绝缘片专利

2014年前后,国内逐渐涌现出一批新能源汽车制造企业。现在几年过去了,能活下来的公司好像不多了,很多只听到他们的“声”却听不到他们的“车”。看原因,除了资金不足等因素的影响,当然还有一个关键点,就是技术的研发不到位?对于新能源汽车来说,动力电池的研究是不可回避的障碍。

动力电池系统作为新能源汽车的“心脏”,不仅决定着一辆汽车的性能,也代表着整车企业电池制造技术的研究成果。通用这个老牌车企,几十年来一直在新能源领域苦苦挣扎。研究进展如何?有哪些核心成果?安全有保障吗?这些都是消费者关心的问题。直接参观工厂就能略知一二。

派克这次去“探厂”,主要针对别克微蓝7和微蓝6?实地参观了PHEV动力电池系统的研发、实验和制造过程。下面我们简单回顾下两款,都是今年7月上市的。其中,浅蓝色7纯电动SUV搭载55.6kWh电池组,续航里程500公里。微蓝6插电式混动车采用1.5L自然吸气发动机+双电机的动力组合,电机总功率达到131kW。

两车搭载的模块化高性能三元锂电池电芯,是在LG化学技术方案的基础上,进一步优化上汽通用独家配方和设计得到的,能量密度更高,使用寿命更长,温度适应性更好。

通用汽车在美国和中国拥有独立的电池实验室,在这些实验室中,它建立了自己的电池试制生产线,用于电池原型开发和各种类型的测试认证。上汽通用动力电池系统开发中心成立于上海浦东金桥,2015。它是通用汽车在全球的第二个电池组装中心,也是北美以外的第一个电池组装中心。专业从事电池系统设计、研发、测试、生产等。规划产品线涵盖轻混动、全混动、插电式混动(含增程式)、纯电动等所有新能源汽车电池。

在上汽通用电池实验室,派克看到了电池模块的具体结构,从一个小小的MINI堆叠单元,到一个完整的动力电池模块,需要科研人员无数次的测试。据悉,微蓝7和微蓝6?PHEV的电池通过了挤压、碰撞、浸泡、着火、过充、过放、短路、盐雾等10多种极限测试,在温差为-40℃至85℃的环境舱下模拟极热、极寒、高海拔地区的工作条件,保证了电池的结构安全。电池组还将接受100多项系统和车辆测试,涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能和其他方面,以确保电池组在其更长的生命周期内的安全性。

此外,别克微蓝7的电池组采用泡沫隔离电芯之间的散热,缓解了后期充电时电芯的膨胀;电芯框架和散热器用长螺栓紧固,以确保电池的堆叠稳定性。?

两车电池技术的亮点在于通用汽车独家电池级智能温度管理系统和安全系统。由于两车的结构、外形、性能等要求不同,上述系统的设计会有所调整,但总体思路差不多。

微蓝7在每两块电池之间布置了导热片,与电池组底部的水冷结构直接相连,可以根据电池工况实现主动冷却或加热,从而保证温度均匀性和低温放电性能。同时,电池组底部水冷结构的进出水管采用双通道蛇形设计,电池组在-35℃~55℃的环境温度下仍能保持稳定的工作性能。

浅蓝色6?PHEV电池组采用通用汽车专利的层状液冷技术,每两块电池之间夹有一片带毛细管液冷管的导热片,厚度仅为0.2毫米,冷却液可以在毛细管中流动,更高效地加速导热。此外,它的环境温度适应范围也在-35℃到55℃之间。

新能源汽车的防水防火性能一直备受关注,尤其是入夏以来,新能源汽车自燃事故不断发生,而今年的“洪水”让消费者更加关注车辆的安全防护程度。浅蓝7和浅蓝6?PHEV的电池组达到了IP67的密封等级,可以在1米的水下浸泡30分钟,保证了车辆涉水时电池组的安全运行。

值得一提的是,微蓝7电池组的底部还设计了带有加强筋的钢托盘,可以保护内部电池组在发生碰撞时不被挤压,从而最大限度地降低自燃的风险。除了电池托盘,微蓝7机身还采用了高性能BFI一体化机身结构,高强度钢材应用比例高达78%。a柱、B柱、铰链柱内板、滑板、前后纵梁等处采用抗拉强度为1500Mpa的超高强度热成型钢(PHS)。

别克浅蓝6?PHEV前舱高压线束采用横向引出线,保证碰撞时高压线束的完整性。同时,高压线束连接部分采用二次锁紧结构,避免高压线松动和意外触碰。此外,其双冗余主动断电功能可在碰撞后1秒内断开继电器,5秒内完成主动放电降压至60V以下(国标要求60s),并可强制关闭车外高压系统和安全气囊系统。

整个电池组生产车间员工总数比较少,也是因为引入了自动化操作。电池和模块的电池模块充电、组装、运输、测试全流程操作由机器人或机械手智能完成,自动化率达到100%,可靠性大幅提升。

当然,作坊的数字化率也很高。每一个关键部件都可以实现装配过程中的实时数据采集、监控和预警,在保证生产有序的同时,可以全面追溯产品信息。这些“身份证”将保留2年以上。

在生产线上,派克还注意到了一个不同于普通熔焊的机械部位,并询问这是一种超声波焊片焊接装置,与熔焊相比,不会对半导体等材料造成高温污染和损伤,降低了焊片撕裂的风险。在视觉系统的引导下,工业机器人精确定位并自动控制超声波焊接头完成电芯正负极耳的焊接,使电池模块形成通道。

在电池组装过程中,会分为电芯、模块、电池组三个层次,都需要分别从功能性、电气性能、电气绝缘等方面进行测试和评估。要保证别克蓝6?PHEV的液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统都没有泄漏点,模块流水线将采用质量流量法进行泄漏测试。至此,一套完整的动力电池模块组装完毕。

“探厂”的过程比较紧迫,只需要一天时间就能深入了解上汽通用动力电池技术的研究成果。但参观者可以通过实地参观工厂来感受微蓝7和微蓝6。PHEV在电池研发上投入了大量资金。同时,派克认为也存在一些不足。比如现场工作人员透露,两款车的电池组日产量只有30-60台左右,在未来销量提升的情况下,这个产能仍需进一步提升。

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