中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為別克品牌電動(dòng)化的重要落子，今年年初，通用汽車(chē)發(fā)布了新插電式混動(dòng)車(chē)別克 VELITE 6。
VELITE 6 發(fā)售之后就引起了關(guān)注，主要幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)集中在其使用的 PHEV 插電式電驅(qū)技術(shù)，搭載高性能三元鋰電池組、EVT電控智能無(wú)極變速箱、和1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，綜合油耗1.4L/100km，綜合續(xù)航里程達(dá)到了700km。
上汽通用動(dòng)力電池系統(tǒng)發(fā)展中心及電池工廠，也差不多同時(shí)正式投運(yùn)。該工廠產(chǎn)品線包括液冷和風(fēng)冷電池組裝配線，覆蓋輕混、全混動(dòng)、插電混動(dòng)（含增程式）、純電動(dòng)等全系新能源車(chē)電池組，而VELITE6專(zhuān)用液冷動(dòng)力電池包也在該工廠生產(chǎn)。
延續(xù)通用一貫的“高安全性、高可靠性、高耐久性”的原則，這一電池包根據(jù) VELITE 6 定位和需求專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)，采用了通用汽車(chē)新一代高度集成式模塊化設(shè)計(jì)，集電池組模塊設(shè)計(jì)、BMS電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)（液冷）、電池封裝技術(shù)等于一體。
那么，別克動(dòng)力電池系統(tǒng)及動(dòng)力電池包到底是怎樣實(shí)現(xiàn)組裝的？鈦媒體得以走進(jìn)上海通用的動(dòng)力電池系統(tǒng)工廠，一探究竟。
在工廠中，整個(gè)電池包生產(chǎn)都在全自動(dòng)化流水線拼裝完成，由高精度機(jī)器人和專(zhuān)業(yè)的電氣工程師安裝，同時(shí)要經(jīng)過(guò)三道電測(cè)試以及三道泄露測(cè)試通過(guò)后才能正式下線，拼裝到整車(chē)上。
當(dāng)然，鈦媒體編輯體驗(yàn)“徒手組裝”的過(guò)程（見(jiàn)上面視頻），和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程差別很大。
該動(dòng)力電池包由 104 個(gè)電芯組成，并帶有智能控制“大腦”—電子元器件和繼電器部件。其中，高效電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)和可靠的BMS電池管理系統(tǒng)是這個(gè)電池包的核心技術(shù)。
百余個(gè)電芯分為兩組，每組52片。每?jī)善娦窘M成一個(gè) mini 堆垛單元，并通過(guò)流水線焊接在一起形成一組模塊。電芯與電芯之間由鋁制冷卻片隔開(kāi)，冷卻液通過(guò)注水口注入，填充冷卻片上的“毛細(xì)管”，循環(huán)流動(dòng)，控制整個(gè)電池包的熱量，使整車(chē)工作溫度范圍寬達(dá)-30度至55攝氏度。兩組模塊由線束接入電壓電流溫度檢測(cè)模塊（VITM模塊），也就是上述視頻中的“黑匣子”——這一模塊也就是整個(gè)動(dòng)力電池包的“大腦”。
接來(lái)下會(huì)接入繼電器；BMS系統(tǒng)能夠通過(guò)傳感器及軟件對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行高精度估計(jì)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的均衡能力，實(shí)時(shí)高壓能量與功率管理，以及智能充電。
第一步，電池模組拼裝——全自動(dòng)堆垛流水線
那么，104個(gè)電芯如何組成兩組模具？答案是通過(guò)拼裝成一個(gè)一個(gè)的mini堆垛單元后，再由超聲波技術(shù)將mini堆垛單元焊接在一起，組成整個(gè)模組。
mini 堆垛單元?jiǎng)t有液冷電池、冷卻片、隔熱泡棉、重復(fù)框架組成。
由右邊液冷電芯、隔熱泡膜及冷卻片堆疊進(jìn)重復(fù)框架即構(gòu)成了左邊一個(gè)mini堆垛單元。
