梅賽德斯-奔馳電池包的生產(chǎn)線長達180米,配備了兩臺功率為5千瓦的 TruDisk 通快碟片高功率固體激光器。借助 PFO 可編程掃描光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程焊接,焊接速度快,焊接結(jié)果精確。
激光工藝的另一個優(yōu)點是可重復(fù)性高。只要焊接參數(shù)正確,整個過程就會像時鐘一樣運轉(zhuǎn)。
這樣吧,我們要求你在九個月內(nèi)建立一個全面運轉(zhuǎn)的電池工廠。這里現(xiàn)在還是一棟空樓?!?馬修-康格爾頓回憶過去時驚訝地說:“那可真是個挑戰(zhàn)!”
康格爾頓來自美國,是芬蘭汽車制造商維美德汽車 (Valmet Automotive) 位于薩洛的電池廠生產(chǎn)主管。
他于2019年2月首次前往薩洛,那是距離赫爾辛基以西一個小時車程的地方。這座空蕩蕩的生產(chǎn)大樓,曾經(jīng)是諾基亞的一部分場地,如今光禿禿的地板上塵土飛揚。很難想象這里曾經(jīng)進行過高科技制造?!澳抢镆磺卸挤浅;膹U和空曠,”康格爾頓表示,“但如果諾基亞曾在這生產(chǎn)電子元件,那對我們來說制造電池也不會太困難。”他說著立刻開始工作。
與時間賽跑
電動汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展激發(fā)了對電動汽車零部件的巨大需求。康格爾頓說:“我們生產(chǎn)的任何產(chǎn)品,汽車制造商都在大量采購?!?鑒于這種爆炸式增長,維美德汽車 (Valmet Automotive) 決定盡快建立自己的電池業(yè)務(wù)。對于這家芬蘭公司來說,這將標(biāo)志著它通過學(xué)習(xí)如何在電池制造領(lǐng)域取得成功,從一家純粹的整車廠向核心零部件制造商轉(zhuǎn)型。在歐洲生產(chǎn)電池包有一個巨大的競爭優(yōu)勢:極大縮短了供應(yīng)鏈??蹈駹栴D說:“在疫情期間,我們看到供應(yīng)鏈變得多么脆弱—— 當(dāng)集裝箱船被卡在蘇伊士運河時,也發(fā)生了同樣的事情?!?/p>
“烏克蘭戰(zhàn)爭讓我們再次看到了這一點?!?在他看來,在芬蘭這樣的高工資經(jīng)濟體建立電池產(chǎn)線從來都不是問題。“這里的教育水平非常高。這對于生產(chǎn)像電池這樣的復(fù)雜系統(tǒng)非常重要,這需要專家。此外,產(chǎn)量和效率的提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了較高的勞動力成本?!?/p>
盡管啟動這樣一個項目的壓力很大,但該公司在薩洛的經(jīng)驗表明,這是可以做到的。當(dāng)一個團隊在德國忙于研究生產(chǎn)線自動化時,薩洛的建筑工程已經(jīng)開始了??蹈駹栴D回憶說:"我們不得不同時做很多事情。那是我們的第一個電池工廠,而且是在一個全新的地點。我們要雇人建立生產(chǎn)運營,同時還要在一個全新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域獲得必要的專業(yè)知識。那是一段瘋狂的時光!"
但在2019 年10月初,維美德汽車 (Valmet Automotive) 如期在薩洛開始了第一批電池包的生產(chǎn)。直至今日,該公司已經(jīng)使用約8000萬次激光焊接,生產(chǎn)了100多萬個電池。最初的 30 名員工現(xiàn)已增至 800 名。
最大的靈活性
目前,電動汽車領(lǐng)域發(fā)生了很多事情。對維美德汽車 (Valmet Automotive) 而言,這是挑戰(zhàn),也是機遇。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化,仍有大量不同的系統(tǒng)和設(shè)計在市場上流通??蹈駹栴D解釋說:“這個行業(yè)還很年輕,很多技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才剛剛制訂出來?!逼囍圃焐瘫旧硪踩栽谶M行測試。例如,電池的位置對重量分布有重要影響,因此也會影響車輛的操控性。目前正在探索多種方案,有些制造商選擇將電池安裝在車身底部,而另一些制造商希望將電池包集成安裝在底盤上。對于像維美德汽車 (Valmet Automotive) 這樣的制造商來說,這意味著要保持盡可能高的靈活性。
康格爾頓表示:“我們讓每條生產(chǎn)線都適應(yīng)特定的產(chǎn)品?!?nbsp;自動化水平因客戶需要的產(chǎn)量和速度而異。“建立一個自動化生產(chǎn)線需要時間,但它會帶來更高的產(chǎn)量。我們可以建立高度自動化、大批量的生產(chǎn)線,也可以建立一條人工投入較多的低產(chǎn)量生產(chǎn)線。”在薩洛,維美德汽車 (Valmet Automotive) 目前在三條生產(chǎn)線上為梅賽德斯-奔馳和沃爾沃焊接電池包。此外,單個組件的重量也會有很大差異,有些電池系統(tǒng)僅重 12 公斤,而有些則高達 100 公斤。
然而,從未改變的是用于將銅和鋁電池片焊接到成品電池組中的激光系統(tǒng)。焊縫必須平滑、堅固且緊密,以確保即使在振動的情況下,電芯仍然能夠牢固粘合在一起。康格爾頓說:“使用激光,即使是焊接非常薄的金屬板也不在話下?!?nbsp;激光焊接速度快,且能夠在極低熱效應(yīng)的情況下產(chǎn)生高強度焊縫。堅固的焊縫可以防止在車輛發(fā)生碰撞時對電池包內(nèi)的精密部件造成損壞。
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