新能源汽车车载充电器OBC智能生产线.docx

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1、新能源汽车车载充电器OBC智能生产线目录目录1前言11 .车载充电机功能介绍22 .车载充电机充电系统23 .充电机充电方式34 .走近 OBC45 .携手合作56 .技术创新7刖百近年来，全球新能源行业关注度持续提升，国内外产业生态加速共融，随着我国双碳”目标的提出，新能源汽车及上下游产业迅猛发展的良好态势进一步延续，新能源汽车零部件市场也口趋紧俏。新松公司深刻理解生态优先、绿色发展的科学内涵，积极探索绿色发展之路，为“建设美丽中国奉献力量。图1新松公司与松下集团合作打造新能源车载充电器OBC智能产线近日，由新松公司与松下集团合作打造的新能源车载充电器OBC智能生产线正式建成投产。松下集团是

2、全球领先的电子产品制造领域世界500强企业，凭借100多年来在电子电器方面的系统研发和运营服务能力，加快布局新能源汽车产业链核心环节，不断推出优质的产品以满足市场需求。1 .车载充电机功能介绍(1)具备高速CAN网络与BMS通信的功能，判断电池连接状态是否正确；获得电池系统参数、及充电前和充电过程中整组和单体电池的实时数据。(2)可通过高速CAN网络与车辆监控系统通信，上传充电机的工作状态、工作参数和故障告警信息，接受启动充电或停止充电控制命令。(3)完备的安全防护措施： 交流输入过压保护功能。 交流输入欠压告警功能。 交流输入过流保护功能。 直流输出过流保护功能。 直流输出短路保护功能。 输

3、出软启动功能，防止电流冲击。 在充电过程中，充电机能保证动力电池的温度、充电电压和电流不超过允许值；并具有单体电池电压限制功能，自动根据BMS的电池信息动态调整充电电流。 自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当充电机与充电桩和电池正确连接后，充电机才能允许启动充电过程；当充电机检测到与充电桩或电池连接不正常时，立即停止充电。 充电联锁功能，保证充电机与动力电池连接分开以前车辆不能启动。 高压互锁功能，当有危害人身安全的高电压时，模块锁定无输出。 具有阻燃功能。2 .车载充电机充电系统新能源汽车充电系统有许多分类方法。按照充电系统与公共电网是否直接接触，分为接触式充电系统和感应式充电系统。

4、接触式充电系统具有结构简单、成本较低、电能传输效率高等特点，是目前主流的充电系统。感应式充电系统小需要电源插座或充电电缆，电能通过埋在路而内的充电板无线传送给车内的动力电池实现充电，感应式充电系统具有通用性强、操作简单、节约人力成本、节省土地资源等优点)但结构复杂、效率较低、成本较高，目前小范围应用于公交车等公共充电领域。充电机按照充电系统是否安装在车上，分为车载充电系统和非车载充电系统。车载充电系统安装在车辆内部，具有体积小、冷却和封闭性好、重量轻等优点，但功率普遍较小，充电所耗时间长;非车载充电系统安装在新能源汽车外部，具有规模大、使用范围广、功率大等优点，但体积大、重量大、不易移动，主要

5、适用于新能源汽车的快速充电。充电机按照充电所耗时间，分为慢充系统和快充系统，分别对应交流供电和直流供电两种充电模式。充系统主要由车辆外部至供电端线缆、充电接口及线缆、车载充电、高压线束、高压配电设备、动力电池及其控制器等构成。充电桩或家用交流电源通过车辆接口及线束与车载充电机连接，将交流220V电源转换为直流电，给动力电池进行充电。充电过程由车载充电机与BMS之问进行CAN通信交互，保证充电过程的安全。相较慢充系统，快充系统架构较为简单，涉及到的车端零部件仅为充电接口、快充线束、动力电池及其控制器。快充系统供电设备为充电桩，充电桩内部包含电源模块、计费系统、通信及控制系统、读卡及授权系统等。快

