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【原创】从电池和车身技术储备看通用汽车电动化“底气”
文章来源自:高工电动车网
2019-08-01 17:44:19 阅读:290
摘要7月30日,在通用汽车今年的科技日上,通用汽车对外展示了ATC十年来的创新成果,并对下一个十年进行了展望。

没有激进的燃油车推出时间表,到目前也没有提出有巨额的相关投资,通用汽车在铺天盖地的电动化浪潮中好像“慢半拍”。但是,从其十年前在上海建立前瞻技术科研中心(ATC)及该科研中心一直以来的动作看,它似乎又有自己的步调与思考。

7月30日,在通用汽车今年的科技日上,通用汽车对外展示了ATC十年来的创新成果,并对下一个十年进行了展望。

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(通用汽车中国公司总裁钱惠康)

通用汽车中国ATC成立于2009年9月,由科学研究院、前瞻设计中心、工程中心构成,分别覆盖研发、设计、工程的研发。在英特尔工作15年,曾任英特尔中国研究中心总经理的杜江凌担任院长。

在设计和工程领域,中国ATC与通用泛亚技术中心形成互补,前者主攻全球汽车前瞻技术研发,后者则侧重投入市场的终端产品的开发及应用。

作为设立在中国的ATC,通用汽车希望在这里开发更多满足中国消费者需求的技术,因此本土化一直是这家ATC的重要课题。“我们拥有一支国际一流的科研团队,100%为本土人才,”杜江凌在现场介绍。他们除了负责全球技术的本土化落地研发外,还包括基于国内市场需求确立的新兴研发方向。

目前,中国ATC将新能源汽车和智能网联汽车放在了重要位置。

据高工电动车参观了解,其前瞻设计中心,在以电气化为契机,专注于为中国及全球市场设计电动车与概念车;工程中心,已明确成为通用在中国的智能网联汽车中心;而中国科学研究院的研究,将涵盖上述两个方面,为新能源汽车和智能网联汽车孵化技术创新,重点研究领域包括先进材料与制造、先进驱动系统、电池设计与制造等。

事实上,从2009年成立至今的十年期间,中国ATC在新能源与智能网联领域确实动作频频:

2012年开始进行电池材料研究与验证;2016年将V2X车联网通信技术示范引入中国;2018年实现SuperCruise驾驶辅助技术在中国的应用;

2019年成功研发设计出一种高功率、长寿命、更具成本优势的电芯,目前,这一新型高功率电池已被授权予两家国际知名的电池制造企业,并将应用于通用汽车未来的低压电池系统中。

今年第一季度,通用汽车先进驱动系统实验室升级改造也已正式完成,升级后的实验室拥有定制化的专用电机实验台架,作为电机性能前瞻技术的实验平台;而电控方面也转向了高效的电能传输研发,以提升纯电行驶里程。

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(先进驱动系统实验室)

可以说,十年时间,通用汽车中国ATC已经具有完整的“三电”研发能力。

在智能网联汽车领域,除了将工程中心明确成为智能网联汽车中心,值得一提的是,通用汽车还宣布,将与国汽智联开展合作。

国汽智联是由国家工业和信息化部批复的国家智能网联汽车创新中心,由中国汽车工程学会、中国汽车工业协会及中国智能网联汽车产业创新联盟共同发起筹建,18家股东均为整车、零部件、信息通信等领域的领军企业和科研机构。

“通过这项合作,我们期待与其他汽车制造商、供应商、研发机构等业内同仁共同构建一个充满活力的智能网联汽车生态圈。”通用汽车中国工程中心总监霍凯威表示。

“无论是世界上首款自动驾驶概念车火鸟II,还是具有划时代意义的量产电动车EV1,抑或是业内首个真正实现在高速公路上释放双手的SuperCruise驾驶辅助系统,以及首款无需方向盘和踏板的自动驾驶量产车CruiseAV,这些创新成果和技术突破一次又一次证明了通用汽车的创造力和巧思,也体现了我们对科技创新始终不变的承诺。”通用汽车全球执行副总裁兼通用汽车中国公司总裁钱惠康在现场表示。

鉴于中国已经成为具有全球影响力的创新中心,并处于汽车行业变革的前沿,通用汽车曾宣布到2020年在中国市场推出10款新能源车,目前这一计划正在有序推进中,并会进一步扩大产品布局,预计到2023年在华新能源车型总数会再翻一番。

在这一过程中,中国ATC毋庸置疑是通用汽车在中国实现电动化与智能化的“智库”。

目前,通用汽车旗下已有3款新能源产品投放中国市场,包括凯迪拉克CT6插电式混合动力车、别克VELITE5增程式混合动力车及宝骏E100纯电动车。别克VELITE6插混版有望在今年下半年上市销售,及其姊妹车型VELITE6纯电动车后续也将上市。

