通用Ultium奧特能平臺(tái)技術(shù)強(qiáng)在哪?
隨著新能源市場(chǎng)越來(lái)越成熟,油改電的產(chǎn)品正在被迅速替代,正向開(kāi)發(fā)的純電平臺(tái)越來(lái)越多,而通用的純電平臺(tái)就是“Ultium”,意為“終極與無(wú)窮”,中文名也很接地氣,叫“奧特能”,連想奧創(chuàng)、奧特曼、奧特萊斯,似乎名字帶”奧“的都絕非無(wú)能之輩。
當(dāng)BBA列強(qiáng)們還在通過(guò)“油改電”的方式小心試探,像大象一樣笨拙地轉(zhuǎn)身時(shí),通用的轉(zhuǎn)型真的很剛。而奧特能平臺(tái)的首款車型凱迪拉克LYRIQ,想必大家或多或少了解過(guò)一些,產(chǎn)品實(shí)力很強(qiáng),未來(lái)奧特能平臺(tái)也將成為通用三大品牌全新電動(dòng)車的平臺(tái)。那么奧特能平臺(tái)能否點(diǎn)亮通用的科技樹(shù),一切還得回本溯源,從平臺(tái)最基礎(chǔ)的技術(shù)說(shuō)起。
奧特能平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)大致可以歸納為三點(diǎn)—— 安全 & 智能 & 性能
滿足ASIL-D系統(tǒng)安全的最高等級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)
無(wú)論何時(shí),安全永遠(yuǎn)是新能源車的重中之重,而奧特能平臺(tái)做到了滿足ASIL-D最高等級(jí)的系統(tǒng)安全,可能大家對(duì)這個(gè)ASIL-D不太熟悉,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自2011年發(fā)布的《道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)》 ISO 26262,其中一個(gè)步驟就是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,標(biāo)準(zhǔn)為“汽車安全完整性等級(jí)”(ASIL,Automotive Safety Integration Level),從低到高分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí),跟各位學(xué)校和公司績(jī)效評(píng)級(jí)是相反的,ASIL-D在車輛安全當(dāng)中是最高級(jí)。
1)遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):奧特能平臺(tái)的電池開(kāi)發(fā)和測(cè)試嚴(yán)格遵循了通用汽車全球新能源車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)條件遠(yuǎn)高于中國(guó)新能源車的國(guó)標(biāo)。例如電芯選料階段,采取100%電芯DCR(直流內(nèi)阻)檢測(cè),試驗(yàn)累計(jì)測(cè)試達(dá)320萬(wàn)小時(shí)以上。電池包跌落試驗(yàn)國(guó)標(biāo)要求是1m高,奧特能用2m高;擠壓試驗(yàn)國(guó)標(biāo)是100kN,奧特能用300kN;針刺試驗(yàn)國(guó)標(biāo)要求電池包溫度>0℃、SOC>95%,而奧特能做到了溫度>45℃ SOC>97%。其他試驗(yàn)中也采用了高標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,例如電池包振動(dòng)試驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)是國(guó)標(biāo)的近3倍,鹽霧試驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)是國(guó)標(biāo)的20多倍,電芯溫濕循環(huán)次數(shù)是國(guó)標(biāo)的90多倍。
2)專屬電芯配方:與其他車企電芯直接由供應(yīng)商提供不同,通用在電芯設(shè)計(jì)階段就深度參與電芯化學(xué)體系設(shè)計(jì)和性能開(kāi)發(fā),奧特能平臺(tái)采用的電芯基于通用汽車全球統(tǒng)一的安全與性能標(biāo)準(zhǔn),聯(lián)合本土供應(yīng)商在811 NCM基礎(chǔ)配方上研發(fā)出的專屬優(yōu)化配方,具有高熱穩(wěn)定、低衰減、長(zhǎng)壽命的特性。據(jù)官方介紹,專屬電芯熱穩(wěn)定性比基礎(chǔ)配方提升了10%。
3)七重核心電池?zé)峁芾砑夹g(shù):
(1)電芯間隔熱墻(專利設(shè)計(jì)):使用加厚設(shè)計(jì)的納米級(jí)航天材料氣凝膠,能有效降低電芯間熱量傳遞。