6、充系统将三相380V工业电直接转成直流电给动力电池进行充电，充电过程由充电系统的通信模块与BMS进行通信以保证安全。3 .充电机充电方式电池采用不同的充电方法对电池寿命会有不同程度的影响，采用适当的充电方式对延长电池的使用寿命意义重大。常见的车载充电机充电方式有恒压充电、直流充电、阶段性充电、脉冲充电等。恒压充电，在整个充电过程中充电电压保持不变，充电电流随着充电时问的增加而逐渐减小，当充电电流小于一定值后停比充电。整个充电过程中能耗较小，能有效避免电池过充，控制简单，易于操作。但往往待充电电池的初始电压值较小，导致充电初期的充电电流很大，过大的电流一方面会造成电池极化现象的发生，影响充电速度

7、;另一方面造成电池温度迅速提升，严重时容易烧坏电池，酿成事故。所以在充电开始阶段，需要对充电电流值进行限制，让电池保持在一个可接受的电流范围内充电。直流充电开始时以恒定的电流为动力电池充电，将要充满时，改用恒定的小电流进行浮充充电，用来充足剩余电量和补偿电池自放电，当充电电压达到额定电压时停比充电。恒流充电避免了恒压充电电流过大的问题，电流始终被限制在电池组可接受的范围内。阶段性充电根据实际应用情况可以分为两阶段或者三阶段充电。第一阶段为恒流充电，用大电流快速给电池充电，使电池的电压达到一定电压值（根据动力电池组电压设老;第二阶段为恒压充电，用比恒流小点的电流继续对电池充电，降低电池的产气量;

8、第三阶段为浮充充电，以涓流给电池充电，确保电池能够充满，当控制系统检测充电电流小于一定设定值时，结束充电。阶段性充电结合了恒压与恒流充电方式的优点，有利于减少电池的极化，避免了过充和大电流充电冲击。目前，充电大多采用阶段性充电。恒压充电、恒流充电和阶段性充电的充电电压和电流是连续的，没有给电池足够的休息时间来消除极化现象，极化可以引起电池过热，析气等现象，限制充电速度，严重时影响电池寿命。脉冲充电方式和正负脉冲充电方式采用不连续的充电电流，能有效地减少或消除极化现象的发生，加快充电速度和延缓电池的使用寿命。脉冲充电方式采用脉冲充电问歇为电池提供充足的休息时问，有利于电池内部的活性物充分反应，有

9、效地减少和消除极化现象的发生，并可以采用较大的电流充电，而不必担心电池过热，能有效提高充电效率、缩短充电时问、延缓电池寿命。正负脉冲充电方式是对脉冲充电方式的改进，整个充电过程中包括正脉冲充电、问歇休息和负脉冲放电。首先进行正脉冲充电，休息一段时问后，再对其进行短暂的负脉冲放电。对电池短暂的负脉冲放电能有效去除极化现象的发生，加快电池内部的电化学反应，降低电池温度，虽然损失了部分电能，但能够使电池以较高的充电电流充电，能有效加快充电速度和提高充电效率，延缓电池寿命。4 .走近OBC车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统

10、(BMS)提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。OBC即车载充电器，是新能源汽车必不可少的核心零部件。它的工作原理是直流充电机由电网输入交流电，经过桥式可控整流电路整流变成直流电，滤波后提供给高频DC/DC功率变换器，功率变换器经过直一直变换输出需要的直流，再次滤波后为电动汽车动力蓄电池充电。 On-board Charger/图2车间现场车载充电器需要应对散热、整车振动、电池电压波动等诸多问题，这对产品的可靠性提出了很高的要求。性能优秀的OBC可减少新能源电池充电过程中的电量损耗，提高车载电源的转换效率，对汽车品质及安全性具有重要影响，因此各大国际企业对新能

