破解上汽通用奥特能电动车平台的安全密码:人无我有,人有我优

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在“碳中和”的大背景下,中国车市的电动化发展迅速,并且用户对于新能源车接受度持续增强,促进新能源车渗透率不断提升。但任何事物的发展过程都不是一帆风顺的,其中电动车的安全问题仍被广大用户高度关注。

通用汽车自然也不例外,作为世界一流厂商,它一旦认真奔跑,速度不仅更快,步伐也更扎实。事实上,在汽车发展史上,通用一直担任着“领头羊”的角色,比如当代电动车的雏形,通用在上世纪90年代就已经制造出来了;甚至我们天天说的触屏,通用早在上世纪80年代就有了触屏车机系统。而当凯迪拉克LYRIQ来到我们面前时,我们也真正看到了通用在电动化领域的强大底气。

2021年11月17日,凯迪拉克LYRIQ正式亮相,出色的颜值、丰富的黑科技配置和智能网联系统,让人无不惊艳。但最吸引笔者的,还是诞生LYRIQ的奥特能电动平台,该平台所体现的灵活、智能、安全等核心亮点,可谓让人印象深刻。

【01】人有我优,奥特能平台“更上一层楼”的安全技术

随着新能源车销量呈现出爆发式的增长,新能源车市也不可避免地出现了一些“萝卜快了不洗泥”的情况。很多新能源车企盲目追求高性能,用同一种电池方案来快速覆盖不同市场,以便追求规模化效应,但由此引发了一连串电动车安全事故。

很多新能源车企喜欢用刷眼球、搞噱头的方式,来宣传电池安全技术、贴标签。与这些车企的做法不同,奥特能平台的安全技术奉行的是更严谨、更可靠、更注重前期试验认证的原则,坚守“安全、可靠”的理念和技术路线,宁可牺牲“夺眼球”的电池包能量密度,也要强化物理碰撞安全结构,这是跟新势力完全不同的“老实风格”,却更让人放心和值得信赖。

奥特能平台电池安全性到底怎么样?我们先用事实说话。此前,上汽通用对奥特能平台电池进行了针刺、跌落和挤压试验,且这些试验均在超国标数据的条件下完成。其中,针刺试验一直被看作电池安全测试的“珠穆朗玛峰”,目前能通过该项试验的动力电池屈指可数,尤其是能量密度较高的三元锂电池。我国国标针刺试验的条件是电池包温度>0℃、SOC>95%,并且要求针刺后至少5分钟不起火、不爆炸。而搭载三元锂材质的奥特能电池测试温度超过45℃,达到了48℃、SOC>97%,在如此高的测试标准下,奥特能电池在针刺试验中依旧没有出现热扩散、起火、爆炸等现象,一改以往三元锂电池难以通过针刺试验的固有认知。

此外,日常用车过程可能还会遇到猛烈撞击、底部冲击、意外跌落等情况,都有可能造成电池包的损坏,奥特能电池的跌落和挤压试验便是针对这些情况而来。

其中,在跌落试验中,奥特能电池以国标2倍的标准作为跌落测试条件,结果显示电池包没有出现电解液漏液、起火、爆炸等情况。而在挤压试验中,奥特能电池则以国标3倍的试验条件,即满电状态下模拟约30吨挤压重量挤压电池包,结果显示电池包不起火、不爆炸,且无严重变形。

这足以说明,奥特能电池拥有极好的物理防护能力。不过,话又说回来,奥特能电池这种武装到牙齿的安全性,是如何实现的呢?这就不得不提到通用严苛的试验体系、高强度钢等外部防护措施等。

很多造车新势力由于缺乏自主研发和生产体系,直接从供应商购买,最后通过自己封装的OEM方式生产电动车。与之相比,通用不仅有着20多年的电气化研发积淀,而且确实掌握了核心技术,具备强大的供应商整合能力和出色的开发创造能力。

这里说的开发创造可不是借着供应商技术进行适配改造并换个名字,而是说通用目前在新金属/复合材料研究开发、电芯配方研发等领域每年都有新专利。所谓“买来的不行就自己发明”,用此来形容通用集团的研发部门一点都不为过。

以优异的研发实力为基础,泛亚联合本土供应商共同完成奥特能电池的电芯设计、开发和验证。在这一过程中,泛亚深度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等领域,为专属电芯提供优化配方,使得奥特能电池的安全性和寿命都比常规电芯更出色。

比如,奥特能电池电芯的正极通过纳米级原子包覆和定向掺杂过度金属原子技术,使电芯的热稳定性相比NCM811提升10%。同时,在电芯间使用新一代气凝胶作为隔热材料,并在每个模组间配置了集成式全独立液冷板,换热效果提高约10%,电池模组寿命整体提高约15%。另外,通过320万小时远超国标的电芯系统测试,进一步提升了奥特能电池电芯的安全性。与采用“消费者当测试工程师”的新势力模式相比,通用厚道太多了。

