在今年的CES展上，通用汽車向我們展示了集電芯、電池管理、全新電子架構(gòu)等新成果于一身的Ultium平臺，并提出了“零事故、零排放、零擁堵”的未來愿景。作為通用電氣化的基石，基于Ultium平臺打造的首款車型LYRIQ今年就將與我們見面，之后還會推出Celestiq、Symboliq等產(chǎn)品，進(jìn)一步推動通用電氣化產(chǎn)品的布局。

7月5日，上汽通用汽車攜手北京理工大學(xué)以及國內(nèi)電氣化、智能出行領(lǐng)域的多位知名專家、權(quán)威學(xué)者，在北京理工大學(xué)舉行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的汽車電動化學(xué)術(shù)交流會。各個專家與參會的媒體、學(xué)生們討論了當(dāng)前國內(nèi)新能源市場的現(xiàn)狀，以及通用Ultium的各項技術(shù)優(yōu)勢，給我們留下了深刻的印象。

現(xiàn)在隨著汽車保有量的增加，車輛與安全有關(guān)的系統(tǒng)數(shù)量呈指數(shù)上升，尤其是集成化、電氣化和智能化程度越來越高的電動車，面臨的問題越來越復(fù)雜，出現(xiàn)的事故也越來越引起消費者的重視，可以說新能源汽車所伴隨的安全問題在挑戰(zhàn)著消費者對于新能源新車的認(rèn)知。

北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院教授魏中寶在討論會上提到，目前在行業(yè)內(nèi)，新能源汽車的事故大概可以被分為四類：

- 充電相關(guān)：充電樁故障起火、控制策略不當(dāng)、系統(tǒng)不匹配

- IP防護(hù)失效：泡水、淋雨、水汽進(jìn)入

- 碰撞相關(guān)：電池各個方向以及托底時造成的變形

- 熱擴(kuò)散：材料缺陷、制造/裝配不良、使用中的損傷

而這些都會導(dǎo)致我們使用的電動車出現(xiàn)事故，比如最常見也是最受關(guān)注的起火和自燃問題，尤其是在近三年持續(xù)攀升。各種原因多種多樣，不過由于動力電池故障所引起的火災(zāi)可以占到幾乎三分之一，從側(cè)面印證了動力電池技術(shù)仍然是制約新能源汽車進(jìn)一步市場普及關(guān)鍵的技術(shù)痛點。

而除了像碰撞、擠壓、過充過放等可能存在的外部因素之外，如何保證電芯設(shè)計的足夠安全則更能從根本上抑制安全事故的發(fā)生。魏中寶教授表示，在關(guān)鍵材料、電芯設(shè)計、電芯制造/工藝因素、系統(tǒng)集成、實際使用等電池的各個階段都非常重要和關(guān)鍵，而通過在技術(shù)上對電池進(jìn)行改良、優(yōu)化、控制、管控，則可以有效降低安全隱患。

目前，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)逐漸有了相對成熟的測試標(biāo)準(zhǔn)，包括電性能、壽命、安全性、呼喚性、回收利用、附件等等。比如電池單體涉及就設(shè)計到過充過放、外短路加熱、溫度循環(huán)、擠壓等等濫用工況，針對電池包也涉及過溫保護(hù)、外短路、過充過放、過流保護(hù)等項目。同樣，對于電池應(yīng)對震動、沖擊、碰撞、擠壓等外力，以及冷熱溫度、煙霧、高海拔等不同環(huán)境的測試都是電池安全的保證。

Ultium平臺正是基于同樣的理念，將消費者用車的安全放在了首要考慮的位置，在研發(fā)的過程首先對安全做到保證，正與本次討論會上各個專家和業(yè)內(nèi)人士的觀點高度一致。上汽通用公司作為國內(nèi)最早“觸電”的車企，擁有上汽通用汽車動力電池發(fā)展中心、泛亞汽車技術(shù)中心新能源試驗大樓和廣德電池安全試驗中心，完整覆蓋從研發(fā)、試驗到生產(chǎn)的新能源技術(shù)體系能力，在國內(nèi)主機廠中首屈一指。全新Ultium平臺部分車型的電池包也將在上汽通用汽車動力電池發(fā)展中心進(jìn)行生產(chǎn)。

