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國内新能源汽車市場風起雲湧,一組數據顯示,2022 年新能源乘用車滲透率約為 28%,新能源乘用車批發量同比增長約 96%,可以說國内新能源産業已經駛入了增量的快速通道。上汽通用别克也在積極順應市場的變化,實現企業和品牌電動化、智能化、網聯化快速轉型。
為此,上汽通用别克推出基于 Ultium 奧特能電動車平台打造的首款量産 SUV 車型——别克 Electra E5,以滿足中國主流消費者對于新能源出行安全性以及高品質的需求。那麼問題來了,上汽通用别克又是憑借什麼來實現願景的?帶着這樣的問題,我們有幸受邀到訪新落成的武漢奧特能超級工廠進行參觀,并對别克 Electra E5 電驅系統的裝配工藝以及電池安全性方面進行深入了解。
事實上,武漢奧特能超級工廠是繼上海金橋奧特能超級工廠之後,上汽通用汽車打造的第二座奧特能超級工廠,它主要負責為奧特能平台提供電池和電驅系統的高品質生産提供足夠的保障。
工欲善其事 必先利其器
擁有堅實的 " 根基 " 是傳統車企的立足之本,掌握核心技術是一方面,此外在基建上的投入也是重要一環。作為上汽通用汽車在電動化和智能網聯化新技術領域 700 億元投入的重點項目之一,武漢奧特能超級工廠是一座以 " 智慧制造 " 為核心的現代化數字工廠,其優勢主要體現在三個方面,具備全球領先的高精度加工與裝配工藝、高标準的品控管理以及高柔性的共線生産能力。
為實現高精度加工與裝配工藝,在電池車間的模組上線工位,将 " 機器人、3D 點雲視覺、力控感知 " 技術相融合,從而保障安裝精度(誤差在 0.2mm 内),并有效避免模組在組裝過程中由于磕碰造成的潛在安全風險,确保裝配過程電池零損傷。
偌大的廠房裡,流水線上隻能見到極少的工作人員在有條不紊的進行設備調試等工作。事實上,在電池包的塗膠、合蓋、擰緊工藝,全部基于數字孿生技術的機器人來自動完成,通過采用深度學習算法的視覺技術進行多重質量保證,安裝工藝實現測量精度小于 0.1mm,相較于人工作業要更為精準和高效。
在電驅車間機加工流水線,從上料、加工、清洗、測試、檢測到下線的全過程也實現了全面自動化生産,并按照微米級超高精度标準進行加工。電機的定子和轉子裝配采用行業首創的自适應浮動導向設計,将裝配精度控制在 50 微米以内,盡可能保證電驅系統組裝時的可靠性。
此外,在品控管理方面也有着相當完善的檢測流程。在電池車間進行的電池檢測環節,标準化的電測工藝可模拟電池包在整車上的真實運行工況進行電性能測試,包含 15 個測試步驟和 3000 條測點内容,從而确保電池包的高品質和性能的一緻性。
電驅系統測試,通過模拟整車真實工況,結合數理統計及相關特性分析進行智能診斷,對電驅整機進行包含密封、絕緣、功能 3 大類共 7 大項的性能測試,并最終下線前采用機器人智能視覺技術進行産品下線智能質量檢查,相比于傳統人工檢查方式更快速可靠。
對于一座現代化工廠而言,具備高柔性的共線生産能力,可以最大限度提高生産效率。武漢奧特能超級工廠的電驅車間首創模塊化、柔性化的壓裝單元。8 台柔性壓裝單元設備即可實現 54 個零件的高精度自動壓裝,未來可逐步實現 2 大系列、高達 22 種電驅子型号的共線生産。在實現柔性壓裝的同時,該設備還具備壓裝全過程的質量監控能力,确保質量萬無一失。
此外,針對前 / 後驅不同造型的電驅單元,利用人工智能算法與虛拟仿真技術,通過數字化工藝開發,自動化工藝編排,全面化校核驗證,實現工藝規劃全過程智能化設計,進一步提高柔性化生産的效率和質量。
