强调安全性和可靠性 别克微蓝系列动力电池解析

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强调安全性和可靠性 别克微蓝系列动力电池解析

作为新能源汽车技术的关键部分,动力电池的整体工艺水准和性能直接影响了产品的竞争力,而作为别克品牌电气化战略下的重要产品,微蓝7 (配置|询价)纯电动SUV和微蓝6插电式混动车采用了别克全新一代的模块化高性能三元锂离子电池组,从安全性、可靠性和耐久性方面,别克进行了更为深入的研究。

电池技术解析
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通用对锂离子电池的温度管理、电池组模块设计和电池封装技术进行了深入研究,针对于微蓝7和微蓝6 PHEV两款车型的不同特征,对它们的动力电池组进行了专门开发。两款车型均采用新一代高度集成式模块化设计,在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、电池封装技术等方面的零配件进行了单独设计,并且由不同的电池生产线进行生产。

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相比于通过电池供应商的整体电池包采购,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。

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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。

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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,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,而且在车辆涉水时也保证电池组的安全运转。

而微蓝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,充分保障整车和电池包的强度安全。

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在电池组系统的安全性方面,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,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。

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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℃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。

全自动化生产工艺
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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。

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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。

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。

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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。

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。

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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。

总结
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从产品的研发和整体电池技术特性来看,微蓝系列新能源车型让别克在电气化产品竞争中增加了几分优势,而如何能够在销量上与同级别车型以及造车新势力所抗衡,微蓝依旧需要经得起时间的考验。

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(责编:赵晨)

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