钜大LARGE | 点击量:490次 | 2021年11月24日
重性能而藐视补贴 通用对动力锂电池“很认真”
上周参加了上汽通用Velite5媒体沟通会,内容很学术,我很喜欢,但是还是有些不太懂,虽然有问答环节,但是咱也不能太自私问太多问题是不。一般作为编辑,参加完活动,就要着手开始写稿,虽然回去略晚,但还是在晚上重新温故了下技术要点,并写出一篇新闻稿。不过,其实自己并不满意,因为通用的混动技术有太多值得深入挖掘的东西,根本不是一篇文章能说完的,所以就有了后面这几篇文章。有人说我太敬业,其实只是我的工程师思维较重而已。
第一篇文章先从动力锂离子电池开始。说到通用在动力锂离子电池上的应用,那肯定要提EV-1,如它的名字一般,它是通用汽车研发并量产的第一款电动汽车,同时也为全球现代电动汽车技术奠定了基础。当通用推出Volt(沃蓝达)这款跨时代的增程式新能源汽车时,通用汽车公司副总裁罗伯特·鲁茨就说到:“当年的EV-1算是打开了电动汽车的市场,Volt(沃蓝达)的问世也是从中吸取了多宝贵相关相关经验,EV-1创造了一个辉煌的成就。
动力方面,EV-1采用两台42kW三相感应电机作驱动,动力锂离子电池是Delco德科公司供应的铅酸蓄电池,总共32块电池模组,每次充满电后最大续航里程可以到90英里(144公里)左右,最高行驶时速为80英里(128公里)。后来,有缺陷的Delco铅酸蓄电池被镍氢蓄电池替代,续航里程也随之新增到110英里(177公里)。可是,EV-1电动汽车还是会因为续航里程和充电时间给消费者带来极大的不便,2000年,通用公司停止了EV-1的生产,标志着一代“神车”就此烟消陨落。
总结EV-1续航不足与充电时间过长的不足,通用在EV-1系列高科技技术的基础上推出了Volt(沃蓝达)插电式增程式混动技术,它不仅解决了新能源汽车续航与充电问题,甚至将新能源汽车的动力总成架构提高到混动的极致--那就是全车速工作最优区间。由于太过先进,沃蓝达甚至获得美国前总统奥巴马的力挺,所以它的技术含量真的不是吹嘘,有关这个,我会在后面的别克蓝智能电驱那里详细说明。
从EV-1的铅酸电池与镍氢电池,到了沃蓝达,彼时,锂离子动力锂离子电池也趋于成熟,通用为自己的插电增程式混动系统选择了LG化学的电芯。另外,凯迪拉克CT6混动与雪佛兰Bolt也是采用LG化学电芯,虽然通用还未透露Velite5采用的电芯品牌,但我估计LG化学的可能性最大。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
Velite5的动力锂离子电池采用了高能比长寿命型三元软包锂离子电池,拥有能量密度高、循环寿命长的特点。电池包由96个电芯串联,然后两个并联一起,一共192个电芯,电池包重量为183Kg,总能量为18k?Wh,与凯迪拉克CT6插混的18.4相差0.4k?Wh,这与通用的动力锂离子电池模块化设计有关,下文会提到。
由于都是T型构造,我们可以假定CT6动力锂离子电池布置来想象Velite5的动力锂离子电池布局,如下图,T型动力锂离子电池布置在后排座椅后面与中央过道,一方面更能确保碰撞安全,另一方面是节省尾箱空间,但不足在于后排中央地台过高,所以后排中间坐人就比较辛苦了。
动力锂离子电池作为新能源汽车上重要储能装置,是混动/电动汽车的关键部件,其性能直接影响混动/电动汽车的性能。目前电池普遍存在循环寿命短、使用性能受温度影响大等缺点,加之车辆空间有限,电池工作中出现的热量累积,会造成各处温度不均匀从而影响电池单体的一致性,从而降低电池充放电循环效率,影响电池的功率和能量发挥,严重时还将导致热失控,影响系统安全性与可靠性。
而Velite5的动力锂离子电池具备全球领先的BMS电池热管理技术,通过片层式液冷结构有效保证电池系统的环境温度适应性,整车在-30~60?C的环境下,电芯的各个部分都能得到一致的冷却或加热效果。其中冷却与加热是通过电芯之间的鳍片实现的,另外,为了灵活配置电池组的外形和容量,相应的电池组按照电芯进行了模块化的设计。
水冷散热鳍片
包含水冷散热鳍片和电芯的电芯模组
电芯模组组装成电池组的组装示意模型
最后就是动力锂离子电池的安全与衰减问题。在前两年新能源汽车市场井喷之际,新能源汽车的一大堆问题也随之显现出来,最重要的就是安全问题,比如电动汽车各种自燃问题、三元锂暂时不适合装配在客车上等;还有,随着新能源车主越来越多,很多车主都会反映用了一两年电池衰减特别严重,本来可以跑一百五六十公里,实际可能一百公里都不到。
而这些明面上的问题恰恰是阻碍新能源汽车难以推广的原因之一,不过,就像总理说的“危”与“机”并存,机会只给有准备的人,市场只为有准备的车企。
除了动力锂离子电池一些常规测试,通用这套动力锂离子电池采用模块化设计,都配有单独的液冷电池管理系统,在研发阶段经过了7亿英里纯电动路试与12亿英里累计路试,每100万个单体电池单元的故障低于2,所以安全性问题有很大保障。另外,通用汽车的动力锂离子电池在全球范围内已积累了近20亿公里的行驶里程记录,没有一例因为电池能量衰减原因返厂维修,表明它的衰减控制地相当好,至少在消费者的期望之上。
电动汽车时代点评
对Velite5的动力锂离子电池要说的就是这么多,其实,真正好的东西,有太多值得去大书特书,而本文也只是抛砖引玉,希望未来能够更多了解它的动力锂离子电池设计亮点。
说完Velite5的动力锂离子电池,我们再来聊下它的市场。根据我目前掌握的资料看来,Velite5已经进入新能源汽车推广目录,而且没有因为采用韩国电池而被踢出,如下图,在目录上它被列为插电式混合动力汽车。所以,既然已经承认它的新能源汽车身份,那么新能源汽车的系列特权它也应该享有,比如上海的新能源牌照?
另外,电动汽车时代从上海经信委获悉最新上海新能源汽车目录,其中凯迪拉克CT6等6款车型无法取得新能源补贴,其原因应该是采用的电芯未进入动力锂离子电池目录,所以就无法获得新能源补贴,而Velite5上市之后也是如此。然而,据上汽通用官方表示:通用不采用国产电池重要是因为国产电池在能量密度、一致性等性能上还有待提高,而Velite5的定价不惧新能源补贴,通用相信只有真正融入新能源市场竞争才是好的品牌。