如今智能电动车安全问题愈演愈烈,脱离安全问题讲智能那完全就是在耍“流氓”,有了安全和智能少了性能,好像又缺少了些“灵魂”。下面我将通过安全、智能、性能这三个维度来解读奥特能平台的——“一个都不能少”。
通用汽车的奥特能(Ultium)平台早在6/7年前便开始研发,是通用汽车第三代全球电动车平台,也是业内首个采用无线管理系统的电动平台,发布于2021年9月14日。目前热度很高的纯电LYRIQ锐歌,就是上汽通用汽车引入奥特能电动车平台的首款车型。接下来就让我们一起来看看奥特能平台电池包到底有哪些黑科技?在面对各种严苛的考验时到底表现如何?
电池振动试验台架
1、道路千万条安全第一条,奥特能平台在电池安全方面有何建树呢?
奥特能电动车平台一切技术都是以安全为基础所延展的,所以安全是重中之重,该平台的安全具体由四大层面组成分别是,远超国标的开发和试验标准、专属电芯配方、七重核心电池热管理技术、强化的全新电池物理防护架构。
该平台满足ASIL-D系统安全的最高等级,这是汽车行业电子电气系统安全层面的最高标准。
奥特能电池实验标准及成绩
以电芯方面举例,整个电芯的设计开发与验证由通用汽车、上汽通用汽车、泛亚汽车技术中心和电芯供应商共同完成,设计开发中深入参与电芯材料体系制定、制造工艺、性能评估、安全滥用和成本控制五大方面。基于通用汽车全球统一的安全与性能标准,联合本土供应商在811 NCM基础配方上研发出奥特能平台的专属优化配方,实现高热稳定、低衰减、长寿命的特性。
电芯
其次,奥特能电池包拥有电芯间隔热墙、抑制热扩散技术、集成式液冷系统、模组和整包防火设计、后置大面积防爆阀、防拉弧设计、实时智能监控等七重核心电池热管理技术,其中包含了它多项的专利技术,尤其是集成式液冷系统。电池包内部每个模组都配置了专利设计的集成式独立液冷板,比起业内常见的电池包集中式液冷板设计,换热效果提高约10%;同时液冷系统通过独特的流量控制,可以控制电芯间的温差在1摄氏度,确保了电芯老化的一致,提升了电池寿命。
Ultium电池包壳体采用超高强度的井字形框架结构
电芯做得足够安全还不够,电池外壳方面采用了高强度井字形结构,多根1500MPA 超高强度钢横梁进行加固(12模组是5根横梁,10模组4根,8模组3根)。上盖总成采用1500MPA超强侧边防护梁,托盘总成采用1000MPA的底部防护。高强钢应用占比约61%,超高强钢应用占比37.5%,整包的抗挤压性能为国标要求的 3 倍。
除此之外,即使在发生碰撞后,在5秒内即可完成主动放电,确保事故后救援安全,同时后置大面积防爆阀跟模组和整包的快速排气通道相结合,可以迅速排出高温气体。
2、首创无线通讯的电池管理系统
传统的电池包的每个模组都是需要通过线束连接来进行电池管理的,而奥特能电动车平台可无线连接的电池管理系统能减少90%线束,同步减少大量连接器和接插件,大大降低传统线束老化带来的风险,具备更低的故障率,从而提升系统运行的质量和寿命。
同时,因为减少了90%的线束在电池的装配流程上将更加简洁,从而提升整包的生产质量及效率,同时也极大地降低了售后维修中模组的更换难度。
看到这的朋友一定会问,无线连接的电池管理系统如果出现信号弱的情况怎么办?无线通讯管理单元失效时又该怎么办?
首先,基本不会出现信号弱的情况,因为该系统拥有15路信道智能随机调频,在配上112dB 射频链路预算,能够超强抗干扰,具有高可靠、高速率、高安全的信号传输。
当有模组出现热失控并导致该模组的CMU无线通讯管理单元失效时,失效模组周边的CMU无线通讯管理单元将会主动唤醒电池管理模块进行急速冷却,实现全天候无死角的热失控监测。
为了以防万一,车-云”两端相结合的电池健康智能监测系统,能够实现车端实时热失控监测- 集成气压/温度/电压三重传感器,确保无漏报、误报;全天24小时不间断、高频率的监测电池包和电芯状态,一旦检测到失控风险,会主动唤醒电池管理模块,并在第一时间自动采取快速冷却,保障电池包安全。
最后为了应对多温域的用车场景(可简单理解冬季和夏季及各种极端天气),奥特能平台车型还搭载了全新开发的BEV HEAT高效综合热管理系统。
该系统可整合空调、电池和电驱三大热系统来进行整车热管理,适用温度区间宽,效率高。可利用电池进行蓄热,制冷剂直接对空气换热,座舱可快速出热风或出冷风降温。同时能覆盖不同温度下的多场景、多工况,为冬季低温和夏季高温用车带来更好的座舱舒适性、更佳的驾驶品质和更低的能耗。
3、均衡发展的奥特能平台“更性能”
一说到性能首先想到的是“快”,燃油车要想快就得看,电动车则就是驱动电机。奥特能平台的3种功率的电驱单元分别用于前驱主力电机、后驱主力电机和后驱辅助电机。以凯迪拉克LYRIQ锐歌后驱车型为例,它采用3合1的电驱单元,峰值功率255kw,峰值扭矩440Nm,最大驱动电机系统效率可达96%。
能够达到如此的高效率,背后的功课自然不能少。得益于电机扁线技术能够进一步提升电机峰值和持续性能,电机自粘铁芯能够有效的提升电机效率和NVH水平,值得一提的是-所有奥特能平台电驱单元的电机和减速箱均采用油冷方式,采用内置油泵,可主动喷油进行润滑与冷却,提升了系统综合效率。
奥特能电动车平台支持多种电池和电驱组合方案,满足不同续航里程、不同驱动形式、不同性能的产品,可覆盖轿车、、、皮卡等不同轴距和尺寸的各类造型需求。这意味着将极大的缩短平台的开发周期,通用旗下的、乃至凯迪拉克的第二款车型将极大的缩短开发周期加速上市进程。
目前中国市场初期,奥特能电池包会采用8模组、10模组和12模组三种组合,模组单元的尺寸一致,电池包的宽度和高度尺寸固定,而长度柔性化,可通过模组的增减来满足不同尺寸、不同续航里程的车型。
最后就是关于补能体系,泛亚在电动车开发前期就进行全场景的充电分析,从车端、桩端、用户行为端来分析和判断影响充电过程和效果的因素,籍此开发了充电异常检测算法,进行台架系统和整车级别的主动故障注入测试;同时,还对市场占有率TOP10的运营商品牌进行充电融合测试,实现主流充电桩品牌的全覆盖。
核心目标是主动标记有问题的充电桩点,避免客户踩坑;并对稳定性差的补能充电桩也能更好地做到兼容并蓄。
写在最后
如今电动车起火事件从概率上是不高的,但是难怕发生一起,都有可能危害到人们的生命及财产安全,所以电动车的电池安全极为重要。无论是发生碰撞后起火还是充电中和静止中起火,起火原因大致归咎于电池热失控。