中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：通用汽車“科技日”活動(dòng)自2011年以來每年都會(huì)舉辦一次，向我們展示通用汽車部分前沿的汽車技術(shù)研發(fā)成果。12月9日，通用汽車中國(guó)公司2013科技日活動(dòng)如期進(jìn)行，我們?cè)僖淮蝸淼搅送ㄓ闷嚿虾Ｇ罢凹夹g(shù)科研中心。這次以“探秘車之未來”為主題的科技日帶來了怎樣的技術(shù)研發(fā)成果？下面隨我去看看。(由于科研實(shí)驗(yàn)室為高度機(jī)密之地，不允許拍照，文中的圖片均由廠家提供)
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● 關(guān)于通用汽車中國(guó)前瞻科研中心
作為通用汽車全球產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略的重要組成部分，通用汽車中國(guó)前瞻科研中心于2010年7月份在上海通用汽車園區(qū)內(nèi)破土動(dòng)工，一期和二期分別于2011年和2012年已落成。
通用汽車中國(guó)前瞻科研中心主要是為通用汽車在華乃至全球未來車型提供技術(shù)發(fā)展解決方案，目前研究的項(xiàng)目主要涵蓋5個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：電池、輕量化材料、先進(jìn)制造工藝、發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱系統(tǒng)以及車聯(lián)網(wǎng)的駕駛體驗(yàn)。由于時(shí)間安排原因，這次活動(dòng)我們并未能一一參觀，下面我們主要來看看通用汽車在電池技術(shù)、輕量化材料等方面的研究成果。
● 電池實(shí)驗(yàn)室：三元鋰電池
電池的技術(shù)瓶頸是目前電動(dòng)汽車發(fā)展的一大障礙，研發(fā)出體積小、能量密度大、高效安全的電池，是各大汽車廠商致力發(fā)展的方向。在去年的科技日活動(dòng)上，廠商僅展出了單體鋰電池樣本，而這一次將有機(jī)會(huì)深入到電池實(shí)驗(yàn)室了解更多的技術(shù)細(xì)節(jié)。
目前實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的是第三代單體鋰電池，會(huì)應(yīng)用到未來新能源車型上，采用的是三元材料(即錳、鎳、鈷)。目前常見的動(dòng)力電池有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種，據(jù)了解三元鋰電池的能量密度以及充放電性能都要優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，不過安全性就受到質(zhì)疑。
實(shí)驗(yàn)室已具備單體電池的組裝工藝能力，即電池材料制備（粉末到漿料）、電極涂布、電池制造等一系列工序。目前研發(fā)的第三代單體電池，能量密度達(dá)到150-170瓦時(shí)/公斤，現(xiàn)階段看來已經(jīng)比較理想。由于從單體電池到電池組，會(huì)存在能量密度下降的情況，因此如何保證最終電池組擁有較高的能力密度也是至關(guān)重要的。
另外，由于三元材料(錳、鎳、鈷)的特性原因，三元鋰電池的安全性能備受質(zhì)疑，因此保證其安全性能是非常重要的，這部分由電池系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室來完成。目前通用汽車在全球擁有三大電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，分別位于中國(guó)上海、美國(guó)沃倫(Warren)和德國(guó)Mainz-Kastel。電池系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室可以對(duì)單體電池以及電池包在各種環(huán)境溫度下進(jìn)行充放電性能測(cè)試，以驗(yàn)證電池效能以及安全穩(wěn)定性能。
當(dāng)然了，電池包的試驗(yàn)要比單體電池實(shí)驗(yàn)復(fù)雜很多，比如沃藍(lán)達(dá)的T型電池（內(nèi)含96組電池共288個(gè)單體電池），充放電測(cè)試所需的充電功率非常大，同時(shí)要對(duì)各個(gè)電池單元的電壓、電流以及溫度等電池管理系統(tǒng)的試驗(yàn)，處理的信息量非常大，對(duì)于設(shè)備的要求也是非常高的。除了上面提到的這些安全性能測(cè)試外，還有一個(gè)更重要的是電池碰撞安全。目前上海的這個(gè)電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室還沒具備這個(gè)測(cè)試能力，未能了解更多的細(xì)節(jié)。
● 輕量化材料實(shí)驗(yàn)室：鎂合金材料
目前輕量化材料的應(yīng)用也越來越受到汽車廠商的重視，比如為了降低車重，采用鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、鋁合金車身等等，顯然，在保證安全性能的前提下，更輕的車身，可以實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)燃油性以及更好的駕駛性能。車輛重量每減少10%，就相應(yīng)提高6-8%燃油經(jīng)濟(jì)性。
