作為一名曾在通用汽車(chē)待了快7年的工程師,我把通用在電氣化的過(guò)往戰(zhàn)略分為幾個(gè)階段。
遠(yuǎn)古階段:開(kāi)始EV1的開(kāi)發(fā)
之前和我對(duì)口的工程師就是趕上這一波的東風(fēng),很順利地做到了8級(jí)專(zhuān)家工程師,這批車(chē)雖然收回銷(xiāo)毀了,但是通用的光榮歷史,這段時(shí)期最大的特點(diǎn)嘗試了很多新技術(shù),電池用的是鉛酸電池。
▲圖1.通用第一代電池
探索的第一階段(2010-2014):
圍繞Volt和BEV1兩代車(chē)同時(shí)開(kāi)發(fā),Volt和LG開(kāi)發(fā)PHEV電池,BEV1和A123開(kāi)發(fā)LFP電池。這個(gè)階段是在美國(guó)奧巴馬政府支持下大舉進(jìn)攻的態(tài)勢(shì),圍繞PHEV為重心開(kāi)發(fā),整個(gè)電池系統(tǒng)基本是在之前T型電池系統(tǒng)上做完善;在BEV上根據(jù)Spark的車(chē)型做后橋的定制。
▲圖2.通用的第二個(gè)階段,四個(gè)電池包
重復(fù)自我的第二階段(2014-2016):
這個(gè)階段開(kāi)發(fā)Volt Gen2,并且在Volt Gen2上做了HEV,并且規(guī)劃了P1P4的混動(dòng)系統(tǒng)。在BEV2開(kāi)發(fā)了Bolt EV,并且把它作為對(duì)標(biāo)Model 3 3.5萬(wàn)美金的戰(zhàn)略車(chē)型,這款BEV2的電池包一開(kāi)始讓LG Chem來(lái)設(shè)計(jì),中途接手,中間還有100miles和200miles來(lái)做一個(gè)選擇,最后留下200miles也就是大家看到的。
間隔年(2017-2018):
這個(gè)階段迷茫期,主要看不到北美的開(kāi)發(fā)重心,這也是我離開(kāi)的階段,在2016-2020年的規(guī)劃階段,這個(gè)是應(yīng)對(duì)空窗期。
第三階段(2019年之后):
這個(gè)時(shí)候通用開(kāi)始全力去開(kāi)發(fā)BEV3,同時(shí)規(guī)劃奧特能平臺(tái)。
▲圖3.奧特能平臺(tái)主打電池成本低
在國(guó)內(nèi)使用的是方殼電芯,在技術(shù)路線的選擇上,通用在中國(guó)也是走的三元路線,因此隨著電芯能量密度提高,熱失控防護(hù)方面主要有幾塊:
1)每片電芯之間的間隔都采用隔熱材料來(lái)進(jìn)行防護(hù);
2)電芯泄壓閥的上方都用了云母片進(jìn)行阻隔,這樣電池模組的上蓋還是塑料的;
3)集成化的冷卻也可以幫助電芯提高平時(shí)和熱失控狀態(tài)的散熱。
▲圖4.奧特能電池隔熱和防火的設(shè)計(jì)
最新拿到的細(xì)節(jié)包括:
● 電池正極材料采用原位涂層比原有的NCM811熱穩(wěn)定性提升10%,化學(xué)體系是三元正極配高容量石墨負(fù)極(355mAh/g);
備注:我猜測(cè)這個(gè)也是Ni 55的化學(xué)體系。
▲圖5.感覺(jué)這個(gè)電池的壽命是非常長(zhǎng)的
● 這個(gè)電池包估計(jì)是最耐撞的了,電池包里面采用多根1500MPA 超高強(qiáng)度鋼橫梁進(jìn)行加固(12模組是5根橫梁,10模組4根,8模組3根)。
上蓋總成采用1500MPA超強(qiáng)側(cè)邊防護(hù)梁,托盤(pán)總成采用1000MPA的底部防護(hù),其實(shí)換句話來(lái)說(shuō),電池殼體特別重。
▲圖6.這個(gè)電池包的強(qiáng)度是特別強(qiáng)
● 防火隔絕措施上在電芯間使用更厚的氣凝膠,并且電池上蓋內(nèi)置氣凝膠防火毯,在電池包上配置了大面積防爆配合獨(dú)特的排氣通道,可以迅速排出高溫氣體。
▲圖7.氣凝膠的設(shè)計(jì),是每個(gè)電池一片
▲圖8.模組上蓋里面配置了排氣通道、云母片
▲圖9.泄壓閥的設(shè)計(jì)
● 熱管理層面為每個(gè)模組都配置了集成式獨(dú)立液冷板。電池包內(nèi)部高壓元器件具備在電芯熱失控后防止拉弧設(shè)計(jì)。
▲圖10.獨(dú)立的水冷板
當(dāng)然這套系統(tǒng)的最大亮點(diǎn)還是在于全球首個(gè)乘用車(chē)?yán)锩娴臒o(wú)線電池管理系統(tǒng),也使得電池系統(tǒng)減少了90%的線束,把大量采樣環(huán)節(jié)的線纜約束在模組環(huán)節(jié)。主要采用氣壓、電池溫度和電池電壓三種參數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)電芯,識(shí)別出問(wèn)題會(huì)立即采取降溫緩解措施。
小結(jié):我個(gè)人覺(jué)得方殼電池為了安全,做到后面大家都做的差不多,稍微有點(diǎn)無(wú)趣。