2005年開始,筆者開始在比亞迪北京4S店工作,也正是從這時開始深度了解了比亞迪。比亞迪從收購秦川汽車制造廠開始,推出福萊爾汽車,以及之后的F3、F6、S6、S7等傳統(tǒng)車。2012年,F(xiàn)3DM(混動車)上市,緊接著e6(電動車)、秦(混動車)、K9電動大巴以及唐(混動4驅(qū)車)。在制造傳統(tǒng)車和新能源車的同時,比亞迪又在光伏、儲能等行業(yè)擴展其影響力。現(xiàn)在,比亞迪締造新能源帝國的同時,終于將觸角伸到叉車(特種工程機械)領(lǐng)域。用其在研發(fā)制造新能源車積累的技術(shù)和經(jīng)驗,打造以磷酸鐵電池、電驅(qū)動和管控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的超級鐵叉車。本文將對比亞迪研發(fā)、生產(chǎn)超級鐵叉車的制造環(huán)節(jié)、技術(shù)亮點以及質(zhì)量管控體系,進行獨家解讀。對于參觀過比亞迪騰勢生產(chǎn)線的筆者來說一切似曾相識——比亞迪將生產(chǎn)騰勢的大量技術(shù)和經(jīng)驗用之于此。(參見:騰勢電動汽車生產(chǎn)流程全揭秘:行動代號Tiger)
作為一家上市公司,比亞迪共有十七個事業(yè)部,其中第一事業(yè)部主打鎳氫/鎳鉻電池以及手機零部件業(yè)務(wù)?,F(xiàn)在叉車業(yè)務(wù)也被歸入第一事業(yè)部。而第十一事業(yè)部(汽車總裝),第十二事業(yè)部(汽車模具),第十三事業(yè)部(汽車內(nèi)飾件),第十四事業(yè)部(電機、電動車)以及第十六事業(yè)部(車身零件、底盤懸掛)都在不同程度為叉車工廠提供相關(guān)幫助。位于韶關(guān)的比亞迪叉車生產(chǎn)基地共有3棟廠房,一廠房占地(36000平方米),二廠房占地(28800平方米),三廠房(36000平方米)總面積超過10萬平方米。
目前,比亞迪主推的電叉車分別為2.5噸和3.5噸(舊款),這些叉車采用磷酸鐵電池作為唯一動力源(為前驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向電機、托盤舉升電機、部分車型還加裝托盤平推電機提供動力)。即將量產(chǎn)的新款3.5噸叉車,通過配置與比亞迪電動車相同的充放電控制單元,省略了隨車配置的充電箱,降低了整車采購成本并提升充電靈活性。
進入總裝車間,第一眼就看到了這幅手繪比亞迪電叉車產(chǎn)業(yè)宣傳畫,從風(fēng)力發(fā)電、儲能方案,再到不同級別的叉車產(chǎn)品以及充電模式介紹,將企業(yè)的亮點烘托得一目了然。
走過了幾個比亞迪生產(chǎn)基地,最大的感受就是自產(chǎn)的電叉車已經(jīng)被大量運用。無論是坪山基地,還是騰勢的生產(chǎn)線以及電池基地,都能看到多款不同型號的比亞迪電叉車承擔(dān)轉(zhuǎn)用工作。
在生產(chǎn)線的切割環(huán)節(jié),使用梅塞爾(德國)數(shù)控火焰切割機,對用于門架的板材進行精細(xì)切割用于不同級別的叉車升降托盤以及門架。
由克魯斯(德國)機械提供的焊接手臂,正在為2.5噸級叉車焊接驅(qū)動橋架(這個備件可以被看做是傳統(tǒng)車的前副車架)。在焊接段有8臺不同尺寸的焊接機械手臂,為現(xiàn)有車型提供焊接服務(wù)。
在筆者參觀的時候,C生產(chǎn)線正在運轉(zhuǎn),正在排產(chǎn)2.5噸叉車。
上圖是生產(chǎn)線旁待裝的2.5噸級電叉車驅(qū)動橋特寫。一套完整的驅(qū)動橋由驅(qū)動電機、減速器和輪轂構(gòu)成。
與大多數(shù)汽車生產(chǎn)流水線一樣,叉車生產(chǎn)線兩側(cè)也擺放著各工位待用的備件。上圖是2.5噸級電叉車所使用的前轉(zhuǎn)向橋。雖然叉車屬于專用工具范疇,但在結(jié)構(gòu)上仍然與傳統(tǒng)汽車相近似。電叉車將電池作為能量驅(qū)動電機為整車提供前進、轉(zhuǎn)向以及控制托盤(貨盤)舉升或前后傾倒等動作的能量。