液冷電芯與風(fēng)冷電芯在外形上略有不同，液冷電芯的一面外表附有凹槽——流道槽。在電芯表面及冷卻片上設(shè)置流道槽能夠讓電芯與冷卻片緊密貼合。也能讓冷卻液在槽中流動(dòng)，控制溫度。
值得一提，每一片液冷電芯上都會(huì)有對(duì)應(yīng)二維碼，整個(gè)安裝生產(chǎn)過(guò)程能夠全程溯源。
液冷電芯裝配稱(chēng)mini堆垛單元的過(guò)程
一個(gè)mini堆垛單元的安裝順序是：先放入一個(gè)電芯，流道槽面向下，再放入隔熱泡棉，緊接著放入另一塊電芯，將流道槽面向上，放入冷卻片使之能夠緊貼液冷電芯上的流道槽。
這樣的安裝順序，能使得每個(gè)mini堆垛單位之間由鋁制冷卻片隔開(kāi)。
冷卻片厚度僅為0.2毫米，看上去薄薄一層，但功能十分強(qiáng)大。冷卻液通過(guò)模組上的注水口注入，填充冷卻片上的“毛細(xì)管”，循環(huán)流動(dòng)。冷卻液可以在流道槽內(nèi)流動(dòng)帶走熱量，也可以通過(guò)線圈加熱冷卻液，控制整個(gè)電池包的熱量，使整車(chē)工作溫度范圍寬達(dá)-30度至55攝氏度。
這即是通用汽車(chē)動(dòng)力電池先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)。通用汽車(chē)熱管理系統(tǒng)主要分為液冷、風(fēng)冷兩種。顧名思義，液冷即采用冷卻液控制電池溫度的方式。VELITE 6搭載的即為業(yè)界唯一的電芯級(jí)獨(dú)立液冷系統(tǒng)。這一套系統(tǒng)能夠使電池組散熱循環(huán)精準(zhǔn)分布到每個(gè)電芯，確保整片電芯溫度控制在2℃以內(nèi)，有效保證了電芯的一致性。
在真正工廠流水線上。整個(gè)堆垛過(guò)程為100%全自動(dòng)流水線。并添加了多道檢測(cè)步驟。
裝配前的第一步就是針對(duì)電芯的檢測(cè)。通過(guò)高精度機(jī)器人將電芯抓取到流水線，并進(jìn)行第一道電檢測(cè)以及第一道泄露檢測(cè)。這一步的目的是檢測(cè)每一片電芯是否合規(guī)。
在檢測(cè)合格后，高精度機(jī)器人會(huì)按照上述順序組成mini堆垛單元。并將多個(gè)mini堆垛單元堆疊成更大的電芯單元。
由mini堆垛單元構(gòu)成的一組模塊，里面包含52個(gè)電芯（拍攝/鈦媒體編輯 趙宇航）
對(duì)應(yīng)工業(yè)流水線上，高精度機(jī)器人進(jìn)行電芯堆疊
芯片堆垛和電池模組裝配過(guò)程中，機(jī)器人每一次上料、下料、搬運(yùn)過(guò)程中精度都在0.1-0.2mm以內(nèi)，極大提高產(chǎn)品裝配效率、準(zhǔn)確性及質(zhì)量穩(wěn)定性。
裝配工序后，下一道步驟仍然是檢測(cè)——即整個(gè)流水線過(guò)程中的第二道泄露測(cè)試；將對(duì)模組進(jìn)行壓力控制復(fù)查，保證整體質(zhì)量的穩(wěn)定性。該檢測(cè)測(cè)試目的在于檢驗(yàn)兩大模組之間連接沒(méi)有泄露問(wèn)題。
電池組泄露測(cè)試
第二步，焊接——超聲波焊接流水線
接下來(lái)就是將極耳焊接至模組上，使兩組模組組成的電池模組形成通路。
圖示即為極耳（拍攝/鈦媒體編輯 趙宇航）
超聲波焊接
超聲波極焊接技術(shù)焊接極耳可以規(guī)避熔焊的缺陷，而且可以針對(duì)不同的材料采用不同的超聲波焊接技術(shù)。在上汽大通的流水線上，高精度機(jī)器人在視覺(jué)系統(tǒng)引導(dǎo)下準(zhǔn)確定位，自動(dòng)操縱超聲波焊接頭，完成電芯正負(fù)極極耳焊接，并安裝上匯流板，使電池模組形成通路。匯流板（ICB板）的作用類(lèi)似導(dǎo)線，使得兩組模具能夠互聯(lián)互通。當(dāng)然，在焊接完成后依然有檢測(cè)工序——三維掃描和電阻測(cè)量。最后在打進(jìn)四組長(zhǎng)螺絲釘和端板固定整個(gè)模組。
隨后，在整個(gè)電池組互聯(lián)互通后，將會(huì)對(duì)整個(gè)電池模組進(jìn)行第二次電性測(cè)試——二級(jí)電測(cè)試。在本次電性測(cè)試中，主要會(huì)監(jiān)測(cè)以下幾個(gè)方面：第一是每一片電芯的電壓值，第二是整個(gè)電池組的電壓值，最后會(huì)對(duì)完整的電池組進(jìn)行大量充放電模擬實(shí)驗(yàn)。以保證能夠得到一個(gè)安全、穩(wěn)定、高一致性的電池組。
第三步：人工裝配電氣部件，上蓋
