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2020-08-22

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通用:电动车电池安全不只是拿来主义

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8 月 21 日,我们受邀参观了通用在中国的电池实验室与生产工厂。

通用作为主机厂并没有直接生产电芯,而是选择与 LG 合作开发,中国的电池实验室的主要工作是提供电池安全的各项测试。

而生产工厂主要是模组车间,因为电芯是 LG 提供,所以通用要做的就是最后模组的制造。

电池实验室

按照上汽通用的说法,动力电池的安全是电动汽车整车安全的重中之重,虽然与 LG 合作开发动力电池,但是动力电池安全绝不是拿来主义,只依靠供应商做电池安全远远不够。

通用汽车在美国和中国都有独立的电池实验室,并且设立了自己的试制生产线,用于电池原型开发和实验认证。

和国际上通用的做法一样,上汽通用会对电池温度、衰减和性能做一些实验测试,然后通过数据优化电池设计。

但里面有一道验证比较有意思,就是他们会把每一款将要投放市场的电池进行一个耐低温高温测试,就是把整备的电池包放到一个测试车间,然后进行冷热交替实验,试验温度最低可达 -40︒C,高温可达 85︒C,整个验证过程可以持续 5 - 6 个月时间。

目前中国实验室和北美的实验室是互补关系,因为有些更复杂的测试需要在北美进行。

电池包生产工厂

这个工厂是通用在全球第二家电池装配工厂,主要的工作是专攻电池系统的设计、研发、测试和生产。

其实就是电芯到 Pack 的整体制备,电池供应商把设计好的电芯给到主机厂,主机厂按照车型需求设计合适的 Pack。

这里面虽然没有涉及电芯生产,但 Pack 的生产对于工艺要求也是非常高,通用的工厂整个制造流程或者说制造过程和其他自产电池 Pack 的主机厂大同小异。

但其中有几个点给给我的印象比较深刻。

高工艺精度

这个表现在电芯堆垛和电池模组装配工艺中。

通用的堆垛是由电芯框架、两块软包电芯、一块隔热垫板和一块内置的水冷板组成,而这样组成的是一块单体电芯模组,而电池模组是由这些单体电芯模组组成,比如蔚蓝 7 的电池 Pack 就使用了 5 块电池模组。

而电池模组就是由电芯堆垛成组后的产品,因此如果排列不齐,通过压紧件成组的时候,就会容易出现电芯的短路等问题。

而上汽通用的生产机器人每一次的上料和下料以及搬运过程中精度可以控制在 0.1 mm 以内。

超声波极耳焊接

单体电芯成组后形成较大的电池模组,但这个时候电池模组是还没有形成电通路的,只有把电芯的正负极极耳进行焊接,这样电池模组就可以形成通路。

而关键就在焊接工艺上,一般这种工艺会使用到的是激光焊接,但是激光焊接是通过对金属片进行灼烧让极耳贴合在一起。

这样的坏处就是,极耳是不同材料,焊接冷却就会形成别的物质在上面,增大电阻,以及还会有焊渣产生。

如果焊渣不清理,对电池有极大的安全风险。

超声波焊接,是通过超声波震动,产生温度,使金属变软,接近熔点,但有绝对不到熔点,这样的焊接,不会有金属变化的电化学反应。

为了保证动力电池内部电化学的一致性,通用采用的是对工艺要求极高的,超声波焊接技术。

从战略上来看,通用正在加速电动化的步伐,除了上面实验室,上汽通用还在建设一座可以用于更加复杂测试的实验室,届时中国将有两座电池实验室,并且成互补作用,来保证电池的验证。

别克在中国市场的首款纯电 SUV 微蓝 7 已经上市,预计到今年年底通用还会在中国推出 10 款新能源车型,到了 2023 年通用在中国市场的新能源车型总数会达到 20 款,到了 2025 年别克、雪佛兰、凯迪拉克三大品牌旗下所有车型都要实现电气化。

因此,电池安全是一切目标实现的基础。

通用已经发布了全新一代的电动平台 BEV 3,未来也将覆盖所有品牌的全线产品,未来电动汽车的发展还是一年胜过一年的,别管这么多,声音要大,钱要花,技术要快速部署和尝试。

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