上圖是比亞迪2.5噸級電叉車驅(qū)動橋右前輪轂特寫。5條螺栓固定車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)直接剛性固定在轉(zhuǎn)向橋,轉(zhuǎn)向拉桿通過可調(diào)節(jié)的活結(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)運動。
生產(chǎn)線旁進行測試中的磷酸鐵鋰電池組件。在這個環(huán)節(jié)中,主要是對電池廠生產(chǎn)的電池組件的電壓、充放電和容量進行最終測試。如果測試通過將進行驗收并進入等待裝配狀態(tài)。
傳統(tǒng)叉車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向管柱、方向機、方向盤和液壓輔助系統(tǒng)構(gòu)成。比亞迪電叉車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)針對不同級別的車型細(xì)分出不同狀態(tài)。目前2.5噸級與3.5噸級的電叉車仍然使用液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng),而未來將會采用電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。
不僅是比亞迪電叉車,其他車廠的產(chǎn)品都將人性化的設(shè)定大量的引入:邊角采用圓弧過渡、更加人性化的操控設(shè)定、舉升托盤的控制桿加裝防塵罩。
上圖是比亞迪2.5噸級電叉車的動力線束特寫。
無論是生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)還是防護標(biāo)準(zhǔn),都堅持與比亞迪新能源車采用相同甚至更加苛刻的標(biāo)準(zhǔn)。因為作為工具的電叉車,使用環(huán)境和頻繁程度都是民用電動車所不能比擬的。
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上圖是2.5噸級電叉車前驅(qū)動橋的特寫。
負(fù)責(zé)為電叉車提供驅(qū)動力的前橋,在日常工作中要承受絕大部分的舉升力矩,同時為了保證電叉車在運行中的平穩(wěn)性,整車并沒有引入減震系統(tǒng)。這就意味著,前驅(qū)動橋完全靠輪胎來隔絕來自路面的震動。這就對前驅(qū)動電機、減速器以及輪轂等傳動部件的壽命與可靠性有著極高的要求。
到目前為止,國內(nèi)銷售的各種級別的叉車使用總線控制技術(shù)的車型,也就是德國的幾個品牌以及日本豐田的高端車型。售價從10萬至25萬元的比亞迪電動叉車,則全系標(biāo)配高規(guī)格的總線控制技術(shù)。而全車線束鋪設(shè)的優(yōu)化經(jīng)驗,則直接來源于比亞迪公司自身。
上圖是比亞迪2.5噸電叉車線束插頭特寫(具備防水、防塵,抗電泳擊穿的防護能力)。這樣的設(shè)定絕對時同行業(yè)叉車所不具有的配置。
上圖是,2.5噸電叉車“前圍板”后端高壓管路街頭特寫??梢姽苈方宇^的藍(lán)色鉛封印記。
一般的燃油叉車因為成本控制,經(jīng)常出現(xiàn)液壓泵體以及管路因密封老化而泄壓。無論是轉(zhuǎn)向機還是舉升機的液壓管路,都會因為長期使用導(dǎo)致高壓油管密封固件損壞。使用者或生產(chǎn)商對這些容易出現(xiàn)泄壓故障的部件,要么進行單體質(zhì)量的提升,要么加強售后服務(wù)的力度。
在生產(chǎn)線上,著黃色工裝為管理人員,藍(lán)色工裝為生產(chǎn)線人員,紅色工裝為質(zhì)檢人員。筆者特意向管理方確認(rèn),經(jīng)過半年的磨合,現(xiàn)在比亞迪電叉車的質(zhì)量檢驗,從備件入庫就開始了。首先對備件個體進行核查、在出庫后轉(zhuǎn)入生產(chǎn)線待裝時進行二次檢驗、在完成每道安裝工序后繼續(xù)有線上質(zhì)檢人員進行檢驗。無論哪到檢驗工序發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題都將會以書面記錄形式上交管理崗,以確認(rèn)問題的重要程度。
根據(jù)產(chǎn)能和車型的生產(chǎn)流程,安排生產(chǎn)線上的質(zhì)檢人員對每道工序進行核查。
