汽车总装工艺(新能源汽车整车制造工艺之——基础工艺知识介绍)

以下文章来源于智造汽车 ，作者胡昌华

导读

近年来新能源汽车的发展非常迅猛，其渗透率在逐月提高，不仅在乘用车领域已经取得主导地位，销量增长势头强劲，预计在今年底前其渗透率将超过40%，而且在商用车领域新能源汽车取得的优势也越来越明显，城市新增大客车市场已基本被电动大巴车占领，在轻型卡车市场和大型卡车、城市专用车辆市场，电动汽车竞争已经势不可挡。

文章信息

本文由「智造汽车」胡昌华原创，数字化企业经授权发布。胡昌华，曾任东风公司技术中心架构开发中心总师，比亚迪第十一事业部技术中心总装工艺专家。

特别是随着某新能源汽车公司20万辆商用车基地的建成达产，必将促进商用车向电动化的趋势加速发展。现开辟一个专栏，介绍新能源汽车的制造工艺知识，欢迎网友们参与讨论及投稿。

新能源汽车整车制造工艺范围

本文所指的新能源汽车是指区别于主要采用传统石化燃料作为动力源而言的汽车，包含纯电汽车、插电混动汽车、氢燃料电池汽车。纯电汽车具有优良的驾驶性能、绿色环保的特性，成为了越来越多人购车的第一选择，但电动汽车的电池成本太高，需要用到锂、钴、镍等贵金属，同样配置的电动汽车价格比燃油车要高得多，随着动力电池技术的不断发展，电池成本降低后，电动汽车将会得到更快普及。

插电混动汽车是具有了纯电汽车和燃油汽车的双重特征，这种车型可油可电驱动，且充分发挥了发动机的中高速的燃油经济性和电动汽车快速起步及低速行驶时的优良性能，在充电桩还不够普及、充电不是很方便的情况下，仍然有很大的发展空间。氢燃料电池汽车是未来汽车的一个重要发展方向，但目前存在的主要问题有氢动力总成成本太高、加氢站太少、高压氢气运输困难等，这类新能源汽车的普及需要一个较长的市场培育和降低制造成本的过程，暂时还没有规划在主流大批量生产线上生产氢燃料电池汽车。

虽然纯电汽车和插混汽车的动力系统有很大的差别。但在在实际的工厂中，通过产线改造和设备适配，这两种车型是可以混线生产的。相对来说插混车型既有燃油驱动系统，又有纯电驱动系统，装配零件更多，工艺更为复杂，需要对过程质量采取更为严苛的管控措施。

新能源汽车整车制造工艺一般包含冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺、总装工艺、动力总成工艺、动力电池工艺。这些工艺过程事新能源汽车制造的必要环节，每一个工艺过程的制造效率、成本、质量都会体现在新能源汽车整车上，也决定了其品质的优劣和竞争力的强弱。好的汽车不仅是设计出来的，更是好的工艺制造出来的。

纯电动、插电混动、氢燃料电池汽车之间的制造工艺区别

纯电汽车、插电混动汽车、氢燃料电池汽车都是装有动力电池的，只是各动力电池的容量不一样，采用纯电驱动的行驶里程有很大的差别。

在整车制造工艺上这三种车型的车身零件和结构有很大差别，但其冲压工艺、焊装工艺和涂装工艺几乎相同，可以共线共设备柔性生产；而其总装工艺需要设计不同的工位数，而且需要设计车型专用工位，虽然可以共线混流生产，但混线生产时会降低生产效率，比如装配氢气灌的工位及设备，在装配纯电和混动车型时是用不上的；装配混动车型的燃油系统、排气管系统的工位及设备在装配纯电车型也是派不上用场的。因此在工艺规划时需要结合公司的产品发展规划进行合理的设计，避免浪费。

新能源汽车制造工艺的研究内容

汽车制造工艺是研究如何最经济地把原材料加工为优质汽车零件和商品汽车的制造方法和过程控制的科学,它涉及制造原理、流程、条件、效益，也就是要解决能不能加工?怎样加工? 用什么方法加工、花多大代价加工、如何检测等一系列问题，并落实到由工件、工装、工具、设备、仪器所构成的工艺系统中，主要体现在工艺技术、工艺装备、工艺管理三个方面。

对于一件成功的汽车产品来说,它的价值不仅取决于使用材料本身以及产品设计，更取决于它的制造过程一制造者对于材料的利用、加工操作的经验和技能。产品设计和制造工艺它们相辅相成，互为支撑，是生产优质汽车的必要条件，缺一不可，忽略哪一方面都会给企业带来灾难。

汽车制造工艺需要解决以下问题：

1）如何将设计的图纸转变为有价值的产品

2）用什么样的加工方法实现设计的目标:

3）用什么手段保证加工的产品质量;

4）用什么办法实现制造成本的最低化

5）用什么的设备既能保证制造精度又能提高生产效率

6）在工艺设计过程中如何通过数字化技术提高设计质量和缩短周期

新能源汽车制造五大工艺的研究对象不仅包含了加工过程中的时间、速度、能源、方法、程序、手段、质量、环境、安全、工艺管理等一切与商品生产有关的因素，而且还包含制造过程的数字化技术、制造大数据应用与趋势预测、智能制造场景的规划及落地等，向着数字化制造、智能制造方向转型升级。

