General Motors потерпела неудачу в своих амбициях в отношении электромобилей, когда в августе компания объявила о третьем отзыве полностью электрического Chevrolet Bolt . Компания отозвала все 141 000 автомобилей Chevy Bolts, позже подтвердив, что загорелись 16 автомобилей. GM указала на недостатки производства аккумуляторов как на виноватую, а именно на «порванный анодный язычок и сложенный разделитель» в нескольких отдельных элементах. Тем не менее, наши беседы с несколькими ведущими аналитиками по аккумуляторным батареям позволили рассмотреть проблемы аккумуляторных батарей Bolt в более широком контексте.
«Это не черно-белая проблема, как в ячейке, есть дефекты или нет», – сказал Луис Хруска, технический консультант, проработавший в Duracell 12 лет, где он занимал руководящие должности в производстве передовых аккумуляторов. В течение четырех лет он занимал должность технического директора Duracell по аккумуляторным батареям.
Хруска считает, что устранение разрывов и складок – стоящая цель, но недостатки и вариации, иногда измеряемые долями миллиметра, довольно распространены. «Конструкция аккумуляторной системы также должна быть достаточно устойчивой, чтобы компенсировать некоторые недостатки без катастрофического отказа», – сказал он.
Самая неотложная цель системы управления батареями электромобиля – предотвратить распространение перегрева в одной ячейке на остальную батарею. Первая мера безопасности – это создание почти безупречных ячеек, а второй уровень защиты – обнаружение проблемных ячеек и модулей и их изоляция. «Это два уровня техники безопасности, – сказал аналитик Сэм Джаффе, вице-президент Battery Storage Solutions в исследовательской и консалтинговой компании E Source. «Вам не нужны дефектные ячейки, но иногда вы все равно их получаете».
Джефф сказал: «В случае с Bolt оба слоя выходили из строя более дюжины раз».
Представитель General Motors на этой неделе сообщил Autoweek, что «Bolt EV не имеет конструктивной особенности, позволяющей отключать отдельный аккумулятор». Вместо этого GM использует автомобильные мониторы, данные заводской сборки и данные об использовании клиентами для обнаружения «ненормального поведения». В этом случае можно использовать систему управления автомобилем, чтобы «ограничить всю аккумуляторную батарею до минимального количества ячеек».
GM и южнокорейская компания LG Energy Solution, поставщик аккумуляторов, быстро переходят к замене аккумуляторных блоков всех электромобилей Bolt 2017-19 модельного года (и некоторых моделей 2020-22 годов). Это беспорядок на 2 миллиарда долларов.
Производство электромобилей – сложная задача
Линия сборки батареи клеток можно сравнить с газетной типографии. Но вместо бумаги в аккумуляторных элементах электромобилей используются ультратонкие рулоны фольги, пропущенные через машину для нанесения покрытий на металл. Рулоны обычно имеют ширину менее метра, но тысячи метров в длину.
Каждый металлический слой «тоньше алюминиевой фольги, используемой на вашей кухне», – сказала Хруска. «Фольга настолько тонкая, что легко рвется при неправильном обращении с автоматизированным технологическим оборудованием». Листы покрываются, сушатся, нагреваются, разрезаются, складываются, свариваются и складываются, как колода металлических игральных карт.
Каждый аккумуляторный элемент Bolt, упакованный в пакеты, состоит из сотен слоев.
Безопасная и эффективная зарядка и разрядка батарей требует пропускания высокого напряжения через эти уложенные друг на друга слои анодного и катодного материала с разделительным слоем для предотвращения физического контакта между ними. «С производственной точки зрения у вас есть много тысяч таких вещей, которые нужно правильно выровнять и соединить», – сказал Хруска.
Сэм Абуэлсамид, аналитик по мобильности в Guidehouse Insights, сказал: «Эти вещи опасны и требуют очень тщательного контроля производственного процесса, проверки, тестирования и обращения во время транспортировки». Он сказал, что упаковка Chevrolet Bolt не единственная, которая может перегреться или загореться. Среди автопроизводителей, которые отзывают о пожарах, также есть BMW, Chrysler, Ford, Hyundai, Mitsubishi и Tesla. «Никто не застрахован», – сказал Абуельсамид.
Эксперты по аккумуляторным батареям также подчеркивают, что возгорание в электромобилях происходит реже, чем в автомобилях с бензиновым двигателем. Например, Абуельсамид сказал, что в 2018 году произошло 212000 возгораний газовых автомобилей из 290 миллионов автомобилей. «Это примерно в 10 раз чаще, чем у Bolt», – сказал он.
Обсуждение дизайна упаковки Bolt
На протяжении большей части последнего десятилетия крупнейшие мировые автопроизводители, включая General Motors, уступили рынок электромобилей Tesla. Компания Илона Маска была единственным игроком, сосредоточившимся на крупномасштабном производстве электромобилей большой дальности и большой дальности . По мере роста продаж и рыночной стоимости Tesla General Motors оставалось продавать относительно небольшое количество экземпляров своего 82-мильного Chevy Spark EV и подключаемого гибрида Volt. Эти модели были сняты с производства в 2017 и 2018 годах соответственно.
В ответ GM в конце 2016 года выпустила Bolt, свой первый электромобиль для массового рынка дальнего действия. Однако Джаффе считает, что GM срезает углы с развитием Bolt. «Когда я впервые увидел стаю Болта, я был поражен тем, насколько близко расположены эти клетки», – сказал он.