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一款用豪华电动汽车经验技术造出来的叉车是什么样

列宁格勒 列宁格勒

2005年开始,笔者开始在比亚迪北京4S店工作,也正是从这时开始深度了解了比亚迪。比亚迪从收购秦川汽车制造厂开始,推出福莱尔汽车,以及之后的F3、F6、S6、S7等传统车。2012年,F3DM(混动车)上市,紧接着e6(电动车)、秦(混动车)、K9电动大巴以及唐(混动4驱车)。在制造传统车和新能源车的同时,比亚迪又在光伏、储能等行业扩展其影响力。现在,比亚迪缔造新能源帝国的同时,终于将触角伸到叉车(特种工程机械)领域。用其在研发制造新能源车积累的技术和经验,打造以磷酸铁电池、电驱动和管控系统为基础的超级铁叉车。本文将对比亚迪研发、生产超级铁叉车的制造环节、技术亮点以及质量管控体系,进行独家解读。对于参观过比亚迪腾势生产线的笔者来说一切似曾相识——比亚迪将生产腾势的大量技术和经验用之于此。(参见:腾势电动汽车生产流程全揭秘:行动代号Tiger)

用腾势的经验技术造比亚迪超级电叉车

作为一家上市公司,比亚迪共有十七个事业部,其中第一事业部主打镍氢/镍铬电池以及手机零部件业务。现在叉车业务也被归入第一事业部。而第十一事业部(汽车总装),第十二事业部(汽车模具),第十三事业部(汽车内饰件),第十四事业部(电机、电动车)以及第十六事业部(车身零件、底盘悬挂)都在不同程度为叉车工厂提供相关帮助。位于韶关的比亚迪叉车生产基地共有3栋厂房,一厂房占地(36000平方米),二厂房占地(28800平方米),三厂房(36000平方米)总面积超过10万平方米。

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目前,比亚迪主推的电叉车分别为2.5吨和3.5吨(旧款),这些叉车采用磷酸铁电池作为唯一动力源(为前驱动桥、转向电机、托盘举升电机、部分车型还加装托盘平推电机提供动力)。即将量产的新款3.5吨叉车,通过配置与比亚迪电动车相同的充放电控制单元,省略了随车配置的充电箱,降低了整车采购成本并提升充电灵活性。

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进入总装车间,第一眼就看到了这幅手绘比亚迪电叉车产业宣传画,从风力发电、储能方案,再到不同级别的叉车产品以及充电模式介绍,将企业的亮点烘托得一目了然。

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走过了几个比亚迪生产基地,最大的感受就是自产的电叉车已经被大量运用。无论是坪山基地,还是腾势的生产线以及电池基地,都能看到多款不同型号的比亚迪电叉车承担转用工作。

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在生产线的切割环节,使用梅塞尔(德国)数控火焰切割机,对用于门架的板材进行精细切割用于不同级别的叉车升降托盘以及门架。

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由克鲁斯(德国)机械提供的焊接手臂,正在为2.5吨级叉车焊接驱动桥架(这个备件可以被看做是传统车的前副车架)。在焊接段有8台不同尺寸的焊接机械手臂,为现有车型提供焊接服务。

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在笔者参观的时候,C生产线正在运转,正在排产2.5吨叉车。

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上图是生产线旁待装的2.5吨级电叉车驱动桥特写。一套完整的驱动桥由驱动电机、减速器和轮毂构成。

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与大多数汽车生产流水线一样,叉车生产线两侧也摆放着各工位待用的备件。上图是2.5吨级电叉车所使用的前转向桥。虽然叉车属于专用工具范畴,但在结构上仍然与传统汽车相近似。电叉车将电池作为能量驱动电机为整车提供前进、转向以及控制托盘(货盘)举升或前后倾倒等动作的能量。

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上图是比亚迪2.5吨级电叉车驱动桥右前轮毂特写。5条螺栓固定车轮、转向节直接刚性固定在转向桥,转向拉杆通过可调节的活结驱动转向节运动。

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生产线旁进行测试中的磷酸铁锂电池组件。在这个环节中,主要是对电池厂生产的电池组件的电压、充放电和容量进行最终测试。如果测试通过将进行验收并进入等待装配状态。

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传统叉车的转向系统由转向管柱、方向机、方向盘和液压辅助系统构成。比亚迪电叉车的转向系统针对不同级别的车型细分出不同状态。目前2.5吨级与3.5吨级的电叉车仍然使用液压转向助力系统,而未来将会采用电动转向助力系统。

