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安全、可靠、耐久:高标准汽车动力电池的自我修养

2018-08-11
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安全、可靠、耐久:高标准汽车动力电池的自我修养

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首先在汽车“通往零排放”的道路上,电力驱动是必由之路。

性能优秀的动力电池,则依赖于电池系统核心技术与电池制造技术。 龙叔上周就深入到上汽通用的实验室和动力电池发展中心去深入了解别克VELITE6的动力电池技术及生产细节,收获颇深,与君分享。

动力电池系统对于新能源汽车的重要程度不言而喻,在暂时还体验不到别克VELITE6实车之前,我们先了解一下插电式混动车别克VELITE6动力电池是怎样打造的吧。

通用汽车目前已有3款新能源产品投放中国市场,包括凯迪拉克CT6插电式混合动力车、别克VELITE5增程式混合动力车及宝骏E100纯,前两款龙叔都有体验过。 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,插电式混动车别克VELITE6插电式混合动力车及其姊妹车型VELITE6纯电动车也将陆续上市。

定制的紧凑轻量化电池包别克VELITE6插电式混动车的动力电池组是围绕车身结构量身定制,整个电池包外观特征非常明显,由防火高强度复合材料构成的上盖和金属下盖组成,不仅大幅提升电池组的刚度、强度和耐久性,电池包能量密度也由此有所增长。

得由于更小的体积,车身内的乘坐空间也会因此更充裕。

我们都知道的活性会因温度变化而变化,为了始终让电池能工作在最舒适的工作温度里,别克VELITE6插电式混动车的动力电池采用了冬暖夏凉的液冷结构,并且是电芯级独立液冷系统,其工作温度范围宽达-30℃~55,环境温度适应性强。 专利片层液冷技术,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。 作为保持电池系统冬暖夏凉的核心部件——毛细管冷却片,厚度仅为毫米。

设计巧妙的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。

有了液冷之后,电池包的密封异常重要,IP67级防水防尘密封设计已是同类最高等级,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。 电池系统试验室别克VELITE6插电式混动车动力电池组,是由上汽通用汽车动力电池系统发展中心组装生产,龙叔有幸参观到了生产制造的全过程,近距离体验到全球领先的电池组智能生产线和组装工艺。 在实地组装过电池模组之后,龙叔体会到了电池模组的复杂程度,深刻感觉到自动化势在必行。

上汽通用汽车动力电池系统发展中心电芯和模组的上料、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%,避免人工操作带来的误操作和质量不稳定,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/搬运过程中精度在以内,极大提高了产品的装配效率、准确性和质量稳定性。

在装配工序后,还通过压力控制复查确保整体质量的稳定性。

每一个关键零件都可智能追溯我们可以看到每一个零部件都有一个二位码,习惯性用手机扫码之后,扫出来的结果是一组连贯的数字,这些数字其实就是这个零部件的“身份证”;通过数字化技术的应用,不仅在装配过程中实现了零部件数据的实时采集、监控和预警,还能通过产品信息追溯系统,可精准进行后续追溯。

电池装配过程中分电芯、模组和电池组三个级别,都需要分别进行功能性、电性能和电气绝缘等安全检测和评估,保证电池装配线安全生产和出厂产品质量。

其中电池组的电性能测试需要通过高热灵敏度、-20℃~+350℃超宽温度范围的红外热成像探测技术,实现非接触的全产品轮廓范围内的实时温度变化监测,确保别克VELITE6动力电池系统的质量和测试安全。

高压互锁安全防护体系在别克VELITE6插电式混动车的动力电池出厂之前,还需要通过多重严苛测试,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。

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VELITE6车型上,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。

若发生碰撞事故,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。 得益于高标准安全设计,别克VELITE6插电式混动车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。 总结从小小的一片电芯到组装成电池单体再组装成整套电池包,在先进的自动化工厂内,工人的数量甚至要比我们参观者都要少,自动化生产最大限度地规避了人为造成的不稳定因素,生产无论从效率还是品质管控,都有着极大意义。 先进的电池工厂对于一步步走向零排放之路的汽车厂商来说,是根基式的,上汽通用汽车动力电池系统发展中心作为通用汽车全球第二家电池组装机构,该中心对标美国布朗斯敦电池组装工厂,严格遵循全球统一的生产流程和技术标准。

通用汽车全球执行副总裁兼通用汽车中国公司总裁钱惠康先生就表示中国对于实现‘零排放’的愿景至关重要。 龙叔已经开始对别克VELITE6迫不及待了。

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