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一款优秀的电动车 需要一个什么样的电池平台?

  • 作者: 3车道
  • 2021-12-06 10:56
  • 746

别克微蓝,就这么来电

谈论电动车,如果不讨论电池,总觉得缺少点什么,今天我们谈谈上汽通用别克微蓝7纯电动SUV的电池系统。

上汽通用别克微蓝7纯电动SUV ,纯电续驶里程500公里(NEDC)、百公里电耗13.1kWh,在主流合资车企里,应该是续驶里程最长的电动SUV, 决定续驶里程有很多因素,电池是核心一环。

2019年美国电动车电池衰减排名(使用1年)

2019年,Geotab收集了6300辆在美国使用的电动汽车数据,作了一项统计,在使用一年之后,电池电量将会衰减多少,整个榜单来看,通用汽车第二代电动平台打造的Bolt车型的电池容量并未发生任何衰减和退化,排在第一位,电池衰减最严重的车型是三菱欧蓝德PHEV,电池容量损失4.1%。

电动汽车的电池不是简单的电池包累加,需要长时间的积累Knowhow,从电化学、电芯配方、电芯设计、电池包串并联集成、热管理、电池健康(寿命)管理等一系列设计,这些促成了我们看的高安全性、高效率、高能量密度、低衰减等性能,这里面有三个关键维度:电池平台化设计、电池系统设计、电池的安全属性。

电池平台化设计

电池平台的设计最先是电芯技术路线的选择,通用汽车第二代电动平台采用了三元锂电(镍钴锰),在电芯选择及电极配方上,通用汽车联合LG化学进行了深度发掘。

在平台的设计上,别克微蓝7搭载的新一代模块化高性能三元锂离子动力电池,选用全球顶级品牌LG化学的高能比长寿命电芯,288个电芯组成的电池组容量为55.6kWh,高能比的电池包还大量采用复合材料进行轻量化集成设计,令整个动力电池组的能量密度与循环寿命处于业内一流水平,因此能带来百公里13.1 kWh的优异电耗量。

别克微蓝7动力电池组结构

早期受限于零部件的可选择性,特斯拉汽车的电池平台选择更差一些,早期采用了松下18650圆柱电池,以特斯拉Model SP85D为例,其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。因此特斯拉电池组板由7104节18650锂电池组成。

特斯拉18650电芯

显而易见,控制288个电芯和控制7000多个电芯,后者无论是效率、集成难度、控制难度都更高一些,特斯拉后续升级了21700,整个电芯的数量减少的有限,可能在不远的未来,特斯拉在电池平台的选择、电芯技术路线的选择,估计也要回归最新的市场上。

特斯拉18650圆柱电池平台

通用汽车在电池的投入和投资,非常巨大,与特斯拉和松下的合作类似,2019年,通用汽车宣布将携手LG化学大规模生产电池单体,双方将投资23亿美元组建一家全新的合资企业,分别持有50%的股份,计划将在俄亥俄州东北部的劳德斯顿(Lordstown)地区建造电池单体制造工厂,采用全套最先进的制造工艺,年产能将达到30吉瓦时电量。

电池的系统设计(热管理系统、安全属性)

电池的系统设计关键是热管理的设计和安全设计,这些如何设计不好,就会发生各种事故,如何设计一款系统避免热失控,在任何情况下,碰撞、掉水里都不会出问题的电池系统就极其关键。

在热管理方面,通用汽车和特斯拉都表现出色,别克Model 3都采用了乙二醇液冷,同时在冷却器中使用制冷剂,制冷剂又与HVAC系统相连,都属于主动冷却的方法。

特斯拉Model 3热管理

从冷却中枢Superbottle中输送出的冷却液分为两路,首先是经由冷却器然后为电池包进行冷却,第二路是经过散热器为电气系统进行冷却。

别克在电池最关键的热管理方面,做的非常出色,电池组采用通用汽车独有的电芯级智能温度管理系统,其中的水冷系统“深入基层”,在每两片电芯间布置一块散热片,散热片直接与整包水冷结构相连,实现对每一片电芯进行精确的温度控制,同时水冷系统的进出水管采用双流道蛇行设计,确保能充分冷却电池模组。

通用汽车第二代电池平台

先进的电芯级智能温度管理还具备电池的主动冷却与加热功能,实现出色的温度均一性和优秀的低温放电性能,保证了电池组在-25~55℃的宽泛环境温度下工作性能稳定,并且延长了电池寿命。

通用汽车Volt冷却板

通用汽车第二代电动平台双层冷却板

当然这里面有很多知识,通用汽车在业内比较有名的双层冷却板,无论是设计还是工业都有很高的门槛。

在安全设计方面,别克整个动力电池组拥有先进的结构安全设计,譬如电芯间使用泡棉隔绝热扩散,有效缓解电芯寿命后期的膨胀。

别克微蓝7电池组保护框架

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,带加强筋的钢制托盘为电池组的碰撞安全性带来保障,极耳冲压超声波焊专利技术大大降低了极耳撕裂的风险,进一步提升了电芯安全性。

别克微蓝7

与此同时,别克也经历了极为严苛的通用汽车全球新能源安全试验认证,包含挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验,其中振动实验时长是国标的9倍,高低温交变实验时间是国标的10倍,腐蚀强度试验的时长达到国标的12倍。同时,系统还具备智能充电保护、碰撞自动断电、电量自动均衡等电池管理技术。

当然,一款优秀的电池平台是一款优秀电动车的基础,正是种种优秀技术、先进工艺的使用,让我们消费者真正改变了对电动汽车固有的印象。

内容由作者提供,不代表易车立场

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