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别克微蓝7纯电动SUV和微蓝6插电式混动车 动力电池系统解析

2020年08月30日 18:08:08    来源:    类型:转载    编辑:环球汽车网    评论:0

需要经过怎样的设计,才能赋予电池系统真正领先的核心技术?

需要经过怎样的锻造,才能确保电池系统在恶劣环境下的安全性、可靠性以及耐久性?

 

动力电池系统是新能源汽车电气化技术的关键部分,其优秀的性能表现离不开电池系统开发验证与电池生产制造技术的有力支撑。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,别克微蓝7纯电动SUV和微蓝6插电式混动车搭载的新一代模块化高性能三元锂离子电池组,汇集通用汽车在电池研发、设计、制造和认证等领域数十年体系化的积累与前沿技术的优势,并得到上汽通用汽车动力电池系统发展中心智能化制造体系的保障,打造出业界最高标准的安全性、可靠性以及耐久性动力电池系统。

别克微蓝7纯电动SUV和微蓝6 插电式混动车

核心技术领先行业  “三高”优势树立新标杆

通用汽车长期致力于高性能锂电池的开发与生产,在温度管理系统、电池组模块设计、电池封装技术等关键领域掌握领先技术并拥有众多专利。微蓝7和微蓝6 PHEV的动力电池系统严格按照通用汽车全球最高标准的动力电池开发、设计与试验验证流程,根据新车的定位和需求进行专门开发。双车均采用新一代高度集成式模块化设计,在至为关键的电池组模块设计、电芯级智能温度管理系统、三电系统安全、电池封装技术等领域拥有全球领先且完整的核心技术,以高安全性、高可靠性、高耐久性树立行业标杆。

微蓝7(左)和微蓝6 PHEV(右)搭载新一代模块化高性能三元锂离子电池组

高比能、长寿命电芯

不同于大多数车企只是单纯地向电池供应商购买电池进行组装,上汽通用汽车秉承通用汽车深度参与电芯开发的理念,与电池供应商长期合作开发电池。别克微蓝7和微蓝6 PHEV选用的三元锂电芯,是基于LG化学领先的技术方案基础上,进一步优化了专属配方与设计,能量密度更高,寿命更长,并具有更好的温度适应性,使得电池组循环寿命得以充分保障。

别克微蓝7的电池组还采用了更多保障安全和寿命的细节设计,如电芯间使用泡棉隔绝散热,缓解电芯后期充电时的膨胀;在电芯框架与散热片使用长螺栓紧固,保证电芯的堆叠稳定性。

电芯级智能温度管理系统

别克微蓝7和微蓝6 PHEV动力电池系统采用了通用汽车专属的电芯级智能温度管理系统,并根据两款车各自的结构、造型、性能和其他需求进行了度身定制。其中,微蓝7在每两片电芯间布置一块导热片,导热片直接与电池组底部的水冷结构相连,可根据电池工况实现主动冷却或加热,从而实现出色的温度均一性和优秀的低温放电性能。同时电池组底部的水冷结构的进出水管采用双流道蛇行设计,也能对电池模组的温度管理带来更多裨益,保证了电池组在-35℃~55︒C的宽泛环境温度下工作性能稳定。

微蓝6 PHEV电池组拥有通用汽车专利的片层液冷技术,每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片,厚度仅为0.2毫米,冷却液可在毛细管道里流动,更高效地加快热量的传导,有效保证了电芯性能的一致性。其环境温度适应范围宽达-35℃~55︒C,能带来更长久的使用寿命和更加稳定的性能。

高强度集成化的结构安全设计

微蓝7和微蓝6 PHEV的动力电池包根据新能源平台正向研发,度身定制,大量应用先进的轻量化复合材料,使得电池包造型更紧凑也更轻薄,为车身预留了更宽裕的空间。降低重量的同时,微蓝7和微蓝6 PHEV还为电池包提供了更高强度的结构防护:IP67级密封设计,可保证最高要求的防尘和水下1米浸泡30分钟的防水性能,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。

微蓝7电池包底部还采用带加强筋的钢制托盘设计,确保轻量化的同时,合理的结构设计为电池组的碰撞安全性带来保障。而且微蓝7车身采用高性能BFI一体化车身结构,高强度钢材应用比例高达78%,A柱、B柱、铰链柱内板、雪橇板、前后纵梁等地方都使用了抗拉强度达到1500Mpa的超高强度热成型钢(PHS),充分保障整车和电池包的强度安全。