Ultium智能純電平臺對電池安全的承諾，首先從電芯開始。上汽通用公司深度參與電芯化學(xué)體系設(shè)計和性能開發(fā)，使用NCM三元鋰電芯作為基礎(chǔ)配方，專門針對中國市場進(jìn)行了優(yōu)化，在正極使用原位涂層包覆搭建核殼結(jié)構(gòu)，負(fù)極使用高容量石墨材料，原位搭建導(dǎo)電離子環(huán)，使電芯的熱穩(wěn)定性提升了10%，也進(jìn)一步延長電芯工作壽命，可以支持全生命周期的快充。

尤其需要強調(diào)的是，上汽通用公司還以超高的標(biāo)準(zhǔn)對電芯進(jìn)行了測試，經(jīng)歷了電、熱、化學(xué)、安全、耐久、振動、性能等全面考驗，累計達(dá)320萬小時以上，確保電芯的安全。而且上汽通用公司采取業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的100%電芯DCR直流內(nèi)阻檢測，確保電芯焊接制造、電芯性能、下線品質(zhì)的一致性，從而減少電芯容量的木桶效應(yīng)，提高電池安全性，電池壽命更長。

在電池技術(shù)中另一個非常重要的熱管理技術(shù)中，使用了全天24小時實時智能監(jiān)控系統(tǒng)、電芯間加厚納米級航天材料氣凝膠、可以快速排除高溫氣體的專利設(shè)計、集成式液冷專利技術(shù)、后置大面積防爆閥、內(nèi)置氣凝膠防火毯、高壓元器件失控后防止拉弧設(shè)計等核心技術(shù)，用最新的技術(shù)全面保護(hù)電池溫度，

此外，Ultium平臺電池包采用高強度的井字形框架結(jié)構(gòu)，采用多根1500MPA 超高強度鋼橫梁進(jìn)行加固，整包的高強鋼應(yīng)用占比約61%，超高強鋼應(yīng)用占比37.5%，整包的抗擠壓性能為國標(biāo)要求的3倍，是絕對的行業(yè)最高物理結(jié)構(gòu)水準(zhǔn)。通過實現(xiàn)超過國標(biāo)的全乘員位、多位置柱碰和多種復(fù)雜場景下的防護(hù)能力，最大程度減少電池包碰撞后的意外狀況，全方位滿足電壓、電能、物理防護(hù)、電力系統(tǒng)負(fù)載端絕緣電阻的四重電動車五星安全評價的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

整個電池的開發(fā)測試嚴(yán)格遵循了通用汽車全球新能源車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，幾乎是業(yè)內(nèi)最為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)和流程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國標(biāo)的要求，成本高昂且極具挑戰(zhàn)性。比如，國標(biāo)下電池?zé)釘U(kuò)散測試的初始溫度大于0℃和常溫下即可，而上汽通用公司的標(biāo)準(zhǔn)是45℃度以上來做熱擴(kuò)散，電池包振動試驗時長接近國標(biāo)的3倍、電池包抗擠壓能力是國標(biāo)的2倍、鹽霧試驗時長是國標(biāo)的20多倍、電芯溫濕循環(huán)次數(shù)是國標(biāo)的90多倍。

說了這么多，其實上汽通用公司對于Ultium平臺電池組的安全還有諸多細(xì)節(jié)上的設(shè)計，但已經(jīng)可以看出其對安全的重視，通過專屬電芯配方、高于國標(biāo)的設(shè)計和試驗標(biāo)準(zhǔn)、領(lǐng)先的電池?zé)峁芾砑夹g(shù)、強化的電池物理防護(hù)架構(gòu)四大層面全方位保障電池安全。移動出行創(chuàng)新智庫副理事長安慶衡也在會上說到，通用汽車Ultium平臺的特點，濃縮了對中國智能出行消費市場的洞察，相信會為用戶帶來全新電氣化駕乘體驗。

通用在全球市場擁有諸多車型品類，在國內(nèi)市場的上汽通用汽車也擁有3大品牌、20多個車型的龐大產(chǎn)品陣容，因此需要打造一款能適應(yīng)多種產(chǎn)品的電動平臺，具備非常強大的兼容性和可拓展性。于是Ultium平臺基于模塊化理念，以根據(jù)市場特色和用戶需求選擇最合適的模塊化電池和電驅(qū)方案，滿足不同續(xù)航里程、不同驅(qū)動形式，可覆蓋從轎車、SUV、MPV等不同軸距和尺寸的各類車型需求。