鋁合金材料比鋼輕，目前在汽車的應(yīng)用已比較常見，鎂合金而則更輕，只有鋁合金的三分之二，鋼的四分之一，是一種更為理想的輕量化材料。
在實(shí)驗(yàn)室里，科研人員給我們展示了鎂合金鑄造的車門內(nèi)飾板、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架、后尾箱內(nèi)板，輕量化效果非常明顯。當(dāng)然，目前鎂合金的造價(jià)也不菲。據(jù)了解，目前鎂合金貴主要體現(xiàn)在材料成本以及工藝成本上，而目前鎂合金材料成本比鋁貴20-30%，如通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝以及擴(kuò)大規(guī)模，未來有望降低使用成本。
另外，由于鎂金屬化學(xué)性質(zhì)比較活潑，因此鎂合金在高溫下的穩(wěn)定性也會(huì)影響其應(yīng)用范圍。不過據(jù)工作人員介紹，通用汽車中國(guó)科學(xué)研究院和通用汽車北美研發(fā)中心已攜手開發(fā)的一種新型專利鎂合金材料已經(jīng)突破了傳統(tǒng)鎂合金所能耐受的攝氏120度高溫上限，達(dá)到攝氏175度，這使得這種新型鎂合金材料可以直接應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件上(科爾維特)。
● 概念車整車集成實(shí)驗(yàn)室
據(jù)介紹，概念車整車集成實(shí)驗(yàn)室總面積大約為1000平方米，配備5個(gè)功能區(qū)，包括測(cè)繪室、金屬車間、機(jī)械加工車間、木工車間及制備區(qū)域等字實(shí)驗(yàn)室，不過這次我們只參觀了測(cè)繪室和木工車間。
藍(lán)光掃描儀在汽車研發(fā)中心比較常見，原理是先在零件表面貼上標(biāo)識(shí)點(diǎn)，然后使用藍(lán)光掃描儀在不同角度對(duì)零件進(jìn)行掃描，最后通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行組合計(jì)算，就能得出3D圖。掃描出來3D圖的精確度取決于掃描的角度和標(biāo)識(shí)點(diǎn)的多少，這套藍(lán)光掃描儀最高能精確到0.05mm。此外用藍(lán)光掃描儀掃描加工出來的零件，還可以顯示與原設(shè)計(jì)圖的差異，通過熱力圖直觀顯示出來，方便技術(shù)人員做進(jìn)一步的調(diào)整。
5軸加工機(jī)的加工可以說是全方位的，除了常規(guī)的X/Y/Z軸外，還包括水平與垂直兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量，因而可以加工表面非常復(fù)雜的零件。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出的三維圖，可以通過這個(gè)機(jī)床按照一定比例高精度的加工出來，便于對(duì)模型的修改與調(diào)整，同時(shí)可以節(jié)約加工的時(shí)間。顯然，擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以幫助工程師們進(jìn)行快速評(píng)估、快速?zèng)Q策，更加直觀地觸摸產(chǎn)品的雛形，提高研發(fā)速度。
● 結(jié)構(gòu)底盤實(shí)驗(yàn)室
結(jié)構(gòu)及底盤實(shí)驗(yàn)室主要針對(duì)底盤零部件、變速器換擋桿、輪胎及車輪零件開展測(cè)試。除此之外，還具備進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)、前/后蓋系統(tǒng)、車門系統(tǒng)以及玻璃升降器耐久性的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，以及相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)。
工程人員給我們展示了變速器換擋桿的耐久性測(cè)試。連接好傳感器的變速器換擋桿被置于一個(gè)密封艙里，可以通過機(jī)器對(duì)換擋的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，而密封艙可以模擬周圍環(huán)境(溫度、相對(duì)濕度等)，這樣在模擬實(shí)際的用車環(huán)境進(jìn)行耐久性測(cè)試。
工程人員介紹，通過這套設(shè)備對(duì)變速器換擋桿進(jìn)行了22萬次(相當(dāng)于實(shí)際用車6年)的測(cè)試，通過電腦記錄的數(shù)據(jù)，不斷其進(jìn)行改善，盡可能地減少設(shè)計(jì)缺陷。一輛車從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)到用戶手中，都必須經(jīng)過各種測(cè)試和改進(jìn)，才能保障車的使用可靠性，而這些擁有先進(jìn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室提供了很好的基礎(chǔ)。
總結(jié)：通過這次的科技日活動(dòng)，我們可以了解到，通用汽車目前在輕量化材料、電池技術(shù)等方面都取得了積極進(jìn)展，作為消費(fèi)者的我們更希望汽車廠商更快地將這些先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到汽車制造中，讓更多的消費(fèi)者可以科技進(jìn)步帶來的好處。