(2)抑制熱擴(kuò)散技術(shù)(專利設(shè)計(jì)):獨(dú)特的“安全閥+快速排氣通道”設(shè)計(jì),快速降溫,抑制電芯熱失控時(shí)的熱量擴(kuò)散,也就是降低“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”的可能性。
(3)集成式液冷系統(tǒng)(專利設(shè)計(jì)):模組底部集成獨(dú)立液冷板,與傳統(tǒng)整包式液冷板設(shè)計(jì)相比,新系統(tǒng)的換熱效果提升10%左右,也使電池壽命整體提高約15%。
(4)模組和整包的防火設(shè)計(jì)(專利):上蓋防火專利設(shè)計(jì),電池上蓋內(nèi)置氣凝膠防火毯,對(duì)乘員和整車進(jìn)一步保護(hù)。
(5)后置大面積防爆閥:它跟模組和整包的快速排氣通道相結(jié)合,一旦熱失控可以迅速排出高溫氣體, 進(jìn)行快速散熱。
(6)防拉?。弘姵匕鼉?nèi)部高壓元器件具備在電芯熱失控后防止拉?。怏w放電)設(shè)計(jì)。
(7)“車-云” 實(shí)時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng):車端采用氣壓/溫度/電壓三重傳感器, 24小時(shí)不間斷、高頻率的監(jiān)測(cè)電池包和電芯狀態(tài),一旦檢測(cè)到失控風(fēng)險(xiǎn)會(huì)主動(dòng)采取快速冷卻以控制熱擴(kuò)散,保障安全;云端數(shù)據(jù)平臺(tái)基于電池全生命周期數(shù)據(jù),能夠提前識(shí)別電池析鋰、內(nèi)短、鼓脹、漏液等熱失控隱患,并提供周級(jí)別的電池健康異常預(yù)警,防患于未然,帶來(lái)更主動(dòng)、更智能的電池健康風(fēng)險(xiǎn)管理。
4)強(qiáng)化的全新電池物理防護(hù)架:奧特能平臺(tái)采用全新一代高強(qiáng)度井字形結(jié)構(gòu)電池防護(hù)架,超高強(qiáng)度鋼占比37.5%,高強(qiáng)度鋼占比約61%,整包的抗擠壓性能為國(guó)標(biāo)要求的3倍,此外還有IP67防塵防水和IP6K9K高壓噴水防護(hù)的密封等級(jí),在碰撞發(fā)生后,在5秒內(nèi)即可完成主動(dòng)放電,確保事故后救援安全。此外堅(jiān)硬的電池殼體對(duì)整車的扭轉(zhuǎn)剛度提升約45.8% ,整車帶電池包的扭轉(zhuǎn)剛度35kNm·度,對(duì)整車安全有促進(jìn)作用的同時(shí),也可以提升操控極限。
奧特能平臺(tái)的“智能”優(yōu)勢(shì)
無(wú)線電池管理系統(tǒng)(wBMS):奧特能平臺(tái)相對(duì)于其他車企純電平臺(tái)有一個(gè)最大的不同那就是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的無(wú)線電池管理系統(tǒng)(wBMS),可減少電池包內(nèi)90%的線束,同步減少大量連接器和接插件,大大降低傳統(tǒng)線束老化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。使用端可極大降低故障率,從而提升系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和壽命;在生產(chǎn)端也簡(jiǎn)化了電池的裝配流程,從而提升整包的生產(chǎn)質(zhì)量及效率,降低了售后維修中模組的更換難度。
“車-云”兩端相結(jié)合的電池健康智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng):基于wBMS系統(tǒng),電池模組通訊和監(jiān)控也變得更容易了,車端實(shí)時(shí)熱失控監(jiān)測(cè)集成氣壓/溫度/電壓三重傳感器,確保無(wú)漏報(bào)、誤報(bào);全天24小時(shí)不間斷、高頻率的監(jiān)測(cè)電池包和電芯狀態(tài),一旦檢測(cè)到失控風(fēng)險(xiǎn),會(huì)主動(dòng)喚醒電池管理模塊,并在第一時(shí)間自動(dòng)采取快速冷卻,保障電池包安全。云端數(shù)據(jù)平臺(tái)則基于電池全生命周期數(shù)據(jù),通過(guò)AI 融合多重機(jī)理特征構(gòu)建電池健康評(píng)估模型,并經(jīng)過(guò)海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練,多維度綜合評(píng)估電池健康狀態(tài),防患于未然,帶來(lái)更主動(dòng)、更智能的電池風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防管理。
