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用造车的方式造电池,参观上汽通用电池动力系统发展中心

来源:电驹 浏览次数:989 发布日期:2018-04-24

当前,新能源汽车技术突飞猛进,电动化,智能化,网联化,共享化也成为全球汽车发展的潮流。在电动化领域,三电系统是核心技术,其中,动力电池又是核心中的核心。因此,整车厂自建电池工厂被视为布局未来的关键环节。目前,能够自建电池工厂的汽车品牌屈指可数。在汽车电动化方面,无论是研发历史还是全产业链布局,通用汽车都是一个无法绕过的角色。

通用汽车与电动技术

1987年的时候通用的电动汽车就已经技压群雄,以压倒性的优势夺得了在澳大利亚举行的”World Solar Challenge"比赛冠军。随后,通用的工程师于九十年代到世纪之交时研发出了民用电动汽车Impact和EV1,但是通用方面却没有将电动汽车大规模推广,甚至主动取消了生产计划。

通用当时做出这样决定的原因是加州空气资源管理委员会拟出台法规,规定汽车厂家必须出售一定比例的零排放车型,否则将面临巨额罚款。通用汽车为了顾及在传统汽油车领域的利益,把很多电动技术雪藏了,因为他们担心“通用的电动汽车技术太超前,过早推向市场会促使加州政府出台更严苛的排放法规,影响燃油车的销量和利润”。

就在通用汽车战略性雪藏电动车技术的时候,来自日本和中国的竞争对手没有停下脚步,逐渐在电动汽车技术方面实现新的突破。这时,通用汽车回过头来,将电动汽车提升至新的战略高度,及时启动了沃蓝达项目。

因为通用汽车的电动汽车技术储备充足,沃蓝达项目从2006年4月被批准到2010年年底实现量产只用了4年半的时间,比传统汽车项目缩短了9个月。因为那些提前储备的技术,工程师在研发雪佛兰沃蓝达的时候说道:”沃蓝达项目不需要任何新的发明,我们已经拥有了所需要的技术。

用造车的方式造电池

通用汽车方面向电驹表示,自己在电动汽车方面有深厚的积累和先进的技术,并且将百年造车经验融入至电池生产,同时向电驹介绍了其最新的电池工厂和最新电池技术。

2014年,通用在上海浦东金桥的凯迪拉克工厂厂区内建设了全球第二家以及北美之外第一家电池装配工厂,全面应用北美电池装配厂一致的组装工艺和技术标准。从此,上汽通用汽车拥有了自动化程度高、产品线全面、生产工艺全球领先的动力电池装配智能工厂,同时这里还配备了电池系统实验室,拥有独立研发,及进行满足多种标准的试验认证能力。“装配制造+研发+试验”,这样全面的职能让“电池动力系统发展中心”名副其实。

上汽通用的电池工厂用造车的方式造电池,将模块化的制造理念应用于通用独立研发的动力电池组制造过程。与传统汽车制造过程的相比,通用电池工厂高度自动化和数字化、智能化。激光焊接,超声波焊接、3D扫描这些最先进的造车黑科技也被用到动力电池制造上。

生产工艺亮点解读

智能化制造看似属于生产效率方面的问题,实际上与用户使用体验息息相关。因为生产工艺能切实影响到产品的一致性以及可靠性,先进的生产工艺能够有效减少用户后期使用的麻烦。

大家都知道,电池组由很多单体电芯组成,众多单体电芯需要通过焊接的方式连接在一起,如果焊接工艺不到位,轻则引起电池系统断电故障,重则焊点脱落,容易引发起火爆炸事故。

上汽通用的工厂采用超声波极耳焊接技术,无熔焊缺陷,就是说不需要像传统焊接技术一样产生金属焊点,也就没有脱落风险。上汽通用的这种超声波极耳焊接技术依靠工业机器人在视觉系统引导下准确定位,自动操纵超声波焊接头,完成电芯正负极极耳的焊接,使电池模组形成串并联电路,焊接精度和质量都有更保证。

电芯电极焊接完成之后,在与热管理系统的散热片和外壳组成电池包的过程中,上汽通用的电池工厂运用了激光焊接与质量3D扫描技术,系统会利用全自动高精度的三维激光束扫描焊缝,通过计算机计算,重建数字化三维图形模型,实现非接触式的无检测焊接质量检测,最后用超高速激光完成焊接。这项技术的最大意义在于,每一个电池包都能得到高质量的焊接,不会出现因摆放位细微置偏差等因素导致的不良焊接,能保证电池包牢固性和稳定性。

电池组设计亮点解读

除了工艺上的优势,上汽通用的电池在设计上也有独到之处。根据适配车型的不同,上汽通用的电池组共有风冷与液冷两种热管理结构。

在凯迪拉克CT6 plug-in这种插电式混合动力车型上,电池组需要大功率充放电,上汽通用采用了更适合大功率放电的液冷电池组。这种电池组的单体电池间隔布置了金属散热片(厚度为1 mm),散热片上刻有流道槽供冷却液流动,电池高温时带走热量,低温时加热线圈可以加热冷却液使电池升温。

如此一来系统可以使CT6的电池组的温度维持在相对恒定的状态下,大大提高了电池性能、寿命及工作稳定性——每100万个单体电池单元的故障低于2个,有力地支持了8年的电池组寿命保证期。上汽通用对整车夏季、冬季验证的结果表明,在测试温度为电池组-30度~+85度,整车环境温度-40度~+55度范围内,车辆整体性能依然能够得到保证。

在凯迪拉克XT5 28E AWD这种微混车型上,电池和电机只是作为辅助动力,放电功率不大,因此上汽通用方面采用了占用空间更小的风冷电池组。通用的工程师利用BMS电池管理系统的控制模块与整车管理交互,对电池组进行更高效的管理,保证了电池可以不受限制地在绝大多数工况下满功率运行,同时使得电池组的高低温充放电性能表现优异——高温存储30天能量损失小于1.5%,零下20摄氏度存储30天能量保存大于90%,有效避免了自放电导致的能量损失——这对于节油非常重要。

坚持自建工厂

除了设计与工艺的独到之处,上汽通用在生产制造体制上也有创新。与很多其它品牌与电池供应商合资建设电池工厂不同,上汽通用采用了独资自建工厂的方式,产品专门为通用放下的车型提供量身定制服务,一来能更好的匹配,实现整车空间利用最大化,二来能够有效控制质量成本。

比如凯迪拉克CT6 plug-in插电混动车型,官方指导起售价为55.88万元,汽油版的凯迪拉克CT6 40T车型起售价为59.99万元,二者的性能基本持平,插电混动车型的价格甚至比燃油版的还要低,而且还有免购置税、免费牌照等优惠,这从侧面印证了上汽通用自建供应体系的优势。

另外值得一提的是,CT6的纯电续航里程为80km,而同级别的德系豪华品牌插电混动车型只能做到30-50km左右的纯电续航里程,这从另一个角度证明了上汽通用自建电池工厂的优势——专门为自己的车型提供量身定制服务,不同部门的工程师协调工作方能将整车的性能最优化。此外,上汽通用自建的电池工厂可以对电池质量进行更严格的把控,使得凯迪拉克车型可以为电池组提供不限里程的质量保证。

上汽通用还向电驹表示,依托于充足的技术储备和研发能力以及自建的电池工厂,上汽通用将在合资企业中率先完成覆盖轻混、全混、插电混动、纯电动的全系新能源车国产化,三大品牌都会有插电或纯电产品,并推广48V微混技术。接下来到2025年上汽通用会逐步普及纯电动技术。

标签:  新能源汽车
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