别克E5的车底,藏着一支「奥特能」超能队
作为上汽通用汽车在电动化和智能网联化新技术领域 700 亿元投入的重点项目之一,武汉奥特能超级工厂是继上海金桥奥特能超级工厂之后,上汽通用汽车倾力打造的第二座奥特能超级工厂。
随着它的投产,武汉分公司将成为上汽通用汽车重要的新能源生产基地,助力奥特能平台车型快速落地,为上汽通用汽车加速企业电动化转型和高质量发展提供源源不断的动力。
武汉奥特能超级工厂围绕科技、绿色、安全理念来打造,具备全球领先的高精度加工与装配工艺、高标准的品控管理和高柔性的共线生产能力,结合智能化、网联化、共享化、绿色化及全生命周期数据可追溯的智能制造科技,将为奥特能平台电池和电驱系统的高品质生产提供强大保障,为消费者带来「更安全、更智能、更性能」的技术体验。
首款奥特能平台车型——别克大五座智能纯电 SUV Electra E5 试装车
2022 年 12 月 19 日,上汽通用汽车别克品牌宣布将推出基于 Ultium 奥特能电动车平台打造的首款量产车型——别克 Electra E5,该车将于武汉奥特能超级工厂投产。
作为一款大厂原生的大五座智能纯电 SUV,别克 E5 深入洞察中国主流消费群体对于新能源出行高安全、高品质的需求,同步全球领先科技,将带来「加倍」安心、超越同级的智能纯电出行体验。
1、高精度的加工与装配工艺
武汉奥特能超级工厂电池车间的模组上线工位首次融合「机器人、3D 点云视觉、力控感知」技术于一体,安装精度可达 0.2mm,有效避免模组在组装过程中由于磕碰造成的潜在安全风险,确保装配过程电池零损伤。
数字孪生机器人结合 3D 视觉定位进行高精度安装
电池模组拧紧工位首次使用六轴全自动一次性拧紧的装配技术,相比同类工艺效率提升 50%,且拧紧过程关键参数扭矩、角度可 100% 监控与追溯,工艺精度和质量达到行业领先。
数字孪生机器人将电池模组装入电池壳体当中
电池包的涂胶、合盖、拧紧工艺,全部基于数字孪生技术的机器人来自动完成。在设计涂胶装配方案时,针对轨迹、速度、出胶量等工艺参数进行数百次虚拟仿真,并结合大数据算法导出最优参数,生产时将多次运行后的最优程序输出到现场设备。
通过采用深度学习算法的视觉技术进行多重质量保证,安装工艺实现测量精度小于 0.1mm,为奥特能电池包满足 IP67 防尘防水和 IP6K9K 高压喷水防护的密封等级提供关键保障。
得益于世界一流的设备,武汉奥特能超级工厂的电驱车间机加工线实现了从上料、加工、清洗、测试、检测到下线的全过程自动化生产,全线纳入 2 微米工程,从制造、测试、检查全过程,实现微米级超高精度加工。
高精度、高自动化的奥特能电驱车间机加工生产线
电机的定子和转子装配采用行业首创的自适应浮动导向设计,开发灵敏浮动单元,结合伺服压机力感知技术,提高定位精度和装配质量。
并且安装全过程采用闭环监控,将电机装配精度控制在 50 微米以内,相当于一根头发丝的直径。
电机(定子/转子)装配工位首创高精度浮动装配单元技术
举个最直观的例子,别克E5电池壳体对整车的扭转刚度提升约45.8% 、整车带电池包的扭转刚度35,000Nm/Deg,领先于行业水平。
在多位置柱碰保护能力方面,国际和国内的柱碰标准都是考察车侧单一位置柱碰能力,别克 E5 曾模拟从 A 柱到 C 柱连续多位置进行柱碰,以此考察每排模组各个区域的强度,更有效保护电芯及模组安全,数据上均超越标准。
2、高标准的品控管理
武汉奥特能超级工厂电池车间的整包电测工艺可模拟电池包在整车上的真实运行工况进行电性能测试,包含 15 个测试步骤和 3000 条测点内容,确保电池包的高品质和性能的一致性。
在电池包电测过程中运用红外热成像设备来实时监测电池包温度,对于发热异常有质量缺陷的电池包能够准确识别,提高产品质量和安全性。
得益于奥特能平台业内首创的可无线通讯的电池管理技术,武汉奥特能电池车间是继上海奥特能超级工厂之后第二个在产线上采用无线通讯技术的车间,在电测预检环节可避免传统电池测试接头插拔带来的零件损伤,大幅提升装配质量和产线效率。