上圖是為新狀態(tài)的3.5噸級電叉車準(zhǔn)備的電池組件,在通過了檢驗后,電池組件的的動力線束已經(jīng)準(zhǔn)備完畢,即將搭載到叉車中部。目前2.5噸級電叉車匹配的電池容量200Ah,電池重量為840kg。3.5噸級電叉車400Ah,電池重量為1460kg。
就在生產(chǎn)線盡頭,筆者發(fā)現(xiàn)了一臺3.5噸級的電叉車。這臺新狀態(tài)的電叉車,在外觀上進行了優(yōu)化設(shè)計,使外形更加美觀、合理,為了提升運行的平穩(wěn)性以及全負(fù)荷狀態(tài)下的舉升力,為其匹配了雙驅(qū)動電機。
遺憾的是,新狀態(tài)的3.5噸電機仍然采用外購配件,雙驅(qū)動電機的好處顯而易見(可提供更穩(wěn)定儲備更豐富的動力),但是對于兩臺電機的控制策略要求較高。這點,比亞迪叉車廠的兄弟部門將K9驅(qū)動系統(tǒng)進行修改,直接匹配到新狀態(tài)的3.5噸級電叉車上。新狀態(tài)的3.5噸電叉車驅(qū)動電機功率為10x2kw,舉升電機功率為22kw。
老狀態(tài)的3.5噸級電叉車的舉升門架控制桿特寫。仍然采用傳統(tǒng)的機械操控機構(gòu)對門架和托盤進行控制。
老狀態(tài)的3.5噸級電叉車的舉升門架控制桿特寫。仍然采用傳統(tǒng)的機械操控機構(gòu)對門架和托盤進行控制。
當(dāng)完成了檢驗后,將會為商品車進行充電。當(dāng)然采用的是快充樁。
完成總裝并通過了質(zhì)檢的成品,完成外觀包裝后進入存儲區(qū)域等待發(fā)貨。
自產(chǎn)自銷的最好證明,不僅是叉車廠,即便是在坪山工廠以及北京模具廠都可看到大量的電叉車。
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在韶關(guān)的生產(chǎn)基地,廠家在車間內(nèi)建設(shè)了一套模擬全負(fù)載工況下的傾角測試臺??梢詫δ壳叭盗挟a(chǎn)品進行縱向橫向傾角檢測。
如上圖所示,2.5噸級叉車在前傾角度不超過24%的時候仍能夠保持穩(wěn)定。
同樣的工況下,在坡度為20%的時候,比亞迪2.5噸級電叉車仍然可以平穩(wěn)的行駛到坡頂。
從韶關(guān)的組裝廠前往深圳大鵬新區(qū)葵涌的比亞迪最早的第一事業(yè)部,這里有叉車廠投資4000萬元的全套檢測設(shè)備以及研發(fā)中心。
目前第一事業(yè)部的電叉車研發(fā)(檢測)中心,建于2012年11月,占地面積5000平米,共有6個實驗室,主要承擔(dān)在售叉車液壓、傳動、舉升、驅(qū)動、電控等關(guān)鍵分系統(tǒng)的質(zhì)量檢測。當(dāng)然,對那款傳說中的高電壓超級全電叉車的研發(fā)也在整棟大樓內(nèi)。
在售的比亞迪電叉車,大量使用包含電機以及部分控制系統(tǒng)的外協(xié)配套部件。在其規(guī)劃中的產(chǎn)品,諸如全新3.5噸超級電叉車,將會全部使用有比亞迪自行研發(fā)的電池、電機、液壓機構(gòu)、以及整車控制系統(tǒng)。如上圖所示,這是比亞迪檢測實驗室對電池控制系統(tǒng)進行高負(fù)荷測試。
叉車以及其他的特種作業(yè)車,最容易出現(xiàn)故障的并不是動力總成,而是每日高強度運行的各個液壓管路和閥體。據(jù)比亞迪電叉車檢測工程師介紹,目前在國內(nèi)市場銷售的10萬元以下的傳統(tǒng)叉車,只要保持良好的養(yǎng)護習(xí)慣,動力的故障率幾乎可以被忽略。反而是轉(zhuǎn)向助力泵、托盤(貨托架)舉升液壓閥體,相關(guān)的高壓管路會隨著使用頻率的增加,而頻繁出現(xiàn)泄壓、滲漏等故障。在檢測檢測實驗室中,著重對叉車液壓系統(tǒng)的強度和性能進行模擬全負(fù)荷全壽命周期的運行狀態(tài)。通過檢測液壓油、閥體和管路出現(xiàn)老化的特征以及相關(guān)故障等,來改進優(yōu)化液壓系統(tǒng)。