平臺可以靈活支持電池功能的升級和電芯配方的優(yōu)化，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，都能為其所用。同時，平臺電池包零部件高度共用，所有零件接口100%通用，能支持軟包、硬包等不同的電芯封裝形式，以及可串聯(lián)、可并聯(lián)的不同排布形式。另外，電池模組單元尺寸一致，大幅提升電池包的柔性化程度，可通過模組的增減來滿足不同尺寸、不同續(xù)航里程的車型。

因此，Ultium平臺是一個兼容并蓄、靈活開放的平臺架構(gòu)，這也與當(dāng)前和未來的技術(shù)發(fā)展方向一致，這也是為什么通用集團(tuán)在未來得以快速推出眾多車型的原因之一。電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長趙立金表示，“模塊化的電池架構(gòu)加上可兼容多種不同電芯的方案，Ultium平臺的靈活性目前行業(yè)罕見，相信可以為新能源汽車的技術(shù)發(fā)展添磚加瓦?！?/span>

在科技領(lǐng)域，大家也會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在越來越流行無線的技術(shù)，很多傳統(tǒng)有線的連接和傳輸都已經(jīng)用無線技術(shù)替代了，比如整車OTA的出現(xiàn)就大大改變了我們對于車輛用車升級的概念。因此，Ultium平臺也將具有前瞻性的無線技術(shù)納入到了平臺技術(shù)中，以此來節(jié)省低壓線束，帶來更多的可能性。

這其中最引人矚目的是其首個采用了無線電池管理系統(tǒng)（wBMS）技術(shù)，wBMS通過消除與每個BMS的單獨物理連接，使用無線通信去協(xié)同管理每個電芯和電池模組的表現(xiàn)，在電池的布局和配置上也可以更輕松靈活。不僅使電池系統(tǒng)的管理變得更精準(zhǔn)實時，而且使電池整包層面減少了90%的線束，降低整包重量的同時，還有助于提升續(xù)航里程的提升，也為搭載更多電芯創(chuàng)造了空間，有利于提升能量密度。

減少大量線束和連接器后，可簡化裝配的工藝流程，生產(chǎn)質(zhì)量和效率都能有所提升，更少的硬線連接和接插件的使用也將帶來了更低的故障率，在降低成本的同時也提升了系統(tǒng)的安全性。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬也表示，wBMS無線電池管理是讓業(yè)界眼前一亮的技術(shù)，這種創(chuàng)新對于電動行業(yè)的不斷迭代發(fā)展具有強力的推動作用。

不僅如此，既然使用了無線技術(shù)，wBMS的底層架構(gòu)支持軟件功能的更新，可以像手機和車機OTA一樣進(jìn)行在線軟件更新，使得電芯在日后升級更加方便。同時，wBMS也為電池的回收帶來很多裨益，當(dāng)電池包從車輛上退役，無線管理系統(tǒng)使得電池回收時不需多少重新設(shè)計即可簡單便捷二次利用。

中國工程院院士、北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院教授孫逢春表示：“碳達(dá)峰和碳中和是未來的宏偉目標(biāo)，上汽通用汽車加大純電技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新與推廣，為汽車行業(yè)踐行綠色和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)了重要力量?！倍@其中，Ultium將在這其中扮演重要的角色，上汽通用公司也將未來電氣化的寶都押在了Ultium平臺上面，相關(guān)技術(shù)也將同步由上汽通用汽車引入國內(nèi)市場。

為順應(yīng)行業(yè)新的技術(shù)發(fā)展趨勢，上汽通用汽車還將加大投資，預(yù)計到2025年，在電動化和智能網(wǎng)聯(lián)化新技術(shù)領(lǐng)域的規(guī)劃投入將超過500億元。通過“雙擎”驅(qū)動，上汽通用汽車不斷提速，將電動化與智能網(wǎng)聯(lián)的前沿科技和創(chuàng)新服務(wù)快速轉(zhuǎn)化為用戶觸手可及的安全、智能、互聯(lián)的用車體驗，進(jìn)一步滿足消費者對智慧出行的美好期待。

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