提示
.車上遍布質(zhì)檢章，證明Volt制造時(shí)有嚴(yán)格的品控。
.電氣布局便于整合新的模塊和IC。
.加固性功能(如泡沫與膠帶)，適應(yīng)高要求的汽車環(huán)境。大量的軟件診斷功能，確定汽車的安全與可靠性。
有時(shí)候，工程師得到的任務(wù)不僅會挑戰(zhàn)自己以往的經(jīng)驗(yàn)，而且純粹是種娛樂。這就有一個(gè)例子：UBM TechInsights的產(chǎn)品營銷經(jīng)理John Scott-Thomas與Munro & Associates的高級經(jīng)理與“設(shè)計(jì)先知”Al Steier最近完成了一個(gè)拆解Chevy Volt插電式混動型汽車的工作，查看了這款車的秘密，以及設(shè)計(jì)人員如何在汽車內(nèi)整合各種技術(shù)。通過對Volt三天的創(chuàng)造性拆卸工作，他們了解了有關(guān)該車的很多東西。
電池塊
288芯的Volt鋰離子電池塊，由四個(gè)排列成T字形的模塊組成，置于后座下以及與前座的“通道”內(nèi)。四個(gè)模塊連接到匯流條，電池塊觸點(diǎn)上連接著一個(gè)安全斷路器(圖1)。
圖1: 375磅(170公斤)的鋰離子電池塊是Volt車的心臟。汽車的系統(tǒng)與軟件維持著電池塊的健康，以獲得更長的使用壽命(感謝Munro & Associates)。
電池塊被物理上分成多個(gè)包裹塑料殼的薄片，每個(gè)片內(nèi)有兩個(gè)電池芯。一個(gè)攜有五通道冷卻劑的散熱片將兩只電池芯分隔開來。電氣上，三只電池芯為一組，互相并聯(lián)，這樣的96組再串聯(lián)，從而使288只電池芯產(chǎn)生360V電壓，容量為16 kWhr。為延長電池壽命，電池永遠(yuǎn)不會滿充或完全放電，因此它只使用電池容量“中段”的9.4 kWhr。
LG Chem是電池的生產(chǎn)商，它采用了鋰錳尖晶石化學(xué)類型，但GM已從美國Argonne國家實(shí)驗(yàn)室獲得了鈷化學(xué)電池的許可，這表明它可能在近期轉(zhuǎn)換到鎳錳鈷電池。電池冷卻液電路是Volt四個(gè)電路中的一個(gè)，每個(gè)都有自己的控制器和制冷模塊。其它三個(gè)冷卻循環(huán)分別用于內(nèi)燃引擎，兩個(gè)電機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換器，以及電力線插入充電器的電源轉(zhuǎn)換器。
當(dāng)電池工作溫度低于最佳運(yùn)行溫度時(shí)，液體將電池加熱到運(yùn)行狀態(tài)，然后對其做冷卻以避免過熱。即使汽車未開動，控制電路也會激活冷卻循環(huán)，以防止在酷暑下電池過熱，或寒冷天氣下電池過冷。因此，當(dāng)汽車并未使用時(shí)，也要將Volt接在它的外接充電器上，從而避免這些狀況下耗盡電池電量。
電池塊冷卻循環(huán)采用的是軟管夾連接，這表明該車是限量產(chǎn)生的汽車。大批量的生產(chǎn)會采用硬焊式連接。軟管夾與每個(gè)電池塊上都有三個(gè)質(zhì)檢員的印章，表明組裝經(jīng)過了仔細(xì)的檢查，確保這個(gè)8000美元的Volt核心部件的質(zhì)量與功能。
控制與監(jiān)控
拆解表明，復(fù)雜的Volt電池塊同樣也有復(fù)雜的控制與監(jiān)控，這也是整部車的特點(diǎn)。Scott-Thomas發(fā)現(xiàn)，汽車價(jià)值的40%在它的電子部分，特征是幾乎有100只車載微控制器。大約1000萬行代碼用于控制這套電子組件，比波音787 Dreamliner的800萬行控制代碼還要多。
對于電池塊，Scott-Thomas注意到，電池的長壽命是一個(gè)重要的目標(biāo)。為此，制造商將電池塊的溫度波動調(diào)節(jié)在2°F之間，并對各個(gè)電池芯之間的充電作均衡，從而每個(gè)壽命周期都有相同的速率?？刂栖浖€會考慮到制造的差異，以及老化中的其它變量。
例如，控制器會在充電時(shí)監(jiān)控每個(gè)電池芯的電壓。為確保每個(gè)電池芯都有相同的最大充電量，如果某個(gè)電池芯先充滿，則該電池芯接一個(gè)電阻旁路，防止其過充，而其它電池芯繼續(xù)充電。Scott-Thomas稱：“控制與軟件的水平難以估量”。汽車的控制器監(jiān)控著電池塊的電壓與溫度，每秒要做10次500個(gè)診斷，哪怕汽車處于停車狀態(tài)。
電池接口與監(jiān)控模塊均裝在電池塊的前面。這個(gè)單元有四塊橙紅色監(jiān)控PCB，表示內(nèi)有高壓，每個(gè)PCB用于一個(gè)電池塊(圖2)。占據(jù)這些PCB的芯片來自飛思卡爾、LG Chem以及意法半導(dǎo)體公司;LG Chem與意法半導(dǎo)體芯片采用了雙極CMOS DMOS(擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù)。中壓電路板為藍(lán)色，低壓PCB為綠色。整個(gè)制造過程都有質(zhì)量檢查;每個(gè)電池連接器上都有多名質(zhì)檢員的質(zhì)檢章。
圖2 :在電池接口/電池監(jiān)控PCB上，每只電池芯上的傳感器都監(jiān)護(hù)著溫度與電壓。它們的數(shù)據(jù)被送至集線器，在那里，每10個(gè)電池芯的讀數(shù)由一個(gè)電路數(shù)字化，送給微控制器。光電耦合器將一個(gè)公共總線送至轉(zhuǎn)換器模塊中的主控制器