常用主要工艺术语介绍

1.工艺路线

工艺路线是指产品或零部件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库经过企业各有关部门或工序的先后顺序，制造地点及内制/外制分工等。零件工艺路线的划分也往往伴随着制造利益和责任的划分和转移，如确定内制路线，决定了该零件是在厂内制造，需要由厂内的人员负责完成该零件的工艺设计、投资、制造、检查、物流、管理的全部工作，同时也享受由此带来的劳动增值；如确定为外制路线，该零件的工艺设计及其所有的制造工序都由外部供应商承担，该零件的劳动增值和供货质量责任也由供应商承担。

确定工艺路线分工与公司的发展战略密切相关，也与如何进行成本核算有关。国内大部分的汽车公司大部分的零件是外制的，但有一家最近很火的新能源汽车企业却反其道行之，其大部分的零部件都是自制的。如车身上的大、中、小冲压件都是在自家冲压工厂生产的，车身上的各焊接总成也是在自家的焊装工厂制造，车轮总成的分装也是在总装工厂完成自动分装并自动输送至装配工位等。

2.生产纲领

是指汽车企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，一般按年度生产纲领做规划或制订计划。比如要规划一个年产各类汽车40万辆生产纲领的基地，不仅基地内的各生产工序都要按同样生产纲领进行设计和运行，基地外的配套厂家也应该具备同样的生产和供货能力，而且整车的销售渠道也必需畅通，也就是产、供、销都要达成同样的规模才能保证生产纲领的实现。

生产纲领与作业班次、生产节拍、工作天数、设备综合开动率等关联，作业班次有单班、双班、三班生产制。工作天数是指一年内除掉国家规定的节假日后的工作日，这是国家规定的标准工作日，但每家企业往往会有自己的工作日历。在进行工艺设计或安排生产计划时，一般以生产线一年总生产时间即年时基数做为满足生产纲领的一个重要条件，比如标准年时基数：251天*7.5小时*2班=3765小时，或251天*7小时*3班=5271小时；最大年时基数：300天*7小时*3班=6300小时。在做工艺设计或生产安排时，一般按年时基数5000小时做为输入条件较常见，实际工作时间可以通过加班进行调节。

3.生产节拍

生产节拍是指汽车制造流水生产中，相继完成两件制品之间的时间间隔，一般以秒计，比如一条生产线的节拍是60秒，是指每60秒就可以生产一辆车或部件。生产节拍是与生产纲领密切相关，（年时基数/生产节拍）*设备综合开动率=生产纲领。实际工作中为了更直观表达和方便计算，常常用每小时生产汽车的辆份数即JPH来表达 ，如一条60JPH的生产线就是表示该产线实际节拍为每小时生产60辆车，用每天计划生产的小时数乘60JPH就能得出日产量，用年时基数乘60JPH就能得到年总产量。

4.工艺合件

工艺合件一般是由工艺提出的将两个或两个以上单独设计的产品零件组合成一个供货模块的部件，并定义一个唯一的工艺合件号。汽车产品设计师在开发设计零部件时往往是根据功能要求进行分项设计，工艺上出于便于模块化供货、方便制造、更好地保证制造质量、更好的经济性等原因，往往会根据生产线的实际情况提出工艺合件定义需求申请，经相关部门研讨同意后，形成完整的车型工艺合件清单，并组织实施。，比较典型的合件有仪表板总成合件、座椅总成合件、车轮总成合件、前保险杠总成合件、后保险杆总成合件、顶棚总成合件、前托架总成合件、后托架总成合件等，车身前地板总成合件、后地板总成合件、及其它车身钣金件合件。

5.工艺性分析

是指在产品技术设计阶段，工艺人员对产品和零件结构工艺性进行全面审查并提出意见或建议的过程，工艺性分析是同步工程设计的一部分。主要包含产品结构是否可制造，是否有明显的制造质量风险、现有的设备能否满足要求、需要采取哪些工艺措施才能满足产品要求、需要补充哪些工具工装才能生产、该产品结构是否在其它车型上出现过质量问题、是否需要特殊的材料、生产线的通过性审查及改造方案、会否产生运动干涉、工具可达性核实等等，现在可以利用数字化工艺设计平台进行产品的工艺性分析，并进行虚拟验证和输出改善或改造的技术方案。

6.工艺规划

是指根据汽车产品设计图及其要求开展该产品的制造技术及制作工艺的方案策划及计划，包含产房、生产线、工艺设备、工装/工具、工艺流程及过程控制等的规划设计工作。工艺装备是指产品制造过程中所用的各种生产线、专机设备、智能工作站及工装夹具的总称。工装夹具设计是指包括生产车型所需的夹具、刀具、模具、吊具、托盘、量具、检具、辅具、工具和工位器具等技术设计及选型工作。而工艺设计则是根据工艺规划开展车型制造所需的编制各种制造工艺文件和设计工艺装备技术规格或图纸的过程，是工艺规划落地重要环节。

总之，新能源汽车制造工艺规划及设计需要有新的思维，在传统工艺的基础上确立新的目标，随着产品的创新进步，工艺的创新也必须更上一层楼，需要采取有效的工艺措施提质量、降成本、提效率、保安全，为新能源汽车使用安全上好保险锁，为提升产品竞争力增添力量。