探索「美式」黑科技 通用汽車中國電氣化技術體驗日

2018年6月5日，通用汽車中國電氣化技術體驗日在上海舉行。作為受邀參訪的媒體，我們在整個體驗日中了解到了通用當前在新能源方面的技術儲備，並對其未來的新車規劃前景同樣有所期許。

通用未來新車規劃

雪佛蘭EV1

雪佛蘭在新能源車型上有著20年的開發經驗，早在1996年就推出了量產純電車型——EV1，2010年推出增程式電動車VOLT沃藍達，2016年推出純電動車BOLT。作為通用汽車規模最大的市場，中國將成為通用汽車實現純電動未來的最重要一環。

根據通用汽車全球執行副總裁兼通用汽車中國公司總裁錢惠康先生和通用汽車中國電氣化總工程師Jennifer Goforth女士的分享，通用汽車將於2016年至2020年間在中國市場推出10款新能源車，預計到2023年在華新能源車型總數將再翻一番。通用提出的「零事故、零排放、零擁堵」戰略已經開始實施，通用在華新能源車累積行駛里程也已經突破了7500萬公里。

目前，通用汽車旗下已有3款新能源產品投放中國市場，包括凱迪拉克CT6插電式混合動力車、別克VELITE 5增程式混合動力車及寶駿E100純電動車。不久之後，別克VELITE 6插電式混合動力車及其姊妹車型VELITE 6純電動車也將陸續上市。目前通用汽車在中國擁有多款新能源車型，涵蓋了弱混合動力、強混合動力、插電式混合動力、增程式混合動力以及純電動汽車這幾大類的技術。

電池

作為新能源車上重要的組成部分，電池是至關重要的一環。儘管通用電池的供應商是LG，但其並非僅僅是採購後直接使用。通用全程參與電池的研發、設計、生產和電池性能的測試驗證。

通用汽車在北美和中國的電池研發中心扮演了重要的角色。通用汽車中國電池實驗室是僅次於北美的通用第二實驗室，可以同時測試90餘塊電芯，實驗室也通過了 iso 17025 質量測試。

由於研究的需要，研究室的測試電池均需要自行裝配，同時體積較小。其要經過電極漿料塗布 、機片輥壓、級片沖切、疊片、正負極耳焊接、電芯封裝、注入電解液、電池活化、真空排氣封口等一系列複雜的過程才能成為一塊真正的電池。

由於電池單體和電池組都需要經過測試，研究室也有著不同的設備滿足測試需要。電池單體就放在藍色的機器內測試，機器內能夠對溫度（零下40至零上85度）等環境進行模擬。此外，在實際測試時，通過額外添加壓力，還可以使單體電池模擬在電池包內的狀態，使得結果更接近日常使用。在大型電池包測試時，也需要更大體積的測試箱，一個溫箱可以放置2個電池包。

此外，在數據收集後，上海電池研發中心也會將數據傳送到資料庫，其與北美研發中心的數據是共享的。通用的電池研發中心對電池最基礎的材料、封裝全程進行設計研究，並經過3-5年的電芯測試，這也使得通用新能源汽車上的電池組能夠保持較高的質量表現。

在電池的材料方面，三元鋰離子電池是目前新能源車中的主流選擇，因為其能量密度較高。不過三元電池有著很多金屬材料的組合，不同的組合其特性也不同。通用會根據車型和動力的不同來確定三元材料的構成。我們舉個例子，純電車型（例如雪佛蘭BOLT）需要高能量密度的三元材料，混動車型（凱迪拉克CT6 PHEV）則需要充放電較快的三元材料。

在封裝形式方面，軟包封裝和硬包封裝各有其優點和特性，例如別克Velite 5、凱迪拉克CT6 PHEV等車型均採用軟包封裝，這樣可以獲得較高的電芯能量密度，重量也較輕。具體封裝形式則由車型定位和混動系統的結構來確定。

此外，通用還採用了獨創的疊片式電池模塊設計，每個電池軟包單體之間夾有一片帶水道的冷卻片，可以對電池進行冷卻或加熱，有效保證電池系統的環境溫度適應性，提高了電池安全以及性能表現。

電池管理系統

如果說將新能源車的電池比作心臟，那麼電池管理系統就好比大腦一般重要。由於電池採用串聯設計，影響整個電池組表現的便是整個系統中效能最差的一塊電池。通用也因此開發一套獨特的電池管理系統對不同的電池單片進行針對性維護。

體驗現場擺放了別克VELITE 6的插電式混合動力電池包，整個電池是由多個電池模塊串聯而成。單個模組拆開後，又可以分為框架、絕緣海綿和電池本體。

這套電池管理系統可以針對不同電池單片的電壓、熱場分布、電流和絕緣特性等實時進行診斷和校驗，還能對電池的荷電狀態、功率邊界、健康狀態和故障狀態進行評估，並最終保持整個電池組電池荷電狀態的一致性和電池溫度的一致性。

搭載通用自己的電池管理系統的雪佛蘭Volt，自2010年從北美上市以來，未出現因電池系統安全問題導致的事故，也沒有出現任何一起案例因為電池容量問題需要更換電池，這其中電池管理系統起到了不小的作用。

隨後，我們還得到了自己動手組裝電池組的機會。此次的電池單元來源於即將上市的別克VELITE 6的插電式混合動力電池包。我們將在工程師的指導下進行簡單的安裝。

儘管只是眾多模塊中的其中一個單片，但其內部依然有不同的構造。除了兩個軟包封裝的電池外，泡棉起到緩衝作用，而冷卻片則可以實現冷卻/加溫的作用。

手工組裝的精度自然比不上大規模自動化的生產線進行生產。當然，別克VELITE 6的混動電池組由上汽通用汽車動力電池系統發展中心組裝。其生產晶元堆垛和電池模組裝配過程中，電芯和模組的上料、裝配、運輸和電池模組測試的全線工藝操作全部由機器人或機械手智能完成，自動化率達到100 %，避免人工操作帶來的誤操作和質量不穩定。

此外，電池裝配過程中，分電芯、模組和電池組三個級別，都需要分別進行功能性、電性能和電氣絕緣等安全檢測和評估 ，保證電池裝配線安全生產和出廠產品質量。

結語：不論在海外市場還是國內市場，通用的最終目的都是推進純電動化戰略的落實。隨著國內新能源補貼退坡、降低關稅和開放獨資建廠的政策引領下，已經有越來越多的海外車企和新興車企加入到新能源車的造車大計中，通用也不例外。對消費者來說，更多具有競爭力產品的產品進入市場自然是好事，同時我們再也在期待通用未來更多的新能源車型進入國內銷售。

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