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如何打造一台带“电”的通用汽车?

行业动态 汽车之家 2017-12-06 10:28:32
[摘要]如果问你现在汽车行业你能看到的趋势有什么?我相信有超过一半的人会回答“电动化”,而剩下的人也许会认为是“自动驾驶”。

  如果问你现在汽车行业你能看到的趋势有什么?我相信有超过一半的人会回答“电动化”,而剩下的人也许会认为是“自动驾驶”。没错,作为一项重要的驱动技术,电动化不仅是人们谈论的话题,而且已经走入了国家层面的政策制定。包括我国在内,许多国家都规划了在20XX年前,完全禁止纯内燃机汽车的销售。这说明不论是強混、弱混、插电式、增程式或者纯电动,电动化的汽车时代即将到来。

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  不论是以上哪种“带电”的汽车,新的“三大件”都是缺一不可的:电池、电机以及电池管理系统(简称BMS)。它们不仅不可或缺,还是决定一款车的性能、续航里程、安全性甚至是使用寿命的重要因素。那么在这三大件的开发过程的背后都有哪些故事呢?今天我就带你看看通用汽车在中国如何进行这方面的研发工作。

  - 你知道第一台量产的纯电动汽车来自哪儿么?

  现在说到纯电动汽车,很多人脑海中闪现出来的品牌有可能会是特斯拉。确实,特斯拉的产品不论是在性能上还是在新兴科技的理念上,都相比传统的整车厂商高出不少。但是你知道么,早在特斯拉成立的7年前,通用便已经开始批量生产了现代汽车领域中的第一款纯电动汽车:EV1。

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  上面两款雪佛兰的电动车目前在国内市场很难买到,不过上汽通用在别克君威与迈锐宝XL上引入的混合动力车型、别克VELITE 5增程式混合动力车以及凯迪拉克CT6的插电混动版本,都是在中国市场可以选择的电动车解决方案。而混合动力车的国产,也意味着通用也将电池技术带来了国内。没错,通用在上海建立了一家电池系统实验室,专注于电池系统的研发工作。

  为什么只是研发?因为通用汽车并不会自己生产这三大件。比如电池,是外包给了LG和日立这两家公司在全球市场上进行供货,当然,随着中国市场需求量的加大,也不排除会寻找新的本土企业合作。与许多整车厂的单纯从供应商手中购买所不同,通用虽然向供应商采购电池和电气化零部件,但是会全程参与电池系统的设计、研发、测试以及生产环节。

  - 非标准化的电池大有学问

  在电池的路线选择上,通用与同样来自美国的特斯拉截然不同。特斯拉通过直接购买在市场上单体体积小、能量密度高、量产技术早已成熟的松下18650锂电电芯(现在更换为了21700电芯),再通过焊接的方式将超过7000节电芯变成平铺在一台特斯拉地板上的电池组。

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  而通用则选择了量身订制,虽然目前通用汽车的电池形状有许多种,但都采用了叠片式设计,每两个电池中间隔有一个冷却片,再用绝缘海绵及框架将这一组合打包,形成一个电池包。不同的车型通过将不同数量的电池包安装在一起变为电池组,再安装在车上不同的位置。

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  为何要有这么多种电池呢?这是因为不同的电动车解决方案需要的电池性能也不同。举个例子,混合动力车型使用的电池需要具有快充快放的效果,而纯电动车的电池则需要支持高能量的储存从而提供较好的续航里程。由于电池的内部材质及形状按照功能和车型所不同,因此在市面上统一购买也就不切实际了。

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  电池制造出来后,这仅仅只是开始,首先要进行一系列的实验检测看性能是否能够达到需求。目前通用汽车在全球只有两个实验室能够完成这样的检测任务,一个位于美国境内,另一个就位于中国上海。

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  - 电池管理系统BMS是重中之重

  虽然汽车上的电池组由许多个电池单体组成,但是由于其排列方式的特殊性,电池组的性能符合“木桶效应”,也就是说整个电池组的性能由最差的那节电芯所决定。所以确保整个电池组中电芯的一致性,才能实现系统的高性能、长寿命及安全性。

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  相比于手机来说,电动车的管理系统更为复杂,可续航里程不仅要看电池容量的百分比,还要依据环境温度、驾驶风格等一系列因素才能准确的计算出来。错误的电量信息也许会导致车辆突然失去动力,从而发生致命的危险。

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  除了日常使用外,在遇到车辆发生碰撞伤及电池的情况下,电池组突然的温度升高或电流增大也会令电池管理系统断开其与外界的联系,不再向外释放电能,这是紧急情况下电池管理系统应对潜在危险的措施。

  - 噪音更低的电机

  除了电池和电池管理系统外,电动机是三大件中最后一样,也是很少被各个厂商所提及的产品,因为绝大多数的厂商都选择购买电动机,而不是像通用汽车这样自己开发。

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  此外,优化后的开口设计也降低了转子转动间的扭矩波动,还能够让电流通过条形绕阻时的高频振动更小,从而降低了电机产生的类似“吱吱”的噪音,令整车NVH体验更佳。

  总结:

  通用汽车在电动化的道路上走出了一条与其他厂商截然不同的道路,他们并不依赖供应商的开发,而是将主要的研发重担都扛在了自己的身上。这样做有一定的坏处,毕竟研发投入会很大;这样做也有一定的好处,那就是电池、电池管理系统与电机的匹配会非常的融洽。哪种路线才是对的呢?这不好评判,适合自己的路线,都是合适的解决方案。

编辑:齐少恒

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