通用汽车目前“触电”的产品并不算丰富,但事实上,它已经积攒了接近30年的电动化研发经验。

早在1996年,通用汽车就推出业内首款量产电动车EV1。此后,通用汽车又相继推出了多款突破性的电动车产品,包括雪佛兰Volt沃蓝达增程式混合动力车和全球首款兼具380公里超长续航里程与亲民价格的雪佛兰Bolt纯电动车。

从上述通用汽车的电动化产品不难发现,这家美系车企的产品主张是品质优越的“普惠型”车型。但要做到这一点,并不容易。高工电动车发现,通用汽车是从两方面入手。

电池管理:

一方面,鉴于如今大多数车企受制于电池的高成本而无法降低电动车的成本,并考虑到为实现电池的安全,可靠和耐久,通用汽车从电池最小的单元“电芯”开始,与供应商深度合作,共同研发。

“我们先在电池材料实验室开展电池化学成分和电池单体设计等研究,再到电池制造实验室生产原型电池,然后进行3-5年的验证及产品化工作。最后我们和供应商一起,把研究成果进行量产,应用到通用汽车的产品上,”杜江凌现场介绍道。

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(研究人员正进行电芯性能测试)

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(通用汽车上海电池测试实验室)

也就是,通用汽车对电池“拿来主义”之前,其会自行测试电池、电池管理系统。

在电池研发方面,高工电动车参观交流发现,通用汽车中国ATC具备完整的研发体系,拥有正负极材料的选择、配比与质造,电解液的配比与质造,以及软包电池的测试等。

在通用汽车上海电池测试实验室,单体电池测试实验室有96个测试通道,是通用汽车全球电池测试系统的重要组成部分,接近于美国本土通用汽车沃伦实验室的120个测试通道。测试项目主要包括温度测试(零下40°C~85°C)和充放电测试。电池包测试实验室还可进行电池功率特性检测和温湿度耐久试验。以温湿度耐久试验为例,电池包会在温箱模拟出的各种恶劣温湿度环境中测试几个月之久。

通过不断地测试验证电池的耐久度和可靠性,通用汽车可以为市场提供负责任的产品。这显然是一种竞争力,在这一“硬核实力”形成同时,通用汽车的成本优势得到提升,通用汽车目标将电池成本降到100美元/kWh的水平。

材料研发:

另一方面,在基础材料的研发上,其部分现在由通用汽车中国先进材料与制造实验室胡斌主导。胡斌曾发明一种高性能、轻量化的铝合金材料,该材料以他的姓氏命名为“胡铬合金”(HuCrAlloy)。这种材料具有超高的延展性和抗拉强度,已经被应用于凯迪拉克北美车型CT6V-Sport和最近近刚刚发布的2020科尔维特Stingray中置发动机支架座。

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(应用创新材料胡铬合金的发动机座支架)

另外,通用汽车研发的第三代先进高强钢(QP980),由美国的一位教授于2003年提出的概念,是目前车身用钢板中综合性能优秀的冷成形钢种。抗拉强度可达到1000兆帕,即每平方厘米承受高达10吨的重量而不破坏。同时,它可替换目前广泛应用的600兆帕强度级别的第一代先进高强钢,从而实现相关零部件减重达20%。

同时,柔性远程激光焊接技术平台,也由通用汽车中国科学研究院主导研发,在2016年获得了有“发明届奥斯卡”之称的R&D100大奖。可以免去对镀锌钢板的锌层进行预处理的环节,使生产效率提高3~5倍,生产面积减少50%-70%。

“我们期待通过基础科学研究在技术源头寻求突破,并通过与供应商和创业公司的开放式创新合作将实验室里的发明投入商业化应用。我们的研究员力争实现创新价值的最大化,造福更多消费者。”杜江凌表示。

从上述动作看,通用汽车做“优质普惠型”车型不难实现。整体看,其电动化和智能化版图,也远不像表面上的“慢半拍”,它更像是在低调地比拼成本和可靠耐久。

关于通用汽车的下一个十年,钱惠康表示,中国ATC将依托过去十年积累的深厚的本土技术实力,为中国市场量身定制出行解决方案,满足中国消费者的需求。并凭借在这些关键领域的技术积淀,有效整合公司全球资源,在设计、研发和工程三方面协同发展,向着“零事故、零排放、零拥堵”的未来不断前行。

具体方向上,有两点值得注意:

其一是,据杜江凌介绍,其在担任通用汽车中国首席技术专家的同时,将代表通用汽车风险投资部门,对中国那些具有技术创新及商业模式创新的创业公司进行战略投资,结合通用汽车内部的创新,把通用汽车自身的创新水平提到新的高度。

其二是,在全面进入电气化、零排放的阶段,电池实验室将进一步加强固态电池的研发。通用汽车认为,固态电解质不易燃烧,可进一步提高电池的安全性,并且保障续航里程。

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