11、源汽车车载充电器的供应商筛选非常严格。5 .携手合作松下集团对该项目高度重视，2019年底，松下集团总部高层领导及项目团队亲临新松公司参观考察，从技术实力、项目承接能力、售后服务水平等多角度综合考量，松下集团认为新松公司是一家技术成熟、经验丰富的自动化企业，是值得信赖的合作伙伴，最终正式选定新松为OBC产线供应商。图3新松公司副总裁张进，新松公司副总裁、特种机器人BG总裁李庆杰带队与松下集团开会研讨在新能源车载充电器主流应用方面，分为只充电和集成DC/DC两种方向，只充电方向的OBC产品有4000余个零部件，集成DC/DC方向的OBC产品有5000余个零部件，松下集团为满足客户的不同需求肩负着

12、巨大压力。在此之前，OBC制造领域大多采用“手工+专机”的半自动生产模式，一方面产品品质难以保障，另一方面无法满足产品快速更新换代的需求。与此同时，人是电子工业生产中最大的静电源，减少人工干预也有助于降低安全隐患，通过智能化、数字化手段完成OBC制造工艺的全新升级已成为必然趋势。图4新松协作机器人在生产线上柔性作业在这样的行业背景下，新松公司与松下集团强强联合，成功打造亿元规模的新能源车载充电器OBC智能生产线，并于大连松下汽车电子系统有限公司正式投产。双方团队围绕现场环境及工艺需求，从前期方案规划到后期现场施工始终保持密切地沟通交流。6 .技术创新全新打造的OBC智能产线规模宏大，包括H0装

13、配线、A0涂胶线、22KW检测线及机器人旋转库等多个部分，涵盖智能仓库、自动装配PCB设备、自动组装设备、总线线体、涂胶线、充电器检测线等总计130余个工作站。产线应用到了新松自主研发的多种机器人产品，包括直角坐标机器人、垂直多关节机器人、协作机器人、并联机器人等产品，工作站通过搭载不同的末端执行器实现了自动拧钉、自动涂胶、自动装配、移载设备、检测等组装工艺并达成了多项技术创新：新松根据产品工艺特点和节拍要求，把传统产线拆分为多个标准化的机器人工作站，通过模块化设计大大提高了生产单元的通用性，满足电子产品高速更新迭代的需求。控制主板是OBC的“中枢大脑”，具备对电源的控制、监测、计算、修正、保

14、护以及与外界网络通信等功能，其单值较高，从搬运到装配均需运用柔性化的作业方式。新松以移动机器人代替人工方式转运物料，并自主研发新型工装设备，大大提升了控制主板的加工效率。PIN针是连接器中用来完成信号传输的设备，是高精密制造领域当中的高精密产品，PIN针压装精度将直接影响后期的产品品质。新松通过自动化压装工艺结合3D视觉技术，智能完成坐标定位、压装面识别及压装效果检测，大幅提高压装质量和效率。图5新松SCARA机器人在车间现场新松通过MES系统为OBC工厂建立数字化管理机制，实现整个生产制造的过程控制、生产进度的动态更新、生产数据的实时采集、车间异常的实时反馈以及对产品各工序的生产、检验、维修

15、以及交付过程的精细化管理和控制。工厂大量采用在线检测技术，针对产品的质量变量实现在线实时检测与反馈，从而为过程控制和质量管理提供支持，保障产线运行平稳、高效，减少不必要的浪费图6新松团队与松下团队现场探讨技术细节这一项又一项的创新突破，既得益于新松团队的探索开拓，也离不开松下集团对新松公司的高度信任。在双方项目沟通过程中，松下始终鼓励新松团队充分发挥在智能制造领域的技术优势，为OBC制造工艺提供新技术、新思路，运用“新松整体解决方案”解决行业痛点。最终新松也以超预期的表现完成了这份答卷，多项创新设计相比传统方案更为高效。7 .团队精神自2020年2月以来，新松团队与松下团队每周保持2次左右的跨国线上会议，持续优化方案设计。现场执行团队从设备进场调试到后期产能爬坡，始终以客户利益为先，调试团队连续6个多月持续奋战，每天工作12个小时以上，项目组设置夜班轮转，24小时跟线保障生产，彰显出新松人不怕吃苦、精益求精的团队风貌。图7新松公司副总裁、特种机器人BG总裁李庆杰在客户现场组织召开研讨会基于双方在该项目上的良