裝配工藝的水平在一定程度上決定了成品的質量和可靠性。在這方面,上汽通用奧特能超級工廠在硬件和軟件方面,無論在智能化、機械化、環保、安全等方面都算得上行業一流水準,也讓我們對于未來基于奧特能電動平台打造的産品充滿信心。
工欲善其事 必先利其器
談及電動車,我想除了續航焦慮外,電池的安全性無疑是消費者最為關心的話題。而奧特能電動車平台恰恰給了我想要的答案,并且讓我對傳統車企造電動車這件事有了更深刻的印象。
作為電動車三電系統的核心之一,電池的可靠性和穩定性直接關乎着用戶出行安全。以别克 Electra E5 為例,其采用定制專屬的 811 配方電芯,通過改進正極配方和搭建核殼結構,其熱穩定性提升 10%。除此之外,高度的智能化、聯網化、多項專利技術的應用,也展現出了傳統車企在造車這件事上精益求精、與時俱進的态度。
可以說奧特能純電平台很好的诠釋了 " 數字化 " 帶來的技術優勢。創新的無線連接電池管理系統便是奧特能平台的一大亮點。采用無線管理系統可減少 90% 線束和大量連接器、接插件等傳統線束易老化的部件,從而降低故障風險。此外,無線管理系統還支持底層架構軟件功能的更新,且具備更強的抗幹擾能力,可實現全天候無死角的熱失控監測功能。
每塊電池組内部都會獨立配有信号發射單元,并将電池組狀态分别發送到電池包内的無線接收端進行彙總。
當然,奧特能純電平台對電池的被動防護措施同樣考慮周全。在結構方面,采用超高強度鋼井字形結構殼體,整包的抗擠壓性能為國标要求的 3 倍,并且具備出色的密封性,具備 IP67 防塵防水和 IP6K9K 高壓噴水防護等級。
此外,為了避免因電池熱失控産生的危險,電池包内部也基于安全性進行全方位的設計。還采用了包括航天級的隔熱氣凝膠,集成式液冷闆、上蓋内置防火毯等多重防護措施。在出現熱失控時,可快速将電芯熱失控産生的高溫氣體和物質排出,降低對周圍電芯傷害,從而降低突發狀況下電池組因短路、漏電所造成的車輛自燃風險。
在電芯模組夾層處使用航天級隔熱材料氣凝膠,可以有效降低電芯間熱量傳遞,确保電池工作的穩定性。
電池包上蓋内置防火毯,由高矽氧布、氣凝膠和玻纖布疊放構成,可以有效減少電池包熱失控時對座艙的危害。
除了以上提到的這些,奧特能電動車平台對于電池組的測試更為苛刻。包括常規電池熱擴散測試、擠壓試驗、跌落試驗、針刺試驗等,成績均不同程度超越國标。通過在靜置、充電、行駛及碰撞等全場景多層級的安全防護,從而打消用戶對電動車的焦慮心态。而這也是上汽通用别克作為傳統車企制造電動車的态度。
奧特能跌落試驗,電池包從 2 米高度跌落後無異常,高于國标 2 倍。
可以說電池的可靠性關乎着車主出行的安全。為此,奧特能電動平台圍繞電池安全而做足功課,在電池組的設計和開發過程中,融入了很多獨創的技術和專利,體現了以人為本的造車理念。此外,遠超國标的電池測試環節,也展現了傳統車企更為嚴謹的造車态度。
編輯總結:
2023 年無疑是奧特能電動車平台的發力之年,随着武漢奧特能超級工廠的投産,上汽通用汽車已經具備從研發、設計、工程、制造到供應鍊的新能源全鍊路完整體系能力。正所謂厚積薄發,上汽通用也在用積極的态度擁抱新能源時代的轉變,别克 Electra E5 隻是開始,不久的未來,基于奧特能純電平台還将推出多款新能源車型,并覆蓋旗下三大汽車品牌。也讓我們對上汽通用未來的新能源矩陣充滿期待。
精彩内容回顧:
别克 Electra E5 官圖 奧特能平台所打造
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安全至上 從根本上消除用戶焦慮