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不仅是比亚迪电叉车,其他车厂的产品都将人性化的设定大量的引入:边角采用圆弧过渡、更加人性化的操控设定、举升托盘的控制杆加装防尘罩。

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上图是比亚迪2.5吨级电叉车的动力线束特写。

无论是生产标准还是防护标准,都坚持与比亚迪新能源车采用相同甚至更加苛刻的标准。因为作为工具的电叉车,使用环境和频繁程度都是民用电动车所不能比拟的。

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上图是2.5吨级电叉车前驱动桥的特写。

负责为电叉车提供驱动力的前桥,在日常工作中要承受绝大部分的举升力矩,同时为了保证电叉车在运行中的平稳性,整车并没有引入减震系统。这就意味着,前驱动桥完全靠轮胎来隔绝来自路面的震动。这就对前驱动电机、减速器以及轮毂等传动部件的寿命与可靠性有着极高的要求。

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到目前为止,国内销售的各种级别的叉车使用总线控制技术的车型,也就是德国的几个品牌以及日本丰田的高端车型。售价从10万至25万元的比亚迪电动叉车,则全系标配高规格的总线控制技术。而全车线束铺设的优化经验,则直接来源于比亚迪公司自身。

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上图是比亚迪2.5吨电叉车线束插头特写(具备防水、防尘,抗电泳击穿的防护能力)。这样的设定绝对时同行业叉车所不具有的配置。

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上图是,2.5吨电叉车“前围板”后端高压管路街头特写。可见管路接头的蓝色铅封印记。

一般的燃油叉车因为成本控制,经常出现液压泵体以及管路因密封老化而泄压。无论是转向机还是举升机的液压管路,都会因为长期使用导致高压油管密封固件损坏。使用者或生产商对这些容易出现泄压故障的部件,要么进行单体质量的提升,要么加强售后服务的力度。

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在生产线上,着黄色工装为管理人员,蓝色工装为生产线人员,红色工装为质检人员。笔者特意向管理方确认,经过半年的磨合,现在比亚迪电叉车的质量检验,从备件入库就开始了。首先对备件个体进行核查、在出库后转入生产线待装时进行二次检验、在完成每道安装工序后继续有线上质检人员进行检验。无论哪到检验工序发现质量问题都将会以书面记录形式上交管理岗,以确认问题的重要程度。

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根据产能和车型的生产流程,安排生产线上的质检人员对每道工序进行核查。

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上图是为新状态的3.5吨级电叉车准备的电池组件,在通过了检验后,电池组件的的动力线束已经准备完毕,即将搭载到叉车中部。目前2.5吨级电叉车匹配的电池容量200Ah,电池重量为840kg。3.5吨级电叉车400Ah,电池重量为1460kg。

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就在生产线尽头,笔者发现了一台3.5吨级的电叉车。这台新状态的电叉车,在外观上进行了优化设计,使外形更加美观、合理,为了提升运行的平稳性以及全负荷状态下的举升力,为其匹配了双驱动电机。

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遗憾的是,新状态的3.5吨电机仍然采用外购配件,双驱动电机的好处显而易见(可提供更稳定储备更丰富的动力),但是对于两台电机的控制策略要求较高。这点,比亚迪叉车厂的兄弟部门将K9驱动系统进行修改,直接匹配到新状态的3.5吨级电叉车上。新状态的3.5吨电叉车驱动电机功率为10x2kw,举升电机功率为22kw。

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老状态的3.5吨级电叉车的举升门架控制杆特写。仍然采用传统的机械操控机构对门架和托盘进行控制。

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老状态的3.5吨级电叉车的举升门架控制杆特写。仍然采用传统的机械操控机构对门架和托盘进行控制。

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当完成了检验后,将会为商品车进行充电。当然采用的是快充桩。

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完成总装并通过了质检的成品,完成外观包装后进入存储区域等待发货。

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自产自销的最好证明,不仅是叉车厂,即便是在坪山工厂以及北京模具厂都可看到大量的电叉车。

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在韶关的生产基地,厂家在车间内建设了一套模拟全负载工况下的倾角测试台。可以对目前全系列产品进行纵向横向倾角检测。

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如上图所示,2.5吨级叉车在前倾角度不超过24%的时候仍能够保持稳定。

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同样的工况下,在坡度为20%的时候,比亚迪2.5吨级电叉车仍然可以平稳的行驶到坡顶。

