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1、一块完美的电池是如何诞生的呢?为什么不同厂商的电池差距如此之大?在电池的细节处理方面,好的电动汽车的电池不仅安全可靠,外观也做得规整漂亮,令人赏心悦目。与之相反,“老年代步车”的电池则简单粗糙,让人不忍直视。对于新能源汽车厂商来说,要造出一部好车是很不容易的,它除了要求在各个主要方面都表现出色以外,在产品的细节处理上也来不得半点含糊。举个栗子,在电池的细节处理方面,好的电动汽车的电池不仅安全可靠,外观也做得规整漂亮,令人赏心悦目。与之相反,“老年代步车”的电池则简单粗糙,让人不忍直视。那么,从汽车厂商的角度,一块完美的电池是如何诞生的呢?为什么不同厂商的电池差距如此之大?小编也对这个问题也感到
2、好奇,于是特意请教了工程师小伙伴,下面就这个问题简要地谈一谈。这一坨坨黑色的东西是什么?电动汽车的电池外观规整漂亮,但打开观察其内部结构,则会发现一坨坨黑色的东西。这些黑色的东西究竟是什么呢?小编告诉你吧,它们就是由电芯组成的基本单元电池模组。很深奥有木有?确实有点,我们先来直观地感受一下它的内部结构吧:是不是觉得有点复杂?没有关系,工业化的魅力就在于化繁为简,即使很复杂的产品也能够进行分解,再按照统一的标准生产和组装。电池模组也不例外,也是基于统一的标准进行生产和组装的。目前,全球最通行的标准是VDA标准。等一下,什么是VDA标准?VDA 是Verband der Automobilindu
3、strie的缩写,意思是德国汽车工业联合会。他们定义了一系列电芯尺寸的标准,符合这个尺寸标准的电芯模组,称之为VDA模组。总之,记住这是一套行业标准就行了。目前,这套标准已经一统江湖。采用这个标准给行业带来了什么改变?在VDA一统江湖之前,动力电池的单体有多种规格,如下图所示:五彩缤纷、杂乱无章在这样的条件下,产业链上的各个厂商自说自话,相互之间很难有效协作、形成规模经济效应。而采用VDA标准后,电芯得以进行批量化生产,产生的经济效益最终惠及整个行业:首先,从整车厂商的角度,在统一标准下,整车厂商可以有目标地设计电池包,可以对比不同电芯制造商基于统一规格生产的电芯,为车型匹配最好的电芯产品。这
4、跟我们熟悉的遥控器5号电池、笔记本电脑18650电池采用标准的电池尺寸是一个道理。其次,从电芯供应商的角度,在车辆和电池结构不变的条件下,电芯供应商能够集中资源推出更好的电芯,也能非常快速地迭代升级。比如,现在买到的6芯笔记本电脑容量,比5年前的容量高出50%,也是这个道理。VDA的2种路线和5种规格VDA的电芯分为EV和PHEV两条路线,共5种规格。以ERX5的电池为例,我们使用的是PHEV2。有了标准的VDA电芯模组,是不是接下来只要采购和安装就行了呢?当然不是的。整车厂商还需在林林总总、参差不齐的电芯之中进行精挑细选,这几乎是见证不同汽车厂商实力的最重要分水岭。下面要放大招了,请屏住呼吸
5、。电芯筛选 如同择菜据说,一名有追求的厨师,对于食材有着严苛的要求。小野二郎每天都亲自去码头买鱼、饭、醋、酱油食材的产地、新鲜程度,都要经过精挑细选、反复研究,才能为顾客呈现出最最完美的餐食。同样,一家有追求的新能源汽车厂商,对于电芯模组也有着类似严苛的筛选标准。以上汽为例,除了选用业界一流的供应商以外,上汽还会对供应商提供的模组进行严格筛选。上汽电芯检测的指标包括OCV检测、自放电、内阻、容量抽检等,工程师对此进行严格的层层把关。为什么要进行如此严格的筛选呢?我们都知道“短板原理”处于短板位置的那部分电芯决定了整块电池的战斗力。一小部分容量不足的电芯,经过长时间不合理的使用,会大大加速电芯的
6、老化。可以这么说,起初1%的容量差异,随着使用时间的增加,差异会继续显著扩大。而引入严格的筛选流程后,上汽首先会根据模组出厂的时间进行一致性筛查、配组,保证同一批次的模组组合在一起,以此尽可能减小差异。对于个别与模组差异较大的电芯,上汽会继续进行筛查和测试,保证整个电池内电芯的一致性。所以,当电池厂商的质量水平波动的时候,上汽自主品牌的电芯模组始终能严守质量水平,保证了产品整体的一致性,这也是“8年20万公里”衰减质保承诺的重要信心来源。铁骨也有柔情 层层防护凸显安全通过层层严苛的筛选、选出好的电芯后,是不是就万事大吉了呢?这还不够。对于动力电池来说,并不只是将电芯装进去这么简单,如何保护电芯
7、的周全,也是一件极具挑战的工作。上汽拥有完善的电芯安全防护机制,打造出电池安全的“四重防护”,以确保车主安全使用无忧。防护1:下层铝板的防护,抗石击设计汽车在行驶中,车底和车轮挡泥板等位置易受到泥砂、碎石和污水等的撞击和冲刷。在这样的情况下,一般的涂料很容易损坏,从而很容易失去防护能力,使这些部位很快腐蚀。由于电池系统直接布置在车底下,为防止外力破坏铝合金外壳,上汽采用的抗石击车底涂料具有耐砂石冲击和防腐蚀的特性。以荣威ERX5为例,它的抗石击原理如下:防护2:车身侧面和前面的框架车辆侧边和前面的框架以铝合金为主,这种材料具有密度小(密度为2.7g/cm)、强度高、散热导电性能好、加工成型性优
8、、耐腐蚀、工艺技术成熟、回收再生率高等一系列特性和竞争优势。采用6系铝型材具有良好的可塑性和优良的耐蚀性,特别是无应力腐蚀开裂倾向,焊接性能好。防护3:轻量化设计与结构加强相结合通过结构设计加强,特别是内部结构的设计,使得电池箱体能够承受电池模组的重量,也与整车的力学要求相匹配。在结构设计方面,上汽考虑了下壳体模态性能,通过对模态频率和振型的监测,可以判断出结构的动刚度特性。以完整的设计仿真和实验,使其完全符合电池系统的振动冲击要求,并与整车系统形成完美结合。防护4:电池系统和整车系统的结合通过整车层面的仿真设计,在车辆遇到紧急和事故的时候,整车和电池系统的碰撞安全性得到保证。经过以上周密的安全防护设计,上汽新能源汽车的电池终于可以在各种严酷的场景下始终保持安全无忧了。我们来看看真实的碰撞试验的效果吧:对于电动汽车的电池来说,车身前后都有较多的零件保护,车身侧边的保护难度很高。在国内暂无单独侧碰法规的情况下,荣威ERX5挑战最严苛的欧洲标准侧柱碰试验。(从碰撞图中可以看出,在巨大的加速度下,电池外框架保持完好)