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蔚來的智能螺栓更換技術(shù)方案
12月10日,蔚來在國內(nèi)的第700座換電站交付使用。
前段時間,作為全球靠前換電站出口項目,蔚來在挪威完成了首座海外換電站的布局。
從首座換電站上線至今,蔚來累計為用戶提供超500萬次換電服務(wù),單日*高換電車次超2萬次。
1萬次滿電出發(fā),背后是超過20,000次的動力電池裝卸動作,這對換電機構(gòu)的可靠性、**性、便利性是一項嚴(yán)峻考驗。
如此頻繁的裝卸,電池的緊固件扛得住嗎?數(shù)百公斤的電池又是如何完成快速裝卸的?
在眾多連接方案中,螺栓為何能脫穎而出?
連接電池和車身的換電機構(gòu)是實現(xiàn)換電功能的重要基礎(chǔ),每一次的換電,都離不開這個關(guān)鍵機構(gòu)。
同時,電池和車身的連接又是重中之重,不能出現(xiàn)任何閃失;為此,工程團隊在研發(fā)之初就從**、質(zhì)量、體驗方向確立了三大原則:
1. 可靠性:整車在全生命周期內(nèi)正常行駛,動力電池不出現(xiàn)松動,即使在橫向/縱向50g(當(dāng)于受力物體所受重力50倍的力)的沖擊下,電池也不會從車身脫離。
2. 方便性:能在幾分鐘內(nèi)完成換電。
3. 耐久性:滿足3000次**裝卸,實現(xiàn)百萬公里的可靠換電。
對機械行業(yè)有一定了解的朋友應(yīng)該會發(fā)現(xiàn),這三個屬性幾乎是互相矛盾的——提高可靠性就必須擰緊,擰得越緊越影響下次的拆卸方便性;而提高拆卸方便性,則會影響可靠性,同時反復(fù)裝卸也容易造成零件疲勞,降低耐久性。
在大尺寸、大容量、大質(zhì)量的電池包上,這組矛盾更為突出。
為此,工程團隊嘗試了各種主流連接方案,如電磁繼電器、插銷結(jié)構(gòu)、卡接結(jié)構(gòu)等,甚至還研究了導(dǎo)彈連接裝置(裝夾結(jié)構(gòu))。
為了讓螺栓緊固性達(dá)到要求并盡可能延長壽命,我們從強度、硬度、涂層、摩擦系數(shù)等方面研究,根據(jù)螺栓的規(guī)格和夾緊力尋找一個合適的扭矩值。
首先,工程師們先從理論計算得出初步的擰緊扭矩。在確定理論數(shù)值后,通過60萬+次零部件級耐久試驗的反復(fù)驗證,工程團隊得出了*平衡的扭矩值,并通過了10+次系統(tǒng)級振動沖擊和6萬+次整車級耐久測試,將螺栓的**使用次數(shù)提高到了3,000次這一突破性的數(shù)值。
當(dāng)螺栓發(fā)生松動時,反向螺紋的齒圈會反向鎖住,讓螺栓和螺母緊固在一起。 為了更好的吸收和消除不同車身、不同電池包及不同換電站之間的公差,使螺栓和螺母的匹配更加順利,螺母同樣采用了創(chuàng)造性結(jié)構(gòu)--螺母四周被預(yù)留出±4mm的浮動空間,使得換電過程中可以更好的匹配不同螺栓的位置;而當(dāng)換電完成時,換電完成時,浮動螺母也牢牢的鎖緊。 Bayobolt,更緊固、更可靠顛覆行業(yè)的理念、對突破極限的堅持,這就是我們思考和努力,我們也給這項技術(shù)起了一個好聽的名字,Bayobolt--由Bayonet(cidao)的前半部分Bayo與Bolt(螺栓)組合而成,寓意這枚換電螺栓像cidao一樣靈巧、準(zhǔn)確、堅固、可靠。
從首*座換電站亮相到BaaS電池租用服務(wù)上線,再到電池靈活升級計劃推出,這一切的基礎(chǔ),就是換電。
而換電的核心物理基礎(chǔ)之一,就是Bayobolt。底層基礎(chǔ)決定上層建筑,更多的研發(fā),尤其是基礎(chǔ)技術(shù)的突破,才能帶來更好的產(chǎn)品和體驗。時至今日,蔚來在全球累計擁有磚利及磚利申請超過4,400項,其中換電相關(guān)磚利超1,400項。我們會繼續(xù)不斷在研發(fā)上努力,為用戶帶來更好的產(chǎn)品和體驗。
來源:蔚來汽車