电池组系统安全性

微蓝7和微蓝6 PHEV全方位打造电池组系统、高压系统的安全防护,让用户开起来更安心、更放心。

别克微蓝6 PHEV前舱中的高压线束均采用横向出线,保证在碰撞中高压线束的完整,在关键区域特别采取高压线束包裹防割袖套,有效提供双重保护。同时,高压线束的连接部分都采用二次锁结构,避免高压线的松脱及误触碰;此外,高压线连接的零部件外壳都采用双路接地设计,杜绝因内部绝缘破坏而引起的触电事故。

别克微蓝7具有智能充电保护、充电口双路温度检测、智能故障提醒、碰撞自动断电、电量自动均衡等电池组管理技术,无论行车、充电时,都能够做到对动力电池的电压、温度、电流等状态进行监控,出现问题时会在车内、车外和后台云端协同报警;此外,当发生碰撞后,高压系统能同时满足“电压安全评价”、“电能安全评价”、“物理防护安全评价”、“负载绝缘电阻评价”四项要求,超过国标(国标仅要求满足四选一)。其双重冗余的主动断功能,能在碰撞后1秒内断开继电器、5秒内完成主动放电电压降低到60V以下(国标要求为60s),并可在车外强制关闭高压系统和气囊系统,确保事故后救援安全。

安全、耐久性试验认证

通用汽车在美国和中国都有独立的电池实验室,当中设立了自己的电池试制生产线,用于电池原型开发和各类型的试验认证。在每一款电池投放市场前,通用汽车会在电池实验室里进行3-5年的电芯验证与测试。

微蓝7和微蓝6 PHEV的电池通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验,其中振动试验时长是国标的9倍,高低温交变试验时间是国标的10倍,腐蚀强度试验的时长达到国标的12倍,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。电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面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。

电池系统试验室

智造体系赋能  生产管理严标准、高品控

上汽通用汽车动力电池系统发展中心于2015年在上海浦东金桥成立,是通用汽车全球第二家及北美之外第一家电池装配中心,与通用全球同步专攻电池系统的设计、研发、测试、生产等,规划产品线覆盖轻混、全混动、插电混动(含增程式)、纯电动等全系新能源车电池组。其采用与通用汽车北美一致的、全球领先的组装工艺、技术标准和品控管理,基于自动化、数字化、网联化智能制造体系,为上汽通用汽车全面发力新能源战略提供可靠保障与强大助力。别克微蓝7和微蓝6 PHEV搭载的新一代模块化高性能三元锂离子电池组,正是在这里完成组装生产。

上汽通用汽车动力电池系统发展中心

工艺操作自动化率100%

电芯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%,避免人工操作带来的安全风险,确保每个电池模组产品的一致性,提升了电池的质量可靠性。

电芯上料

高规格工艺精确度

电芯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0.1mm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。

电芯堆垛

可智能追溯关键零件

通过数字化技术的应用,微蓝7和微蓝6 PHEV的电池组电芯、模组堆叠电子元件、高压线束等每一个关键零部件,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,确保生产有序进行,而且还通过完备的产品信息追溯系统,拥有各自的“身份证”,可精准进行后续追溯。

电池工人扫描零部件信息

超声波极耳焊接

采用先进的超声波焊接技术焊接电芯极耳,不仅无熔焊缺陷,而且可针对不同的材料,采用不同的超声波焊接技术。其优势在于不会对半导体等材料引起高温污染及损伤,减弱了极耳撕裂风险,保证了电芯的安全性,尤其是便于焊接类似于铝、铜这类高热导率及高电导率的材料。该项技术由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,使电池模组形成通路。

超声波极耳焊接图

三连测三层级,生产质量全线保障

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,确保微蓝7和微蓝6 PHEV动力电池系统的质量和测试安全;通用汽车专利的焊接电阻检测设备可以进行模组焊接质量检测,若发现焊接存在虚焊、漏焊等情况,则由人工补焊对该点位进行补焊;为了确保别克微蓝6 PHEV的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点,在模组装配线还会采用质量流量法进行泄露测试,提高测试精度的同时更缩短测试时间。

模组泄露测试

依托通用汽车全球领先的电气化技术和经验积淀,上汽通用汽车在电池研发、设计、制造和认证上均具有强大的实力,为别克微蓝新能源产品的动力电池带来具有行业一流品质、超高的安全性和可靠性优势。这既是微蓝7和微蓝6 PHEV卓越的性能表现、宁静畅快的驾驶体验的核心来源,更重要的,也成为消费者买得放心、用得安心的最佳保障。

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