从韶关的组装厂前往深圳大鹏新区葵涌的比亚迪最早的第一事业部,这里有叉车厂投资4000万元的全套检测设备以及研发中心。

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目前第一事业部的电叉车研发(检测)中心,建于2012年11月,占地面积5000平米,共有6个实验室,主要承担在售叉车液压、传动、举升、驱动、电控等关键分系统的质量检测。当然,对那款传说中的高电压超级全电叉车的研发也在整栋大楼内。

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在售的比亚迪电叉车,大量使用包含电机以及部分控制系统的外协配套部件。在其规划中的产品,诸如全新3.5吨超级电叉车,将会全部使用有比亚迪自行研发的电池、电机、液压机构、以及整车控制系统。如上图所示,这是比亚迪检测实验室对电池控制系统进行高负荷测试。

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叉车以及其他的特种作业车,最容易出现故障的并不是动力总成,而是每日高强度运行的各个液压管路和阀体。据比亚迪电叉车检测工程师介绍,目前在国内市场销售的10万元以下的传统叉车,只要保持良好的养护习惯,动力的故障率几乎可以被忽略。反而是转向助力泵、托盘(货托架)举升液压阀体,相关的高压管路会随着使用频率的增加,而频繁出现泄压、渗漏等故障。在检测检测实验室中,着重对叉车液压系统的强度和性能进行模拟全负荷全寿命周期的运行状态。通过检测液压油、阀体和管路出现老化的特征以及相关故障等,来改进优化液压系统。

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出于保密需要,比亚迪检测工程师只对笔者透露这台机器,是模拟液压阀体在运行中,开/闭(也就是液压力从最小释放至最大状态时,阀体的密闭性、管路的内部压力、以及液压油所承受的压力是否符合行业标准。如果出现泄压或者油品质量下降,都会通过实时监测获得的数据进行分析故障原因以及出现故障时的临界值。

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上图是检测传动轴与减速器的可靠性设备。虽然电叉车平均运行时速不会超过30公里/小时,但是在长时间低速行驶中,整套载具的平稳行驶至关重要,否则将会知道导致满负荷状态,托盘工作的安全。由于电(传统)叉车是没有减震机构,运行中所有来自地面的冲击,都有轮胎与传动系统和减速机来承受,因此对这些部件全寿命检测也是十分必要的。

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上图是模拟重载状态下电叉车转向桥的转向节、轮毂、转向液压机构以及轮胎老化程度的测试设备。

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搁置在检测台待用的2.5吨级电叉车组合开关。有充分的民用车相关备件生产基础,比亚迪自产电叉车自产备件的比例将会逐步提升。

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对方向盘以及转向管柱总成做全寿命测试。模拟最为苛刻的日常使用习惯,记录游丝弹簧以及管柱纵向收到的压力是否可以达到设计的质量标准。

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对于一般车厂而言,水淋老化试验是必须的,无论是整车还是关键的覆盖件都是要经过这道检测程序,但是对于国内的叉车以及其他专业载具总装厂而言,这道检测工序几乎就别忽略了。

虽然比亚迪第一事业部的电叉车检测实验室以及研发机构,并没有对笔者完全开放。但是根据笔者2013年10月份对十五事业部(研发生产车辆电器部件)了解,电叉车技术的研发与质量管控都遵循着车辆制造的严格标准。甚至比亚迪直接套用来自合资公司腾势的整车线束、备件个体管理、整车质量控制的方法和理念生产自己的超级电叉车。目前比亚迪电叉车的技术等级以及自给率并没有达到预期的要求。2.5吨级和3.5吨级的电叉车只是在动力电池和管控系统采用自己研发的备件。而液压伺服系统以及电动机来源于供应商。根据厂家的规划,2015年底,比亚迪全新80V高压超级电叉车的驱动电机、举升液压系统、转向系统、以及整车控制系统都将会采用比亚迪自行研发的核心备件。

目前,比亚迪电叉车的竞争对手已经不在国内10万元以下的低端产品,而将竞品对象设定为德系日系的全电叉车产品。与比亚迪新能源车在国内所处领先地位一样,比亚迪电叉车坚持超长的保修、强悍的性能以及适中的售价,将会逐步占领国内中高端叉车市场,甚至跟随K9电动大巴被包括德国在内的更多欧洲国家所认可。

2014年比亚迪的电叉车总产量3000台左右,其客户均为一些大型物流公司、食品饮料等对仓储环境要求苛刻的食品和医药卫生公司。当然,与比亚迪其他新能源车所面临的问题一样,受“铁电池”产能限制,比亚迪的铁叉车预计2015年销量会突破8000台。

来源:第一电动网

作者:列宁格勒

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