鉅大LARGE | 點擊量:502次 | 2021年11月24日
重性能而藐視補貼 通用對動力鋰電池“很認真”
上周參加了上汽通用Velite5媒體溝通會,內容很學術,我很喜歡,但是還是有些不太懂,雖然有問答環節,但是咱也不能太自私問太多問題是不。一般作為編輯,參加完活動,就要著手開始寫稿,雖然回去略晚,但還是在晚上重新溫故了下技術要點,并寫出一篇新聞稿。不過,其實自己并不滿意,因為通用的混動技術有太多值得深入挖掘的東西,根本不是一篇文章能說完的,所以就有了后面這幾篇文章。有人說我太敬業,其實只是我的工程師思維較重而已。
第一篇文章先從動力鋰離子電池開始。說到通用在動力鋰離子電池上的應用,那肯定要提EV-1,如它的名字一般,它是通用汽車研發并量產的第一款電動汽車,同時也為全球現代電動汽車技術奠定了基礎。當通用推出Volt(沃藍達)這款跨時代的增程式新能源汽車時,通用汽車公司副總裁羅伯特·魯茨就說到:“當年的EV-1算是打開了電動汽車的市場,Volt(沃藍達)的問世也是從中吸取了多寶貴相關相關經驗,EV-1創造了一個輝煌的成就。
動力方面,EV-1采用兩臺42kW三相感應電機作驅動,動力鋰離子電池是Delco德科公司供應的鉛酸蓄電池,總共32塊電池模組,每次充滿電后最大續航里程可以到90英里(144公里)左右,最高行駛時速為80英里(128公里)。后來,有缺陷的Delco鉛酸蓄電池被鎳氫蓄電池替代,續航里程也隨之新增到110英里(177公里)。可是,EV-1電動汽車還是會因為續航里程和充電時間給消費者帶來極大的不便,2000年,通用公司停止了EV-1的生產,標志著一代“神車”就此煙消隕落。
總結EV-1續航不足與充電時間過長的不足,通用在EV-1系列高科技技術的基礎上推出了Volt(沃藍達)插電式增程式混動技術,它不僅解決了新能源汽車續航與充電問題,甚至將新能源汽車的動力總成架構提高到混動的極致--那就是全車速工作最優區間。由于太過先進,沃藍達甚至獲得美國前總統奧巴馬的力挺,所以它的技術含量真的不是吹噓,有關這個,我會在后面的別克藍智能電驅那里詳細說明。
從EV-1的鉛酸電池與鎳氫電池,到了沃藍達,彼時,鋰離子動力鋰離子電池也趨于成熟,通用為自己的插電增程式混動系統選擇了LG化學的電芯。另外,凱迪拉克CT6混動與雪佛蘭Bolt也是采用LG化學電芯,雖然通用還未透露Velite5采用的電芯品牌,但我估計LG化學的可能性最大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Velite5的動力鋰離子電池采用了高能比長壽命型三元軟包鋰離子電池,擁有能量密度高、循環壽命長的特點。電池包由96個電芯串聯,然后兩個并聯一起,一共192個電芯,電池包重量為183Kg,總能量為18k?Wh,與凱迪拉克CT6插混的18.4相差0.4k?Wh,這與通用的動力鋰離子電池模塊化設計有關,下文會提到。
由于都是T型構造,我們可以假定CT6動力鋰離子電池布置來想象Velite5的動力鋰離子電池布局,如下圖,T型動力鋰離子電池布置在后排座椅后面與中央過道,一方面更能確保碰撞安全,另一方面是節省尾箱空間,但不足在于后排中央地臺過高,所以后排中間坐人就比較辛苦了。
動力鋰離子電池作為新能源汽車上重要儲能裝置,是混動/電動汽車的關鍵部件,其性能直接影響混動/電動汽車的性能。目前電池普遍存在循環壽命短、使用性能受溫度影響大等缺點,加之車輛空間有限,電池工作中出現的熱量累積,會造成各處溫度不均勻從而影響電池單體的一致性,從而降低電池充放電循環效率,影響電池的功率和能量發揮,嚴重時還將導致熱失控,影響系統安全性與可靠性。
而Velite5的動力鋰離子電池具備全球領先的BMS電池熱管理技術,通過片層式液冷結構有效保證電池系統的環境溫度適應性,整車在-30~60?C的環境下,電芯的各個部分都能得到一致的冷卻或加熱效果。其中冷卻與加熱是通過電芯之間的鰭片實現的,另外,為了靈活配置電池組的外形和容量,相應的電池組按照電芯進行了模塊化的設計。
水冷散熱鰭片
包含水冷散熱鰭片和電芯的電芯模組
電芯模組組裝成電池組的組裝示意模型
最后就是動力鋰離子電池的安全與衰減問題。在前兩年新能源汽車市場井噴之際,新能源汽車的一大堆問題也隨之顯現出來,最重要的就是安全問題,比如電動汽車各種自燃問題、三元鋰暫時不適合裝配在客車上等;還有,隨著新能源車主越來越多,很多車主都會反映用了一兩年電池衰減特別嚴重,本來可以跑一百五六十公里,實際可能一百公里都不到。
而這些明面上的問題恰恰是阻礙新能源汽車難以推廣的原因之一,不過,就像總理說的“危”與“機”并存,機會只給有準備的人,市場只為有準備的車企。
除了動力鋰離子電池一些常規測試,通用這套動力鋰離子電池采用模塊化設計,都配有單獨的液冷電池管理系統,在研發階段經過了7億英里純電動路試與12億英里累計路試,每100萬個單體電池單元的故障低于2,所以安全性問題有很大保障。另外,通用汽車的動力鋰離子電池在全球范圍內已積累了近20億公里的行駛里程記錄,沒有一例因為電池能量衰減原因返廠維修,表明它的衰減控制地相當好,至少在消費者的期望之上。
電動汽車時代點評
對Velite5的動力鋰離子電池要說的就是這么多,其實,真正好的東西,有太多值得去大書特書,而本文也只是拋磚引玉,希望未來能夠更多了解它的動力鋰離子電池設計亮點。
說完Velite5的動力鋰離子電池,我們再來聊下它的市場。根據我目前掌握的資料看來,Velite5已經進入新能源汽車推廣目錄,而且沒有因為采用韓國電池而被踢出,如下圖,在目錄上它被列為插電式混合動力汽車。所以,既然已經承認它的新能源汽車身份,那么新能源汽車的系列特權它也應該享有,比如上海的新能源牌照?
另外,電動汽車時代從上海經信委獲悉最新上海新能源汽車目錄,其中凱迪拉克CT6等6款車型無法取得新能源補貼,其原因應該是采用的電芯未進入動力鋰離子電池目錄,所以就無法獲得新能源補貼,而Velite5上市之后也是如此。然而,據上汽通用官方表示:通用不采用國產電池重要是因為國產電池在能量密度、一致性等性能上還有待提高,而Velite5的定價不懼新能源補貼,通用相信只有真正融入新能源市場競爭才是好的品牌。