雷锋网按,毫无疑问,动力电池系统是新能源 汽车 电气化技术最关键的部分。同时,随着电动 汽车 市场大门进一步打开,近年频发的电动 汽车 自燃事件也无不在挑动公众的神经。
「如何让电池变得更安全」,成为了各大厂商致力去回答的难题。
8月 20 日,雷锋网有幸前往上汽通用 汽车 动力电池发展中心参观。作为别克品牌“电动化、网联化、智能化、共享化”战略布局的重要落子,别克微蓝 7 和微蓝 6 PHEV 车型的电池组,以及电池组生产线的神秘面纱也由此揭开。
事实上,在 2019 年 4 月,别克就已经正式推出了微蓝 6 纯电动车型,这是别克在中国的首款纯电动产品。不过,当时这款车搭载的电池容量为 35kwh,NEDC 续航里程仅为 301km。
在刚刚过去的 7 月,别克推出微蓝 6 PHEV,搭载别克全新的 eMotin 智能电驱系统。同时期,纯电动 SUV 微蓝 7 问世,基于通用第二代纯电动平台,搭载 55.6kwh 电池组,NEDC 续航里程达到 500km。
不同于大多数车企单纯的向电池供应商购买电池进行组装,上汽通用 汽车 更偏向于深度参与电芯开发的方式,与电池供应商长期合作开发电池。
比如,上文所提到的别克微蓝7和微蓝6 PHEV选用的三元锂电芯,均在LG化学的技术基础上进一步优化了配方与设计,从而使电池的能量密度更高,寿命更长。
微蓝7(左)和微蓝6 PHEV(右)搭载新一代模块化高性能三元锂离子电池组
从某种程度上来说,温度异常是电池安全事故的最大的诱因之一。
对此,别克微蓝7和微蓝6 PHEV动力电池系统采用了通用 汽车 专属的电芯级智能温度管理系统,并根据两款车各自的结构、造型、性能和其他需求进行了度身定制。
微蓝7的每两片电芯间会布置一块导热片,导热片直接与电池组底部的水冷结构相连,可根据电池工况实现主动冷却或加热。电池组底部的水冷结构进出水管采用双流道蛇行设计,更利于电池模组的温度管理。而且,别克微蓝7的电池组还在电芯间使用泡棉隔绝散热,缓解电芯后期充电时膨胀,从而引发安全隐患。
微蓝6 PHEV电池组则采用了通用 汽车 专利的片层液冷技术,每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片,厚度仅为0.2毫米,冷却液在毛细管道里流动可加快热量的传导。
微蓝 6 PHEV 电池组冷却片
据介绍,这两款电池组的温度适应范围均在 -35℃~55℃。
在用材方面,微蓝7和微蓝6 PHEV的动力电池应用轻量化复合材料,因此电池包的造型比较紧凑轻薄,IP67级密封设计则可保证防尘,以及车辆在涉水时的电池组安全运转。
微蓝 7 电池包底部还采用带加强筋的钢制托盘设计,减小碰撞给电池组带来的伤害。整体车身方面,微蓝7采用高性能BFI一体化车身结构,高强度钢材应用比例高达78%,这也在很大程度上保护了电池包的安全。
通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室
在全天的参观中,雷锋网一共实地走访了两个地点——通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室和上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心-微蓝7和微蓝6 PHEV电池组生产线。
首先来说说电池实验室。通用 汽车 在美国和中国都有独立的电池实验室,当中设立了自己的电池试制生产线,用于电池原型开发和各类型的试验认证。在每一款电池投放市场前,通用 汽车 会在电池实验室里进行 3-5 年的电芯验证与测试。
据工作人员介绍,通用 汽车 在 10 年前就已开始对电池实验室进行投入。如今,微蓝7和微蓝6 PHEV的电池可在此通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验。此外,电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面百余项系统与整车测试。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心则于 2015 年在上海浦东金桥成立,是通用 汽车 全球第二家及北美之外第一家电池装配中心。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心
别克微蓝7和微蓝6 PHEV搭载的新一代模块化高性能三元锂离子电池组,正是在这里完成组装生产。
电芯堆垛和电池模组装配过程中,电芯和模组的上料、装配、运输和电池模组测试的全线工艺 *** 作全部由机器人或机械手智能完成,自动化率达到100% ;而且,机器人每一次的上料/下料/搬运过程中精度在0.1mm以内。
据工程师表示,整条生产线下来人工检验员的数量并不多,而且,他们只负责对机器的误 *** 作进行纠正。不过,这两条生产线现阶段并不忙碌,在雷锋网探访的当天下午甚至是「停工」状态。
通过数字化技术的应用,微蓝7和微蓝6 PHEV的关键零部件,不仅在装配过程中实现了数据实时采集、监控和预警,还通过完备的产品信息追溯系统,拥有各自的“身份z”。
比如,经过了全线无误的 *** 作的电芯外包装上会打印一个二维码,只有这些带有二维码的电芯产品才能下线,而且,通过扫描二维码还能对该电芯进行精准溯源,追溯产品在何时何地经过何人之手。
另一个技术亮点是超声波焊接。工程师向我们解释道,使用超声波技术来焊接电芯极耳无熔焊缺陷,而且不会对铝、铜等半导体等材料引起高温污染及损伤,减弱了极耳撕裂风险。
超声波极耳焊接
具体来说,该项技术由工业机器人在视觉系统引导下准确定位,自动 *** 纵超声波焊接头,完成电芯正负极极耳的焊接,使电池模组形成通路。此外,针对不同的材料,可以采用不同的超声波焊接技术。
除电芯之外,模组和电池组的安全测试的评估也不容忽视。为了确保别克微蓝 6 PHEV 的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点,模组装配线会采用质量流量法进行泄露测试,提高测试精度、缩短测试时间。
模组焊接质量检测方面,若设备焊接存在虚焊、漏焊等情况,则由人工补焊对该点位进行补焊。正如工程师此前所说的:
事实上,通用 汽车 在新能源上的投入远不止于此。
早在 1996 年,通用 汽车 就推出了纯电动车型 EV1,这款车让通用 汽车 成为了电动 汽车 领域真正意义上的先驱,但由于时机不宜,市场环境不成熟,在随后十余年里,通用 汽车 基本上「放弃」了电动 汽车 。
尽管近年来,通用 汽车 开始加大对纯电动 汽车 的研发投入,但仅仅只是从去年发布的别克微蓝 6 而言,NEDC 续航里程仅为 301km,4 个月后,通用 汽车 再次推出了微蓝 6 纯电动版的新增车型,搭载续航里程也增加至 410km——在电动 汽车 已经成为主流的今天,不少造车新势力已经突破了 600 公里续航,微蓝 6 在这一方面并不具备什么竞争力。
不过,通用 汽车 最近已经宣布推出 Ultium 电池系统和第三代全球电动车平台,别克微蓝 7 和微蓝 6 HEVP 也搭载了全新一代模块化三元锂电池组——通用 汽车 也算是迈出了好的一步。
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