在整個(gè)穩(wěn)定、高一致性的完整模組下線后。則進(jìn)入到人工裝配階段。人工裝配主要由電氣工程師完成一些復(fù)雜電氣部件安裝，包括高壓線束、低壓線束、冷卻水管、加熱管及電壓電流溫度控制模塊（VITM模塊）、接觸器總成（BDU）的安裝。
下圖中黑色的長(zhǎng)方形匣子即整個(gè)動(dòng)力電池包的“大腦”，在這個(gè)黑匣子中，有不少傳感器、集成電路并搭載控制軟件。電壓、電流、溫度信號(hào)通過(guò)線束傳遞至VITM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和控制。黑色的兩個(gè)粗管線即冷卻水管，冷卻液最后通過(guò)該管道從進(jìn)水口進(jìn)入電池組，從出水口中流出。
線束等電氣設(shè)備安裝示意圖
在整個(gè)安裝完成后，則進(jìn)入到第三道檢測(cè)工序——第三級(jí)泄露測(cè)試及第三級(jí)電性測(cè)試，監(jiān)測(cè)整個(gè)電池組的性能與安全。
在整個(gè)電池裝配過(guò)程中，一共有三連測(cè)在三個(gè)層級(jí)上全線保障了整個(gè)VELITE6動(dòng)力電池包生產(chǎn)質(zhì)量。
從上面的描述可以看出，整個(gè)流水線對(duì)電芯、模組、電池組三個(gè)級(jí)別，都進(jìn)行了功能性、電性能和電氣絕緣等安全檢測(cè)和評(píng)估。
其中在三級(jí)電池組性能測(cè)試上，整個(gè)電池包需要通過(guò)高熱靈敏度、-20℃至350℃超寬溫度范圍的紅外熱成像探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非接觸的全產(chǎn)品輪廓范圍內(nèi)的實(shí)施溫度變化檢測(cè)。同時(shí)這一檢測(cè)還確保工人不會(huì)誤入檢測(cè)工位，一旦檢測(cè)到人立即會(huì)發(fā)出警報(bào)，確保安全生產(chǎn)工。
整個(gè)電池包上蓋后下線
最后一步即上蓋，上蓋采用高強(qiáng)度V0級(jí)SMC復(fù)合物材料。整個(gè)動(dòng)力電池包就完成了。
同期，鈦媒體編輯還參觀了通用汽車(chē)在上海的動(dòng)力電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。上文中所描述的液冷電芯大部分性能測(cè)試就在這里完成。動(dòng)力電池?zé)o疑是新能源汽車(chē)的靈魂部件，而通用汽車(chē)選擇將動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室、并將量產(chǎn)車(chē)動(dòng)力電池工廠放置在上海，可以見(jiàn)得通用汽車(chē)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的重視程度。數(shù)據(jù)顯示，截至今年5月，通用汽車(chē)在華新能源車(chē)產(chǎn)品的累計(jì)純電動(dòng)行駛里程已超過(guò)7500萬(wàn)公里。
據(jù)記者了解，通用汽車(chē)“2016年至2020年間在中國(guó)市場(chǎng)推出10款新能源車(chē)”這一計(jì)劃正在有序推進(jìn)中，接下來(lái)，公司將進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品布局，預(yù)計(jì)到2023年在華新能源車(chē)型總數(shù)將再翻一番。目前，通用汽車(chē)旗下已有3款新能源產(chǎn)品投放中國(guó)市場(chǎng)，包括凱迪拉克CT6插電式混合動(dòng)力車(chē)、別克VELITE 5增程式混合動(dòng)力車(chē)及寶駿E100純電動(dòng)車(chē)。別克VELITE 6插電式混合動(dòng)力車(chē)及其姊妹車(chē)型VELITE 6純電動(dòng)車(chē)也正陸續(xù)上市。
通用汽車(chē)全球執(zhí)行副總裁兼通用汽車(chē)中國(guó)公司總裁錢(qián)惠康（Matt Tsien）先生鈦媒體等人表示：“中國(guó)對(duì)于實(shí)現(xiàn)‘零排放’的愿景至關(guān)重要。我們將繼續(xù)拓展在中國(guó)市場(chǎng)的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品布局，并在電氣化解決方案、續(xù)航里程以及車(chē)身設(shè)計(jì)等方面為消費(fèi)者提供豐富多樣的選擇?！?
（本文首發(fā)鈦媒體，作者/趙宇航）
