关于建立纯电动车质量管理体系的探讨及应用

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  摘 要:本文阐述了纯电动车质量管理模式,从设计安全、部品管理、制造安全、整车下线检测、整车试验评价、存储管理方面建立管控流程、基准。通过在新车项目上的实际运用,成功开发了东风柳汽景逸、菱智两个基础平台的电动车。
  关键词:纯电动车;质量管理;体系
  随着时代的发展,全球面临着石油能源危机和环境恶化问题,推动新能源汽车产业健康发展是当前重要的发展战略之一。2015年4月,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委联合发布《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,政策表明高度重视节能与新能源汽车产业发展。同时,在2017年开始推行平均油耗消耗量积分+新能源汽车积分——“双积分”制度。
  节能环保是大势所趋,对于汽车生产制造企业而言,面临着油耗及碳排放积分的压力。2018年~2020年平均油耗实际值(L/100km)要求分别为 6、5.55 ;新能源汽车积分比例要求分别为8%、10%、12%。另一方面,用户驾乘体验需求升级。新能源车型的研发和投产提升日程。
  2013年,柳汽开始探索新能源车型纯——电动车的开发工作。新能源车型质量管理对于我公司而言存在特殊性,首先高压系统安全是纯电动汽车首要保证的目标;其次国内外纯电动车标准和体系在不断完善;再次柳汽首次生产纯电动汽车,无相关技术积累,首次探索纯电动车整车评价、验证体系,试销车的问题管理、售后保证方式。
  通过纯电动车的开发项目,摸索建立纯电动车质量管理模式。下面,从设计安全、部品管理、制造安全、整车下线检测、整车试验评价、存储管理方面进行说明。
  1 、设计安全
  1.1机械安全
  机械安全作为产品四大安全之一,对产品的安全性能发挥这基石般的作用,支撑着产品上层安全性能的延伸。以高压线束机械安全设计为例:
  高压线束分两个部分,导线、高压连接器。导线要求带屏蔽层,有效防止传输干扰;耐高压,满足大电流的负载要求;外包材料用橙色波纹管,起警醒作用;优于QC/T 1037要求。连接器要求带高压互锁,有效灭电弧,保证用电安全;手指无法直接触碰导体;连接器带屏蔽壳,避免干扰;防水等级满足IP6K9K要求。
  1.2电气安全
  电动汽车所使用的电压高达300~600V(DC)甚至更高,电流也达到几百安培。高电压、大电流的工作环境会对电气部件带来危害,并进一步引发安全事故。因此,高压系统电气安全设计可降低电气安全事故。以碰撞防护为例:碰撞防护在开发中设计成整车三级故障,碰撞后,整车下电;最低标准满足GB/T  31498-2015《电动汽车碰撞后安全评价》要求。
  1.3策略控制安全
  2 、部品管理
  采用专用设备检测各关键零部件的性能参数。高压系统品质管控要求除了满足法规及CCC认证要求外,重点开展:高压系统及其零部件特殊特性管控。对于动力电池包等电动车核心部件,为保证安全性能,开发便携式电池包检测设备。
  以电池包为例:设立电池包容量要求、气密性要求、绝缘阻抗等关键参数,要求供应商提供所有项目的检查报告。便携式检测设备可检测唤醒功能、高压继电器功能、电池包高压、绝缘状态等12项。
  电池包存储管理:现场存储满足要求干燥、阴凉、通风、清洁、小心浸水,必须防雨和远离其他水源等要求;存储点配备有排气系统或排风装置;存储环境为恒温恒湿(温度28度,湿度80%),按存储面积配备除湿机;区域内铺装绝缘胶垫;配备充足的灭火消防器材,干粉灭火器及消防沙;粘贴相应警示标示及管理制度。
  3、制程质量、安全管理
  3.1产线工艺布局方案
  结合柳汽规划,纯电动车需要与传动燃油车安排在同一条生产下生产,不纯电动跟车单独投资生产线。为确保电动车混线生产,基于电动车与汽油车结构差异,在装配流程、工時平衡、模块装配、结构优化等方面进行工艺布置。
  3.2 推行模块化,开展工时平衡
  开展DST差异分析,电动车与共线的传统燃油车的结构差异主要集中在:内饰线增加了三大冷却系统的管路和高压电线束,发动机分装线减少了转向系统、变速器零件装配,底盘线和整车线减少排气、进气系统,上线后装配线前紧后松。推行模块化生产实现混线生产工时平衡:景逸纯电动车S50EV完成17个模块实施,减少总装主线装配零件数106个(含标准件),降低DST12.7分;菱智纯电动车CM5EV完成20个模块实施,减少总装主线装配零件数130个(含标准件),降低DST14分。
