破解上汽通用奧特能電動車平台的安全密碼:人無我有,人有我優
在“碳中和”的大背景下,中國車市的電動化發展迅速,並且用户對於新能源車接受度持續增強,促進新能源車滲透率不斷提升。但任何事物的發展過程都不是一帆風順的,其中電動車的安全問題仍被廣大用户高度關注。
通用汽車自然也不例外,作為世界一流廠商,它一旦認真奔跑,速度不僅更快,步伐也更紮實。事實上,在汽車發展史上,通用一直擔任着“領頭羊”的角色,比如當代電動車的雛形,通用在上世紀90年代就已經制造出來了;甚至我們天天説的觸屏,通用早在上世紀80年代就有了觸屏車機系統。而當凱迪拉克LYRIQ來到我們面前時,我們也真正看到了通用在電動化領域的強大底氣。
2021年11月17日,凱迪拉克LYRIQ正式亮相,出色的顏值、豐富的黑科技配置和智能網聯繫統,讓人無不驚豔。但最吸引筆者的,還是誕生LYRIQ的奧特能電動平台,該平台所體現的靈活、智能、安全等核心亮點,可謂讓人印象深刻。
【01】人有我優,奧特能平台“更上一層樓”的安全技術
隨着新能源車銷量呈現出爆發式的增長,新能源車市也不可避免地出現了一些“蘿蔔快了不洗泥”的情況。很多新能源車企盲目追求高性能,用同一種電池方案來快速覆蓋不同市場,以便追求規模化效應,但由此引發了一連串電動車安全事故。
很多新能源車企喜歡用刷眼球、搞噱頭的方式,來宣傳電池安全技術、貼標籤。與這些車企的做法不同,奧特能平台的安全技術奉行的是更嚴謹、更可靠、更注重前期試驗認證的原則,堅守“安全、可靠”的理念和技術路線,寧可犧牲“奪眼球”的電池包能量密度,也要強化物理碰撞安全結構,這是跟新勢力完全不同的“老實風格”,卻更讓人放心和值得信賴。
奧特能平台電池安全性到底怎麼樣?我們先用事實説話。此前,上汽通用對奧特能平台電池進行了針刺、跌落和擠壓試驗,且這些試驗均在超國標數據的條件下完成。其中,針刺試驗一直被看作電池安全測試的“珠穆朗瑪峯”,目前能通過該項試驗的動力電池屈指可數,尤其是能量密度較高的三元鋰電池。我國國標針刺試驗的條件是電池包温度>0℃、SOC>95%,並且要求針刺後至少5分鐘不起火、不爆炸。而搭載三元鋰材質的奧特能電池測試温度超過45℃,達到了48℃、SOC>97%,在如此高的測試標準下,奧特能電池在針刺試驗中依舊沒有出現熱擴散、起火、爆炸等現象,一改以往三元鋰電池難以通過針刺試驗的固有認知。
此外,日常用車過程可能還會遇到猛烈撞擊、底部衝擊、意外跌落等情況,都有可能造成電池包的損壞,奧特能電池的跌落和擠壓試驗便是針對這些情況而來。
其中,在跌落試驗中,奧特能電池以國標2倍的標準作為跌落測試條件,結果顯示電池包沒有出現電解液漏液、起火、爆炸等情況。而在擠壓試驗中,奧特能電池則以國標3倍的試驗條件,即滿電狀態下模擬約30噸擠壓重量擠壓電池包,結果顯示電池包不起火、不爆炸,且無嚴重變形。
這足以説明,奧特能電池擁有極好的物理防護能力。不過,話又説回來,奧特能電池這種武裝到牙齒的安全性,是如何實現的呢?這就不得不提到通用嚴苛的試驗體系、高強度鋼等外部防護措施等。
很多造車新勢力由於缺乏自主研發和生產體系,直接從供應商購買,最後通過自己封裝的OEM方式生產電動車。與之相比,通用不僅有着20多年的電氣化研發積澱,而且確實掌握了核心技術,具備強大的供應商整合能力和出色的開發創造能力。
這裏説的開發創造可不是藉着供應商技術進行適配改造並換個名字,而是説通用目前在新金屬/複合材料研究開發、電芯配方研發等領域每年都有新專利。所謂“買來的不行就自己發明”,用此來形容通用集團的研發部門一點都不為過。
以優異的研發實力為基礎,泛亞聯合本土供應商共同完成奧特能電池的電芯設計、開發和驗證。在這一過程中,泛亞深度參與電芯材料體系制定、製造工藝、性能評估、安全濫用和成本控制等領域,為專屬電芯提供優化配方,使得奧特能電池的安全性和壽命都比常規電芯更出色。
比如,奧特能電池電芯的正極通過納米級原子包覆和定向摻雜過度金屬原子技術,使電芯的熱穩定性相比NCM811提升10%。同時,在電芯間使用新一代氣凝膠作為隔熱材料,並在每個模組間配置了集成式全獨立液冷板,換熱效果提高約10%,電池模組壽命整體提高約15%。另外,通過320萬小時遠超國標的電芯系統測試,進一步提升了奧特能電池電芯的安全性。與採用“消費者當測試工程師”的新勢力模式相比,通用厚道太多了。