不仅如此,奥特能电池还全面增强了车身多位置柱碰的保护能力,实现了与整车结合更安全的电池安全架构。另外,相比业内主要考察车侧单一位置柱碰能力的柱碰标准,上汽通用模拟从A柱到C柱连续多位置柱碰以考察每排模组各个区域的强度,从而拥有了行业领先的扭转刚度,进一步强化了奥特能电池的安全性,使其与整车结合得更安全。

除此之外,奥特能电池采用的全方位热扩散防护设计,集成7道“防火墙”,包括实时智能监控系统、电芯间隔热墙、抑制热扩散专利设计、后置大面积防爆阀、防拉弧设计、乘客舱保护、模组集成式液冷系统,七重电热管理技术,进一步确保奥特能电池的安全性。

由以上可看出,奥特能电池的开发和测试都严格遵循了通用汽车全球新能源车相关标准,并高于中国新能源车的国标。事实上,奥特能平台可以满足ASIL-D功能系统功能安全的最高等级,达到航空级的系统和功能安全系数,而这也是汽车行业电子电气系统安全层面的最高标准。

【02】人无我有,奥特能平台的巅覆性突破

除以上这些安全技术,奥特能电池还有一个绝无仅有的大招,那就是电池包内的无线电池管理技术,这种业内首创的无线通信技术是奥特能平台面向未来的智能属性。

我们知道,热管理系统(BMS)是连接动力电池和电动汽车的重要纽带,它将电池或电池组的监测及管理集于一体,从而确保电池或者电池组的安全可靠,并以最佳状态输出动力。而奥特能平台的无线电池管理系统(wBMS)不仅让电池包的空间利用率和技术灵活性得到大幅提升,同时也为整包的安全性和可靠性带来诸多裨益,并且还大幅度提升了产线上的检测效率。

具体来看,wBMS由于没有了传统的有线连接,将电池包线材减少90%,实现了轻量化,同时增加了体积能量密度,提升续航里程;而且,与有线电池不同,奥特能无线电池的性能可以被持续检测故障,帮助告知和优化未来的电池组设计和组装,以及在使用中的性能。

更重要的,wBMS相当于每个模组集成了一个独立的小BMS电池管理系统芯片,以及一套WIFI网络收发器,相当于一个“迷你基站”,不仅可以实现更可靠的数据冗余传递,保证数据传输准确,更能降低短路风险,防止出现线路过多造成电池包内部短路所引发的安全事故等。

不夸张的讲,如果电池包无线电池管理技术这种巅覆性突破,经过市场考验多年之后依旧稳定,极有可能在电池包数据传输技术方面引起一场大变革,对于整个电动车行业电池管理或将带来全新的思路转变,堪称颠覆性的突破。

【03】精益求精,为了更高的可靠性表现

电动化转型大势下,表面上看,这几年造车新势力抢了风头,但对于有着百年历史底蕴、积累足够多的“技术通用”来讲,这并不代表汽车行业的未来就会掌握在这些造车新势力手中。从以上来看,通用是选择了一种更为稳健的方式,通过自给自足的做法,全面掌握核心技术,尤其是将品质与安全放在首位,相对于当前的造车新势力没有自研能力情况,无疑更能令消费者放心。

而通用对于奥特能平台在研发和测试中对安全的执着,我们也可以从一个侧面看得出来。比如,上汽通用不计成本地建立自己的新能源试验验证体系,包括泛亚新能源试验大楼、广德电池安全试验室、奥特能超级工厂,这也让上汽通用具备了国内主机厂中首屈一指的新能源技术全链路体系能力,覆盖新能源技术从研发、试验验证、生产制造到本土采购,这比起行业里不少企业是都是单独采购零部件进行拼凑,会带来更可靠的性能。

再比如,奥特能电池系统需要通过4次泄漏测试、2次电性能测试、4次IT系统比对检测,以及百余项视觉系统及传感器的检测,只有全部满足行业领先的严苛标准才能最终合格下线,确保产品的整体交付质量。

还有,相比很多车企以牺牲更多技术性能去追求1000公里续航的做法,上汽通用采用的办法是提供全生命周期的电池快充能力,相当于每次充电都快充,但是对电池容量的影响都微乎其微,并且快充过程中的安全性也有保障。上汽通用为了给消费者带来“更智能、更性能、更安全”的全新电动化出行体验,也真是拼了。

写在最后:

正所谓:好饭不怕晚。奥特能平台加持的凯迪拉克LYRIQ一出,让整新能源汽车领域为之一震,不光是其极具科技性的设计和智能,更在于其背后的奥特能平台,尤其是在安全方面给了消费者极大的保障,几乎解决了电动车一直以来困扰人们的最核心的安全问题,而且,LYRIQ很快就将上市,消费者触手可及,相信未来可期。

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来自:车界
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