整个测试放电过程将进行能量回收,多余能量反馈至电网,降低了生产过程中的能源损耗,实现更绿色更节能的生产。
模拟真实行车工况进行电池系统性能检测
电池包壳体和电池冷却系统的密封质量,关乎电池系统运作的可靠性和安全性。
电池车间采用了行业最严苛的电池包密封测试标准,从零部件开始,就运用高精度气密仪对电池来料、过程及总成进行 100% 气密性检测,且结果可全生命周期追溯。
如此一来可保证电池模组和其他元器件工作环境的稳定性,大幅提升产品耐用性,延长使用寿命。
100% 气密性检测
值得一提的是,常规的密封性测试方法耗时长且易受环境影响,因此武汉奥特能超级工厂通过对现有泄漏测试曲线数据进行统计分析,运用机器学习方法建立预测算法模型,实现泄漏测试时间的缩短以及不同温度下的泄漏量自适应补偿,确保产品交付质量。
电驱车间采用严苛的最终性能测试标准,会模拟整车真实工况,结合数理统计、相关特性分析,进行智能诊断,对电驱整机进行包含密封、绝缘、功能 3 大类共 7 大项的性能测试,别克 E5 的密封性能均达到 IP67 防尘防水和 IP6K9K 高压喷水的防护等级。
最终下线前还会采用机器人智能视觉技术进行产品下线智能质量检查,相比于传统人工检查方式更快速可靠。同时,结合工业大数据及视觉追溯技术,通过对每个零件的生产全过程质量数据分析和精确追溯,确保产品零缺陷。
3D 视觉机器人对奥特能电驱下线总成进行质量检查
3、高柔性的共线生产能力
奥特能电驱车间拥有世界一流水平的高柔性、高精度、高自动化的机加工生产线。
针对前/后驱不同造型的电驱单元,利用人工智能算法与虚拟仿真技术,通过数字化工艺开发,自动化工艺编排,全面化校核验证,实现工艺规划全过程智能化设计,助力柔性化生产。
立式双面夹具设计可适应不同型号的前后驱电驱及衍生子型号产品
武汉奥特能超级工厂的电驱车间首创模块化、柔性化的压装单元,8 台柔性压装单元设备即可实现 54 个零件的高精度自动压装,未来可逐步实现 2 大系列、高达 22 种电驱子型号的共线生产。
在实现柔性压装的同时,该设备还具备压装全过程的质量监控能力,确保质量万无一失。
加上电池车间可柔性生产 8 模组和 10 模组不同电池包的能力,武汉奥特能超级工厂可满足上汽通用汽车未来多款奥特能平台纯电车型三电系统的生产需求。
4. 自研三电科技,解决用户焦虑
众所周知,电池安全焦虑与性能衰减焦虑是消费者选购电动汽车最大的顾虑。根据应急管理部消防救援局发布的数据,在 2021 年全国新能源车发生的火灾事故约 3000 起,起火概率约 0.038%,高于燃油车的 0.01~0.02%。这些事故不仅是生命财产不可挽回的损失,更成了消费者在选购新能源车时绕不过去的「安全焦虑」。
别克 Electra E5 深刻洞察用户需求与焦虑,通过在静置、充电、行驶及碰撞等全场景多层级的安全防护,为用户打造更安全、更安心的用车体验。
在电芯方面,别克采用与供应商合作定制的专属配方 811 正极电芯材料,在正极配方中定向掺杂稀土元素铆定游离氧,同时原位涂层包覆搭建核壳结构,减少正极发生负反应,降低氧的释放量。此举比基础配方提升 10% 热稳定性。
并通过「车云」-结合的电池健康监测系统和业内首创可无线连接的电池管理系统实现精准无线管理,时时云端协同。
别克 Electra E5 作为别克首款奥特能平台越级大五座智电 SUV,别克 Electra E5 采用通用汽车自研三电系统,依托通用自研的技术优势,通过自研高效电驱系统及等系列科技对抗性能衰减,提供两驱和四驱多种动力组合,CLTC 续航里程超过 600 公里。
行业领先的自研奥特能 8 合 1 电驱系统采用先进的扁线工艺,集成度更高,加之全方位的静音技术,为用户带来更性能、更舒适的驾乘感受。整体实现了三电系统更安全、更可靠的能力提升,满足中国主流消费群体对于新能源出行高安全、高品质的需求。
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