BEV HEAT高效綜合熱管理系統(tǒng):奧特能平臺(tái)車型搭載了全新開(kāi)發(fā)的BEV HEAT(Harmonized Enhanced Advanced Thermal System)高效綜合熱管理系統(tǒng),該系統(tǒng)可整合空調(diào)、電池和電驅(qū)三大熱系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行整車熱管理,適用溫度區(qū)間寬,效率高??衫秒姵剡M(jìn)行蓄熱,制冷劑直接對(duì)空氣換熱,座艙可快速出熱風(fēng)或出冷風(fēng)降溫。另外智能化熱管理軟件策略還可根據(jù)電池的實(shí)際溫度、環(huán)境溫度以及乘員艙空調(diào)需求等因素,對(duì)電池和乘員艙進(jìn)行合理的能量分配,實(shí)現(xiàn)座艙舒適性、駕駛品質(zhì)、能耗、電芯壽命及電池安全間的最優(yōu)解。
奧特能平臺(tái)的“性能”優(yōu)勢(shì)
奧特能電動(dòng)車平臺(tái)擁有出眾的性能架構(gòu),這里的性能并非單指驅(qū)動(dòng)方面,還包括架構(gòu)兼容性、拓展性等,其全面均衡的性能可以賦能不同類型的電動(dòng)產(chǎn)品,同時(shí)滿足消費(fèi)者多元化、個(gè)性化的需求。
高效模塊化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):目前奧特能平臺(tái)為我們帶來(lái)了前電機(jī)、后電機(jī)、后驅(qū)輔助電機(jī)三款高度模塊化電機(jī),支持前驅(qū)、后驅(qū)、經(jīng)濟(jì)四驅(qū)和性能四驅(qū) 4 種形式,凱迪拉克LYRIQ銳歌就采用3合1的后驅(qū)單元,峰值功率255kw,峰值扭矩440N·m,最大驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)96%。
相比其他電驅(qū)系統(tǒng),奧特能電驅(qū)技術(shù)的領(lǐng)先性就在于電機(jī)采用扁線繞組提升電機(jī)峰值和持續(xù)性能,同時(shí)采用自粘鐵芯提升電機(jī)效率和NVH水平。另外所有奧特能平臺(tái)電驅(qū)單元的電機(jī)和減速箱均采用油冷方式,比起業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的水冷形式,電機(jī)采用定子噴淋冷卻結(jié)合轉(zhuǎn)子甩油,無(wú)需設(shè)計(jì)冷卻水套,外徑尺寸小,可以帶來(lái)更大的體積功率密度,提升了系統(tǒng)綜合效率。
平臺(tái)架構(gòu)和電池方案靈活多變:奧特能平臺(tái)的靈活性體現(xiàn)在可支持多種電池和電驅(qū)組合方案,滿足不同續(xù)航里程、不同驅(qū)動(dòng)形式、不同性能的產(chǎn)品,可覆蓋轎車、SUV、MPV、皮卡等不同軸距和尺寸的各類造型需求。
電芯層面,奧特能平臺(tái)可支持不同的電芯封裝形式,不同的排布形式和靈活的化學(xué)配方。目前中國(guó)市場(chǎng)初期會(huì)采用2種不同電量的電芯,可串聯(lián)可并聯(lián),組成2種不同電量的模組單元,不管是目前的磷酸鐵鋰、三元鋰電池,還是以后可能應(yīng)用的鋰金屬電池、固態(tài)電池,都能使用。
電池包層面,目前中國(guó)市場(chǎng)初期會(huì)采用8模組、10模組和12模組三種組合,模組單元的尺寸一致,電池包的寬度和高度尺寸固定,而長(zhǎng)度柔性化,可通過(guò)模組的增減來(lái)滿足不同尺寸、不同續(xù)航里程的車型。而且電池包所有零件接口100%共用,零件共用率高達(dá)約80%。
補(bǔ)能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)測(cè)試:對(duì)于電動(dòng)車而言補(bǔ)能是重要一環(huán),而第三方充電樁充電的便捷性和穩(wěn)定性會(huì)影響用戶利益和體驗(yàn),特斯拉受認(rèn)可的一個(gè)重要原因就是自有充電樁布局廣泛,充電技術(shù)領(lǐng)先。所以泛亞也在進(jìn)行電動(dòng)車補(bǔ)能方面的研究,對(duì)穩(wěn)定性差的補(bǔ)能充電樁也能更好地做到兼容并蓄。同時(shí),還對(duì)充電樁市場(chǎng)占有率TOP10的運(yùn)營(yíng)商品牌進(jìn)行充電融合測(cè)試,以期實(shí)現(xiàn)主流充電樁品牌的全覆蓋。
早在1912年,由通用汽車生產(chǎn)制造的電動(dòng)車就曾稱霸市場(chǎng),占有率一度超過(guò)了同時(shí)期的燃油車和蒸汽車。到了21世紀(jì),上汽通用在電動(dòng)化戰(zhàn)略上的最重要技術(shù)就是Ultium奧特能平臺(tái),這個(gè)電動(dòng)化平臺(tái)整合了通用汽車26年的電氣化經(jīng)驗(yàn),從首款車型LYRIQ的實(shí)力來(lái)看,這個(gè)平臺(tái)具備非常大的潛力,對(duì)比大眾的MEB,奔馳的EVA等,奧特能平臺(tái)擁有更好的包容性,這恰好是當(dāng)下技術(shù)更迭迅速的時(shí)代需要的素質(zhì)。據(jù)悉,截止到2025年,通用汽車將會(huì)推出不少于30款純電動(dòng)車,其中絕大部分車型將基于“奧特能”平臺(tái)打造,讓我們一起期待吧。