在电动汽车与电气化技术方面,通用汽车一直都走在行业的前列。早在1996年,通用就推出了业内首款量产的电动汽车——EV1。此后,通用又相继推出了多款代表性的新能源产品,包括雪佛兰Volt沃蓝达增程式混合动力车和全球首款拥有超长续航里程的雪佛兰Bolt纯电动车。
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EV1
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雪佛兰Volt沃蓝达增程式混合动力车
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雪佛兰Bolt纯电动车
2017年,通用公布了其走向纯电动化的路径。当然,在当前环境下,通用不会一蹴而就的直接将旗下车型全部改为纯电动汽车,而是沿着传统燃油车→混合动力汽车→纯电动汽车的路线稳步前进。中国作为新能源汽车最活跃的市场,同时也是通用最重要的市场,无疑成为了通用电气化战略的核心。
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凯迪拉克CT6 插电式混合动力
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迈锐宝XL 混合动力
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别克Velite 5增程式混合动力
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宝骏E100纯电动
目前,通用已在中国推出了多款混合动力车型,涵盖了弱混合动力、强混合动力、插电式混合动力、增程式混合动力以及纯电动汽车这几大类技术。通用计划到2020年发布10款新能源车,此后三年,在华新能源产品总数将进步一扩大,到2023年实现翻番,最终实现其“零事故、零排放、零拥堵”的美好愿景。
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对于纯电动汽车而言,电池技术无疑是至关重要的一环,通用汽车在这方面一直有着不错的口碑。6月6日,通用汽车邀请众多媒体参观了其新建成的动力电池系统发展中心。
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插电式混动车别克VELITE 6
下面,我们就从工厂的视角出发,来了解一下别克新推出的插电式混动车VELITE 6的动力电池的相关特点和制造过程。
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VELITE 6动力电池系统
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每个电池包内有两个电池模组
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每个模组由52个MINI堆垛单元组成
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MINI堆垛单元
模组框架 液冷电芯
泡棉 冷却片
每个MINI堆垛单元由模组框架、液冷电芯、泡棉、冷却片四部分构成。
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温度对于电池综合性能的影响是十分明显的,在其他条件相同的情况下,谁能将电池的工作温度控制好,就能获得更稳定、优异的电池性能。
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由上面的电池结构可以看出,VELITE 6的动力电池系统采用了业界唯一的电芯级独立液冷系统,使电池组散热循环能够精准分布到每个电芯单元进行冷却,确保整片电芯温差控制在2℃以内,有效保证了电芯的一致性。同时,其工作温度范围宽达-30℃~55︒C。
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而实现这一技术的关键部件——毛细管冷却片,是保持电池系统冬暖夏凉的核心部件,其厚度仅为0.2毫米。冷却片导流槽在电池上均匀分布,冷却液可在流道槽内流动带走热量;还可通过线圈加热冷却液,使电池升温。即使在极端寒冷环境下,也能确保电池处于最适宜的工作温度。
对于电池的散热,业内普遍的做法是模组级冷却,像通用这样将温度控制精确至每一片电芯的程度,确实是目前业内唯一。
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芯片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操作全部由机器人或机械手智能完成,自动化率达到了100%。避免人工操作带来的误操作和质量不稳定,确保了每个电池模组产品的一致性和可靠性。
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液冷-完备的产品信息追溯系统
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液冷电芯堆叠
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液冷-超声波焊接
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一旦发生碰撞事故,VELITE 6电池的高压互锁安全防护体系会检测到高压零件的接插件是否松动或者高压线是否切断,并及时采取对应措施,智能切断电池继电器和输出电压,防止漏电发生。
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电压电流温度检测模块(VITM模块)
得益于高标准安全设计以及严格的试验检测,VELITE 6的动力电池系统即使受到挤压,也不会导致电芯电极接触、高压线路短路或冷却系统泄露等风险发生,有效防止二次事故伤害。
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VELITE 6电池包火烧测试
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同类最高等级的IP67级密封设计,不仅将任何尘埃固体物杜绝在外,而且在车辆涉水时亦保证电池组的安全运转。
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VELITE 6的动力电池系统通过多重严苛测试,包括数千项零部件与子系统测试项目,并且针对每个潜在危害,至少有3条独立安全保护措施,以确保电池系统安全,达到生命周期内系统失效率小于<10-8/h,高于行业普遍水平10倍以上。
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电池系统试验室(温度测试)
通过电池系统挤压测试、机械冲击、外部火烧测试、过充保护、短路保护、耐久及防水浸泡测试等,并在温差范围-40℃~85︒C的环境舱下,模拟极热、极寒、高海拔地区的使用工况,确保电池结构安全。动力电池系统组装到别克VELITE 6 车型上,也会经历百余项系统与整车测试,确保电池组在更长生命周期使用过程中的安全性。
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通过本次工厂实地探访发现,通用在动力电池系统上的确没少下功夫,液冷技术以及100%的自动化装配工艺令人印象深刻。通用对于动力电池系统的要求为“高安全性、高可靠性、高耐久性”,就目前来看,他们确实在向着这个目标稳步前行。
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