  3.3电池包AGV合装、电池包拧紧方案
  柳汽电池包合装节拍为60s,相对比亚迪、江淮、荣威等效率提升20%,与花都日产节拍相当。采用ATLAS单轴拧紧机拧紧,保证电池包安装螺栓的拧紧质量,并通过扭矩采集系统实现拧紧扭矩采集,开展扭矩SPC。
  3.4冷却液加注、充电桩布置、动力电池包装配线边及中转库存储方案
  电动车有电机、电池包、空调暖风三个冷却系统,设计上采用三个冷却液加注孔加注,合计工时286s,超出节拍。通过分工位二次加注,满足要求。
  3.5建立装配前电池包外观检验方案、处置流程,高压线300%检验及插接标准。有效管控电池包不合格品、高压线插接不良的流出。
  3.6建立电动车电控诊断执行标准
  通过EOL设备对电动车BMS、VCM、MCU、OBC、DCDC、T-BOX的电控单元实现参数输入、清故障码、读故障码、读数据流等检测功能。
  3.7建立电动车整车绝缘检测规范、快慢充能力检测规范
  3.8建立涉水检测标准
  根据GB/T 18384.3-2015《电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护》要求,研发及生产过程需进行涉水路试验证。涉水路段长度75m(不包括进出坡道及辅路)、宽度4.5m、水池深度0.65米,水位可根据需要进行4种高度调节(0.1米、0.2米、0.3米、0.4米)。电动车在10cm深的水池以20km/h的速度行驶500m。   3.9电动车安全生产管理
  生产现场共识别出危险源39项,17项目判定为不可接受风险,均制定管控措施并严格执行。新增电池包吊运吊车、试制安装升降机、电池包AGV、绝缘手套、绝缘扳手、消防沙、隔离仓库、绝缘胶垫、相关安全标识等设施。
  开展新能源电气作业培训、管理制度培训、危险源培训、吊车升降机培训、运输物流培训、作业技能培训等,共计开展400人次培训。涉及高压作业岗位均取得高压电工证才能上岗。
  制定了一系列规章管理制度,如《电池包存储运输安全管理制度》、《电池包不合格品管控流程》、《触电事故处置方案》、《酸碱类化学品泄漏处置方案》、《成品车库火灾爆炸处置方案》等
  4、整车试验、整车评价
  4.1编制12项纯电动车评价基准
  以制动能量回收、快/慢充充电时间进行说明。
  1)制动能量回收功能
  评价内容:[ECO模式、正常模式]×[松油门、踩刹车]×[平路、下坡]模式下的能量回收表现
  判断基准:能量回收柔和,无强烈制动感;功率表指针指到0以下。
  试验方法:每天1~2次测试
  2)快\慢充充电时间
  评价内容:充电时间及充电过程指示灯显示状态
  判断基准:
  ①充电时间: DC充电仪表显示10%-80%充满时间<45min; AC充电仪表显示0%-100%充满时间<13h
  ②充电故障显红灯,充电成功显绿灯(闪烁频率0≦SOC<50%,7HZ;50%≦SOC<75%,3HZ;75%≦SOC<100%,1HZ)
  试验方法: 批量生产前,下线车辆按10辆车/月。 >2次/辆车,试验车按12次/5000km頻次检验
  4.2增加软件版本监控
  传统燃油有控制器11个,纯电动车新增了9个,软件与整车的匹配、兼容更复杂。整车试验增加软件版本与故障履历的监控,监控内容包含零公里软件版本、验证问题、版本变更内容、刷新版本等
  5、结语
  景逸S50EV、 菱智CM5EV项目,是柳汽首次涉及新能源汽车开发。电动车质量、工艺管理控制体系的建立,明确电动车生产用检测项目及安全生产作业要求,确保满足新能源汽车生产企业许可条件及审查要求。
  建立电动车混线生产工艺流程及标准,为柳汽平台首创,横向对标标杆,达到国内领先水平。规范电动车调试返修、雨天路试、整车绝缘规范,并建立柳汽电动车涉水路段,处于行业领先水平。柳汽纯电动汽车高压系统及其零部件功能安全管理,在满足国家法规要求的基础上,还参考了欧洲标准,达到国内领先水平。建立了柳汽电动车整车质量性能验证、管理模式,确保电动车高质量的投入市场,提升新能源汽车市场竞争力。
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