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别克Vilite6电池技术解析,软包结构电芯,生产、测试已实现本土化

By 洁白的希望 •  2018-07-08 15:02 •  16次点击 短消息


去年9月中旬,通用汽车在其中国园区举行了一场新闻发布会,通用汽车董事长兼首席执行官玛丽•博拉 (Mary Barra) 女士向中国媒体介绍了通用汽车的“零事故、零排放、零拥堵”愿景。这其中,零事故和零拥堵的达成将需要自动驾驶、网联化等多方面技术协同实现,就目前来看,距离量产还相对遥远,而与零排放直接相关的电气化技术已经进入了实质性的商业化阶段。

上汽通用汽车动力电池系统发展中心


在中国政府的强力政策推动下,通用汽车占地面积32520平方米的动力电池系统发展中心已经在上海浦东金桥工厂完工,这座总投资16亿元人民币的电池装配中心将在上汽通用旗下大量纯电及插电车型提供电池包。最先使用国产电池包的车型就是在今年北京车展亮相的别克Velite6 PHEV。


别克Velite 6:针对本土需求设计的通用电气化车型,后排空间更大, 可享政策补贴

Velite 6 PHEV在今年4月北京车展首发, 是继VELITE 5后别克推出的第二款全新新能源量产车型,其核心技术基础同样来源于第二代沃兰达。使用1.5L自然吸气发动机+电动机的组合,配结构极其复杂的EVT电控无级变速箱,未来还将推出纯电版车型。



相比于Velite 5,Velite 6 PHEV在结构方面最重要的进化是改变了动力电池包的形状和安装位置。Velite 5几乎全盘沿用了第二代沃蓝达的设计,动力电池被封装在一个T字形结构中,布置在中央通道和后排座椅下方。这样做的好处,是可以在大体保持内燃机车型布局结构的同时,安装尽可能多的电池。得益于此,Velite 5的电池组总容量达到了18千瓦时,纯电续航里程可达116公里。但其问题在于,T字型结构极大侵蚀了后排乘坐空间。即便只坐2人,Velite 5的后排体验也不理想,这显然不符合中国市场的消费者需求。


Velite 5底盘结构,电池布置于中央黑色T字型结构内


Velite 6 PHEV底盘结构,电池位于车尾银色电池包内,不侵占车内空间


而Velite 6 PHEV的电池组布置在车辆后备厢下方,容量只有10千瓦时,体积也更小。虽然目前该车内饰尚未解密,我们也没有机会对其进行体验,但可以预想,后排空间与体型相近的传统内燃机车不会有任何区别。作为代价, Velite 6 PHEV的纯电续航里程也会比Velite 5大幅缩减。尽管别克目前尚未公布该项数据,只在新闻稿中强调了其总续航里程达到700公里,工信部标准油耗仅1.4升/百公里。但根据电池容量不难推算,其纯电续航里程应该恰好超过50公里的补贴线。



目前上汽通用在中国市场的新能源产品序列包括凯迪拉克CT6 PHEV,XT5 28E,别克君越 30H,雪佛兰迈锐宝XL混动以及别克VELITE 5等众多车型。虽然这些车型整车已经实现了国产,可是它们所使用的电池包仍然需要依赖进口,而从下半年上市的Velite6 PHEV开始,通用旗下电动车型将逐渐装配本地化生产的电池包组件。这意味着Velite 6 PHEV将可以享受国家对新能源车型的现金补贴。

Velite 6电池包解析:软包电芯,全自动组装生产

在电芯选择上,Velite 6 PHEV没有使用类似特斯拉的圆柱电池或类似宝马i系列、蔚来ES8等车的方型电池,而是使用与日产聆风相似的软包电池。由于使用复合铝膜作为电池的外壳,它在重量上比金属硬壳的柱状电池和方型电池更轻,内阻更小,形状的设计也更灵活。另外,就目前看来软包电池能量密度的提升空间也更大。


Velite 6 PHEV车型使用的软包电池


部分使用软包电池的车型甚至可以省去液冷系统,直接依赖风冷。不过Velite 6 PHEV仍然保持了液冷系统,并且为每一个电池单元都设计了独立的散热单元。通过零件拆解,我们可以清晰看到电池组堆叠单元的结构。每个黄色模组框架内,都安装有一包电池电芯、一片冷却片和一片隔热泡面。其中冷却片为通用汽车专利技术,厚度仅0.2毫米,内部带有极为细微的冷却液导流槽。冷却液可在流道槽内流动带走热量,也可以通过线圈加热冷却液,使电池升温,即使电池在低温环境下保持性能。


MINI堆垛单元


模组框架


冷却片


冷却片厚度仅2毫米,内部有供冷却液流动的导流槽


模组总成


车辆行驶过程中,每一个堆叠单元的工作情况都会被实时监控。用于电压电流温度检测模块的模块安装在模组总成的上部,两个这样的总成通过黄色线束串联,形成Velite 6 PHEV完整的电池组结构,封装在复合材料电池包外罩内。


Velite 6 PHEV电池包外罩壳


和大部分成熟车企一样,上汽通用选择外部采购电池电芯,自己生产组装电池包的方式。在动力电池系统发展中心里,从电芯拆出包装上料,到完整的电池包形成,几乎可以全部自动化完成,只有模组接线部分需要人工操作。通过数字化技术的应用,电池组的每一个关键零部件都建立了完备的产品信息追溯系统,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。


电芯从黄色包装中取出,开始进入组装流程


超声波焊接技术焊接电极


黄色线束的安装是电池包生产过程中

几乎唯一需要人工操作的环节


按照上汽通用官方说法,这座动力电池工厂里规划的产品线包括液冷和风冷电池组装配线,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。


通用上海动力电池系统发展中心内的实验室可以完成几乎所有动力电池研发阶段的性能测试,测试数据与美国实时共享。但火烧、碰撞等安全实验仍需在美国进行

Velite 6 PHEV只是开始,上汽通用更多新能源车型即将登场

如果不出意外的化,Velite 6 PHEV在今年第三按季度即将上市,纯电版车型将在2019年面世。同时,Enspire纯电SUV的量产版本也将与消费者见面。在双积分政策压力下,新能源车的热度将迅速从自主品牌蔓延到合资品牌和豪华品牌。 疯狂的政策倾斜是否真能帮助中国汽车实现弯道超车或许还有待时间检验,但至少对消费者而言,更多、更好的新能源汽车产品是实实在在的。


本文作者

车威编辑:何樵


一个潜伏汽车媒体圈多年的伪车迷


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