日前,中国一汽动力电池自主研发取得新突破,由一汽技术中心研制的全新动力电池在一汽轻量化电动乘用前瞻车上成功试装匹配,并完成电池控制器调试,标志着该款动力电池开发工作取得成功。
作为轻量化电动乘用前瞻车项目的子项目,动力电池开发工作于2016年5月正式启动,在短短1年时间里,中国一汽研发人员成功完成从策划、设计到试制、调试的全部开发流程,并在整车试装阶段一次装调成功。通过铝蜂窝夹层上盖结构等优化设计,全新动力电池总成实现降重45kg,整车轻量化贡献度达30%。
1、铸铝+碳纤维箱体结构,轻量化效果显著
秉承轻量化设计理念,电池总成采用碳纤维上箱体、铸铝下箱体结构,虽然近年来碳纤维材料在汽车上应用逐渐增多,但在动力电池领域仍不多见。同时,该款电池独特性地采用蜂窝夹层结构,在重量和成本增加不多的同时能够极大改善结构强度,这在国内电池领域中尚属首次应用。相关技术应用使电池上箱体降重66%,轻量化成果非常显著。
由于存在体积大、壳体壁薄等结构特点,动力电池下箱体部分无法使用传统铸造工艺加工,研发人员突破传统设计思路,采用结构精度更高的精密铸造技术,这在国内甚至国际上都是首次应用。在设计阶段,研发团队详细对比、严谨论证。面对砂型破裂问题,团队根据铸造经验和仿真计算,不断对淋砂厚度、浇道参数进行有针对性的调整,经过三轮改进,终于成功完成下箱体试制。相比于冲焊制造工艺的下箱体降重33%,轻量化效果明显。
2、绕流点式结构方案,有效降低电池使用能耗
在设计初期,电池热管理系统采用流道式方案,通过仿真发现系统压降较大,不能满足电池冷却需求。 经过重新设计与验证,动力电池最终采用了传热更均匀、接触更充分的绕流点式结构方案。通过此项优化,在保证系统温差不变的条件下使冷却系统压降从20kPa降低为4kPa,并带来了结构强度的提升。这一问题解决,不仅降低了电池使用过程中的能耗,更降低了电池开发及制造成本。
3、掌握动力电池控制技术,具备产品化能力
轻量化电动乘用前瞻车的电池总成是中国一汽自主动力电池主控单元在纯电动乘用车上首次装车应用,研发人员严格按照控制器产品开发流程和质量要求,保证了控制器按照项目节点完成样车装车及调试。主要技术指标SOC估算精度由6%提升至4%,达到国内领先水平;主控单元成本降低了70%。该项目自主BCU的成功开发标志着中国一汽已掌握了动力电池的控制技术、具备了产品化能力。
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