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上汽通用别克-VELITE 5

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传统车企怎么造新能源车?通过Velite 6的电池找答案

2018年06月08日 11:02:20
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来源:凤凰网汽车 作者:房力耕

凤凰网汽车 6月6日在上海举办的“别克蓝新能源技术公开课”上,我亲手组装了一台别克Velite 6的动力电池组件。说起来,做了这么些年汽车媒体,工厂没少参观,能如此真实的体验一线生产制造确是头一次。

不过,这台费尽心思小心翼翼组装的“成品”,永远没可能出现在任何一台别克Velite 6上。因为从工业制造的角度,这是个彻头彻尾的不合格品。

产品的一致性和可靠性,需要全自动的生产提供保障

所以别指望在这听到什么纯手工打造或者一人一机之类的浪漫故事。事实上,别克Velite 6的动力电池诞生于一条近乎完全自动化的生产线。特别是在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100%。

整个工厂只有十几位技师负责监控检测机器的运转流程,以及个别不适合机械操作的步骤采取人工组装。高度自动化的生产流程最大化避免了因为人为失误带来的质量隐患,这样才能确保每个电池模组产品的一致性和可靠性。

芯片堆垛和电池模组装配工艺中,机器人每一次的上料/下料/搬运过程中精度在0.1-0.2mm以内,产品的装备效率、准确性和质量稳定性都是人工难以达到的水准。而即便是如此精准高超的生产流程和工艺,在每一道工序后还有严谨全面的检验测试环节。

每一个动力电池单在生产过程中,要分别对分电芯、模组和电池组阶段进行功能性、电性能和电气绝缘等安全检测和评估,在安全检测和生产工艺上的苛刻态度,既是保障电池装配线安全生产,也为保证出厂产品的质量可靠。

这座电池工厂搞生产,也搞研发和测试

除了为别克Velite 6生产动力电池的流水线,这座工厂里同时还生产其它上汽通用旗下新能源车型的动力电池。2016年建立的上汽通用汽车动力电池系统发展中心是继北美布朗斯敦电池组装工厂之后,通用汽车集团在全球开设的第二座动力电池组装机构。

这里生产的动力电池遵循通用汽车集团全球统一的生产流程和技术标准,产品覆盖轻混、全混动、插电式混动、增程电动车和纯电动车。凯迪拉克XT5轻混、别克“双君”全混动、迈锐宝XL全混动、凯迪拉克CT6插电式混动、别克Velite 5增程电动车、Velite 6插电式混动车和纯电动车的动力电池,都诞生于这座工厂。

除了生产高品质的动力电池,上汽通用汽车动力电池系统发展中心的研发实验室还专注于锂电池的技术创新及商业化应用。通用汽车的研发团队开发全新的电池材料与单体电池设计,并通过制造模型加以验证。这些研究成果不仅造福于中国市场,还在全球范围内广泛应用。

比如Velite 6使用的动力电池最近才投入生产,但其电池的研发和验证早在数年前就启动。为了确保整个电池达到最佳性能和最高安全水准,通用汽车要求单体电池在投入量产使用前要经过至少3-5年的测试验证,以便充分了解电池的各项性能与单体电池的化学成分,对电池包的安全性、耐久性、功率水平及能量密度了如指掌。

你会发现,和近两年突然兴起的造车新势力们相比,通用这样的老牌车企在推进新能源车领域发出的声音显得低调保守,但大多数人并不知道,他们早就在电池研发和验证领域做了大手笔的投入和布局。比如这次参观的电池实验室的规模和能力,在国内的主机厂里首屈一指。

和手机的锂电池不同,车用动力电池要求对电控和温控苛刻得多

看完工厂再说回即将上市的别克Velite 6,这款插电混动车使用通用新一代模块化高性能三元锂离子电池组。锂电池大家肯定不陌生,手机和笔记本电脑上都用。当然,只要用电池,往往都和电量焦虑形影不离。

iphone的锂电池性能衰减已经让全世界人民够不放心了,相信你也遇到过电量还剩20%却突然莫名其妙关机。还好,这顶多带来些不方便或小沮丧,但如果是电动车,续航显示还剩20km却突然莫名断电,恰好你还在行驶在盘山公路上,是不是很可怕?

再换个角度,手机用一年换新很正常,但车买来往往得用好几年,再加上汽车更严酷的使用场景和使用环境,你是否担心开上两三年的电动车就会出现严重的电池性能衰减?这样一来,车的实用性、转卖价值势必将大打折扣。

所以,同样是锂电池,车用动力电池可不是把一大堆电芯、电池组简单的叠加在一起。它需要一套极其复杂和严谨的电池管理系统,能精准测算电池状态、精确的电芯均衡能力、实时高压能量和功率管理以及智能充电策略以减少电池过充过放引起的损伤。

先进的BMS电池管理系统就是为此而生,此外要实现超长的电池寿命,它还需要高效精准的电池热管理系统。

全球唯一的片层液冷技术,精确温控到每一个电芯

别克Velite 6搭载的液冷动力电池组和凯迪拉克CT6插电混动车类似,使用的是业界唯一的片层液冷技术。这项GM专利技术的核心是在各个电芯之间插入厚度仅为0.2mm的毛细冷却片,通过迷宫管道里循环的冷却液迅速带走电池工作时散发的热量。

相比其它新能源车厂使用的电池模组级冷却方案,通用的片层液冷技术可以更精准、更细致的控制到电池组内每个电芯的温度,确保整片电芯温差控制在2℃以内,有效保证电芯的一致性。而这给整个动力电池组的安全、可靠和耐久性能带来的极大的好处。

此外,片层液冷技术在寒冷环境下还可以通过加热线圈让冷却液升温,均匀提升电池组内部温度,保证在低温环境下动力电池也处于良好的工作环境。

对于电动车,动力电池的电性能往往取决于所有电芯中的‘短板’,而通用汽车的解决方案是通过精准的BMS电池管理系统和热管理系统最大程度的消除短板电芯,利用先进技术实现整个电池组性能达到最佳并能长时间维持出色的工作状态。

技术是实现“零排放”愿景的基础

通用汽车从上世纪90年代就开始“触电”,在新能源车领域20多年的探索和研究,不仅是电池电控技术的积累和延续,也让通用汽车的新能源车业务紧密遵循传统汽车注重研发、验证、解决一切问题再导入生产销售的流程。

在越来越多所谓造车新势力进入争夺新能源车市场的大环境下,作为传统车企的通用汽车依旧偏好脚踏实地,研发先行。将所有试错环节留在实验室里,确保进入市场的产品是完善、安全和值得信赖的。

正如通用汽车中国公司电气化总工程师高珍妮女士所说,通用始终秉持的理念是一举成功而非事后弥补。依靠扎实的技术储备,坚持一开始就把事情做对、做好。

这需要具备扎实的技术能力,才能打造安全、耐久的新能源车,才能为消费者提供强劲的性能表现和安心的驾乘体验。技术,才是实现“零排放”一切美好愿景的基础。

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责任编辑:房力耕 PA020

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