到的跌落、穿刺实验外,还可以进行高温情况下的电池过度充放电实验、电池外部/内部短路等实验。
★ 跌落实验室
跌落实验可以将电池单元或者是电池模块以1cm为单位举升至1-10m的任意高度进行跌落实验,室内的地面采用橡胶除电技术,与电池接触的区域为普通的水泥地面,用以模拟电池组与地面撞击时的真实情况,是否变形、起火都可以活生生的展现在面前。正因为实验的严苛,所以为了防止意外的发生,实验室的全部灯泡都经过防爆处理,消防喷淋系统也进过特殊设计。
★ 穿刺实验室
穿刺实验室的测试仪可以以20厘米/秒的速度匀速推进,以此物理模拟电池被穿刺的情况。真实世界中电池虽然一般处于车辆中后部,但这并不意味着它可以高枕无忧。我们日常行车过程中难免会遇到碰撞和道路杂乱的情况,后车追尾、行车拖底、杂物飞溅都会对电池造成很大的威胁。穿刺会使电池短路,产生大量热,导致电解液燃烧,温度升高促使正极材料分解或与电解液反应生成大量气体,导致爆炸。
相关视频:
下面的视频为您展示的就是穿刺实验,此视频第3秒开始,试验针头刺入电池,随后电池内部大量发热,内部发生反应生成大量气体。虽然不是本次参观的丰田穿刺试验室,但同样便于理解,推荐您观看。