探秘上海通用动力电池系统工厂，我们亲手组装了 VELITE 6 电池包

原标题：探秘上海通用动力电池系统工厂，我们亲手组装了 VELITE 6 电池包图片由 @别克 官方提供作为别克品牌电动化的重要落子，今年年初，通用汽车发布了新插电式混动车别克 VELITE 6。VELITE 6 发售之后就引起了关注，主要几个关注点集中在其使用的 PHEV 插电式电驱技术，搭载高性能三元锂电池组、EVT电控智能无极变速箱、和1.5L自然吸气发动机。此外，综合油耗1.4L/100km，综合续航里程达到了700km。上汽通用动力电池系统发展中心及电池工厂，也差不多同时正式投运。该工厂产品线包括液冷和风冷电池组装配线，覆盖轻混、全混动、插电混动（含增程式）、纯电动等全系新能源车电池组，而VELITE6专用液冷动力电池包也在该工厂生产。延续通用一贯的“高安全性、高可靠性、高耐久性”的原则，这一电池包根据 VELITE 6 定位和需求专门开发，采用了通用汽车新一代高度集成式模块化设计，集电池组模块设计、BMS电池管理系统、热管理系统（液冷）、电池封装技术等于一体。那么，别克动力电池系统及动力电池包到底是怎样实现组装的？钛媒体得以走进上海通用的动力电池系统工厂，一探究竟。在工厂中，整个电池包生产都在全自动化流水线拼装完成，由高精度机器人和专业的电气工程师安装，同时要经过三道电测试以及三道泄露测试通过后才能正式下线，拼装到整车上。当然，钛媒体编辑体验“徒手组装”的过程（见上面视频），和标准生产流程差别很大。该动力电池包由 104 个电芯组成，并带有智能控制“大脑”—电子元器件和继电器部件。其中，高效电池热管理系统和可靠的BMS电池管理系统是这个电池包的核心技术。百余个电芯分为两组，每组52片。每两片电芯组成一个 mini 堆垛单元，并通过流水线焊接在一起形成一组模块。电芯与电芯之间由铝制冷却片隔开，冷却液通过注水口注入，填充冷却片上的“毛细管”，循环流动，控制整个电池包的热量，使整车工作温度范围宽达-30度至55摄氏度。两组模块由线束接入电压电流温度检测模块（VITM模块），也就是上述视频中的“黑匣子”——这一模块也就是整个动力电池包的“大脑”。接来下会接入继电器；BMS系统能够通过传感器及软件对动力电池状态进行高精度估计，实现精准的均衡能力，实时高压能量与功率管理，以及智能充电。第一步，电池模组拼装——全自动堆垛流水线那么，104个电芯如何组成两组模具？答案是通过拼装成一个一个的mini堆垛单元后，再由超声波技术将mini堆垛单元焊接在一起，组成整个模组。mini 堆垛单元则有液冷电池、冷却片、隔热泡棉、重复框架组成。由右边液冷电芯、隔热泡膜及冷却片堆叠进重复框架即构成了左边一个mini堆垛单元。液冷电芯与风冷电芯在外形上略有不同，液冷电芯的一面外表附有凹槽——流道槽。在电芯表面及冷却片上设置流道槽能够让电芯与冷却片紧密贴合。也能让冷却液在槽中流动，控制温度。值得一提，每一片液冷电芯上都会有对应二维码，整个安装生产过程能够全程溯源。液冷电芯装配称mini堆垛单元的过程一个mini堆垛单元的安装顺序是：先放入一个电芯，流道槽面向下，再放入隔热泡棉，紧接着放入另一块电芯，将流道槽面向上，放入冷却片使之能够紧贴液冷电芯上的流道槽。这样的安装顺序，能使得每个mini堆垛单位之间由铝制冷却片隔开。冷却片厚度仅为0.2毫米，看上去薄薄一层，但功能十分强大。冷却液通过模组上的注水口注入，填充冷却片上的“毛细管”，循环流动。冷却液可以在流道槽内流动带走热量，也可以通过线圈加热冷却液，控制整个电池包的热量，使整车工作温度范围宽达-30度至55摄氏度。这即是通用汽车动力电池先进的热管理系统。通用汽车热管理系统主要分为液冷、风冷两种。顾名思义，液冷即采用冷却液控制电池温度的方式。VELITE 6搭载的即为业界唯一的电芯级独立液冷系统。这一套系统能够使电池组散热循环精准分布到每个电芯，确保整片电芯温度控制在2℃以内，有效保证了电芯的一致性。在真正工厂流水线上。整个堆垛过程为100%全自动流水线。并添加了多道检测步骤。装配前的第一步就是针对电芯的检测。通过高精度机器人将电芯抓取到流水线，并进行第一道电检测以及第一道泄露检测。这一步的目的是检测每一片电芯是否合规。在检测合格后，高精度机器人会按照上述顺序组成mini堆垛单元。并将多个mini堆垛单元堆叠成更大的电芯单元。由mini堆垛单元构成的一组模块，里面包含52个电芯（拍摄/钛媒体编辑 赵宇航）对应工业流水线上，高精度机器人进行电芯堆叠芯片堆垛和电池模组装配过程中，机器人每一次上料、下料、搬运过程中精度都在0.1-0.2mm以内，极大提高产品装配效率、准确性及质量稳定性。装配工序后，下一道步骤仍然是检测——即整个流水线过程中的第二道泄露测试；将对模组进行压力控制复查，保证整体质量的稳定性。该检测测试目的在于检验两大模组之间连接没有泄露问题。电池组泄露测试第二步，焊接——超声波焊接流水线接下来就是将极耳焊接至模组上，使两组模组组成的电池模组形成通路。图示即为极耳（拍摄/钛媒体编辑 赵宇航）超声波焊接超声波极焊接技术焊接极耳可以规避熔焊的缺陷，而且可以针对不同的材料采用不同的超声波焊接技术。在上汽大通的流水线上，高精度机器人在视觉系统引导下准确定位，自动操纵超声波焊接头，完成电芯正负极极耳焊接，并安装上汇流板，使电池模组形成通路。汇流板（ICB板）的作用类似导线，使得两组模具能够互联互通。当然，在焊接完成后依然有检测工序——三维扫描和电阻测量。最后在打进四组长螺丝钉和端板固定整个模组。随后，在整个电池组互联互通后，将会对整个电池模组进行第二次电性测试——二级电测试。在本次电性测试中，主要会监测以下几个方面：第一是每一片电芯的电压值，第二是整个电池组的电压值，最后会对完整的电池组进行大量充放电模拟实验。以保证能够得到一个安全、稳定、高一致性的电池组。第三步：人工装配电气部件，上盖在整个稳定、高一致性的完整模组下线后。则进入到人工装配阶段。人工装配主要由电气工程师完成一些复杂电气部件安装，包括高压线束、低压线束、冷却水管、加热管及电压电流温度控制模块（VITM模块）、接触器总成（BDU）的安装。下图中黑色的长方形匣子即整个动力电池包的“大脑”，在这个黑匣子