出于保密需要,比亞迪檢測工程師只對筆者透露這臺機器,是模擬液壓閥體在運行中,開/閉(也就是液壓力從最小釋放至最大狀態(tài)時,閥體的密閉性、管路的內(nèi)部壓力、以及液壓油所承受的壓力是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果出現(xiàn)泄壓或者油品質(zhì)量下降,都會通過實時監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)進行分析故障原因以及出現(xiàn)故障時的臨界值。
上圖是檢測傳動軸與減速器的可靠性設(shè)備。雖然電叉車平均運行時速不會超過30公里/小時,但是在長時間低速行駛中,整套載具的平穩(wěn)行駛至關(guān)重要,否則將會知道導(dǎo)致滿負(fù)荷狀態(tài),托盤工作的安全。由于電(傳統(tǒng))叉車是沒有減震機構(gòu),運行中所有來自地面的沖擊,都有輪胎與傳動系統(tǒng)和減速機來承受,因此對這些部件全壽命檢測也是十分必要的。
上圖是模擬重載狀態(tài)下電叉車轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)向節(jié)、輪轂、轉(zhuǎn)向液壓機構(gòu)以及輪胎老化程度的測試設(shè)備。
擱置在檢測臺待用的2.5噸級電叉車組合開關(guān)。有充分的民用車相關(guān)備件生產(chǎn)基礎(chǔ),比亞迪自產(chǎn)電叉車自產(chǎn)備件的比例將會逐步提升。
對方向盤以及轉(zhuǎn)向管柱總成做全壽命測試。模擬最為苛刻的日常使用習(xí)慣,記錄游絲彈簧以及管柱縱向收到的壓力是否可以達(dá)到設(shè)計的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
對于一般車廠而言,水淋老化試驗是必須的,無論是整車還是關(guān)鍵的覆蓋件都是要經(jīng)過這道檢測程序,但是對于國內(nèi)的叉車以及其他專業(yè)載具總裝廠而言,這道檢測工序幾乎就別忽略了。
雖然比亞迪第一事業(yè)部的電叉車檢測實驗室以及研發(fā)機構(gòu),并沒有對筆者完全開放。但是根據(jù)筆者2013年10月份對十五事業(yè)部(研發(fā)生產(chǎn)車輛電器部件)了解,電叉車技術(shù)的研發(fā)與質(zhì)量管控都遵循著車輛制造的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。甚至比亞迪直接套用來自合資公司騰勢的整車線束、備件個體管理、整車質(zhì)量控制的方法和理念生產(chǎn)自己的超級電叉車。目前比亞迪電叉車的技術(shù)等級以及自給率并沒有達(dá)到預(yù)期的要求。2.5噸級和3.5噸級的電叉車只是在動力電池和管控系統(tǒng)采用自己研發(fā)的備件。而液壓伺服系統(tǒng)以及電動機來源于供應(yīng)商。根據(jù)廠家的規(guī)劃,2015年底,比亞迪全新80V高壓超級電叉車的驅(qū)動電機、舉升液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、以及整車控制系統(tǒng)都將會采用比亞迪自行研發(fā)的核心備件。
目前,比亞迪電叉車的競爭對手已經(jīng)不在國內(nèi)10萬元以下的低端產(chǎn)品,而將競品對象設(shè)定為德系日系的全電叉車產(chǎn)品。與比亞迪新能源車在國內(nèi)所處領(lǐng)先地位一樣,比亞迪電叉車堅持超長的保修、強悍的性能以及適中的售價,將會逐步占領(lǐng)國內(nèi)中高端叉車市場,甚至跟隨K9電動大巴被包括德國在內(nèi)的更多歐洲國家所認(rèn)可。
2014年比亞迪的電叉車總產(chǎn)量3000臺左右,其客戶均為一些大型物流公司、食品飲料等對倉儲環(huán)境要求苛刻的食品和醫(yī)藥衛(wèi)生公司。當(dāng)然,與比亞迪其他新能源車所面臨的問題一樣,受“鐵電池”產(chǎn)能限制,比亞迪的鐵叉車預(yù)計2015年銷量會突破8000臺。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:列寧格勒
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