不僅如此,奧特能電池還全面增強了車身多位置柱碰的保護能力,實現了與整車結合更安全的電池安全架構。另外,相比業內主要考察車側單一位置柱碰能力的柱碰標準,上汽通用模擬從A柱到C柱連續多位置柱碰以考察每排模組各個區域的強度,從而擁有了行業領先的扭轉剛度,進一步強化了奧特能電池的安全性,使其與整車結合得更安全。
除此之外,奧特能電池採用的全方位熱擴散防護設計,集成7道“防火牆”,包括實時智能監控系統、電芯間隔熱牆、抑制熱擴散專利設計、後置大面積防爆閥、防拉弧設計、乘客艙保護、模組集成式液冷系統,七重電熱管理技術,進一步確保奧特能電池的安全性。
由以上可看出,奧特能電池的開發和測試都嚴格遵循了通用汽車全球新能源車相關標準,並高於中國新能源車的國標。事實上,奧特能平台可以滿足ASIL-D功能系統功能安全的最高等級,達到航空級的系統和功能安全係數,而這也是汽車行業電子電氣系統安全層面的最高標準。
【02】人無我有,奧特能平台的巔覆性突破
除以上這些安全技術,奧特能電池還有一個絕無僅有的大招,那就是電池包內的無線電池管理技術,這種業內首創的無線通信技術是奧特能平台面向未來的智能屬性。
我們知道,熱管理系統(BMS)是連接動力電池和電動汽車的重要紐帶,它將電池或電池組的監測及管理集於一體,從而確保電池或者電池組的安全可靠,並以最佳狀態輸出動力。而奧特能平台的無線電池管理系統(wBMS)不僅讓電池包的空間利用率和技術靈活性得到大幅提升,同時也為整包的安全性和可靠性帶來諸多裨益,並且還大幅度提升了產線上的檢測效率。
具體來看,wBMS由於沒有了傳統的有線連接,將電池包線材減少90%,實現了輕量化,同時增加了體積能量密度,提升續航里程;而且,與有線電池不同,奧特能無線電池的性能可以被持續檢測故障,幫助告知和優化未來的電池組設計和組裝,以及在使用中的性能。
更重要的,wBMS相當於每個模組集成了一個獨立的小BMS電池管理系統芯片,以及一套WIFI網絡收發器,相當於一個“迷你基站”,不僅可以實現更可靠的數據冗餘傳遞,保證數據傳輸準確,更能降低短路風險,防止出現線路過多造成電池包內部短路所引發的安全事故等。
不誇張的講,如果電池包無線電池管理技術這種巔覆性突破,經過市場考驗多年之後依舊穩定,極有可能在電池包數據傳輸技術方面引起一場大變革,對於整個電動車行業電池管理或將帶來全新的思路轉變,堪稱顛覆性的突破。
【03】精益求精,為了更高的可靠性表現
電動化轉型大勢下,表面上看,這幾年造車新勢力搶了風頭,但對於有着百年曆史底藴、積累足夠多的“技術通用”來講,這並不代表汽車行業的未來就會掌握在這些造車新勢力手中。從以上來看,通用是選擇了一種更為穩健的方式,通過自給自足的做法,全面掌握核心技術,尤其是將品質與安全放在首位,相對於當前的造車新勢力沒有自研能力情況,無疑更能令消費者放心。
而通用對於奧特能平台在研發和測試中對安全的執着,我們也可以從一個側面看得出來。比如,上汽通用不計成本地建立自己的新能源試驗驗證體系,包括泛亞新能源試驗大樓、廣德電池安全試驗室、奧特能超級工廠,這也讓上汽通用具備了國內主機廠中首屈一指的新能源技術全鏈路體系能力,覆蓋新能源技術從研發、試驗驗證、生產製造到本土採購,這比起行業裏不少企業是都是單獨採購零部件進行拼湊,會帶來更可靠的性能。
再比如,奧特能電池系統需要通過4次泄漏測試、2次電性能測試、4次IT系統比對檢測,以及百餘項視覺系統及傳感器的檢測,只有全部滿足行業領先的嚴苛標準才能最終合格下線,確保產品的整體交付質量。
還有,相比很多車企以犧牲更多技術性能去追求1000公里續航的做法,上汽通用採用的辦法是提供全生命週期的電池快充能力,相當於每次充電都快充,但是對電池容量的影響都微乎其微,並且快充過程中的安全性也有保障。上汽通用為了給消費者帶來“更智能、更性能、更安全”的全新電動化出行體驗,也真是拼了。
寫在最後:
正所謂:好飯不怕晚。奧特能平台加持的凱迪拉克LYRIQ一出,讓整新能源汽車領域為之一震,不光是其極具科技性的設計和智能,更在於其背後的奧特能平台,尤其是在安全方面給了消費者極大的保障,幾乎解決了電動車一直以來困擾人們的最核心的安全問題,而且,LYRIQ很快就將上市,消費者觸手可及,相信未來可期。