美系入局！通用Ultium純電平臺(tái)解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】2021年上海車展上，凱迪拉克智能純電概念車LYRIQ首次全球亮相。作為凱迪拉克全新的純電SUV，其量產(chǎn)車型將于年內(nèi)開(kāi)啟預(yù)售，2022年上半年國(guó)內(nèi)上市。美系品牌對(duì)待新技術(shù)向來(lái)都是十分狠的，它們會(huì)傾向于花大價(jià)錢研發(fā)最前沿的技術(shù)放到量產(chǎn)車上。對(duì)于LYRIQ而言，它的亮點(diǎn)除了33英寸弧面OLED屏幕、Super Cruise超級(jí)智能駕駛系統(tǒng)外，還有就是Ultium智能純電平臺(tái)。

　　想要純電車擁有最佳的表現(xiàn)，選擇一個(gè)全新的純電平臺(tái)來(lái)打造純電新車是繞不開(kāi)的事情。再?gòu)?qiáng)的油改電車型，本質(zhì)只是一臺(tái)背著電池走的車，跟智能純電車還是有差異的。顯然通用也明白這樣的道理，于是通用研發(fā)出了Ultium純電平臺(tái)。未來(lái)通用旗下的凱迪拉克、別克、雪佛蘭都會(huì)使用這個(gè)平臺(tái)打造純電新車。預(yù)計(jì)到2025年，上汽通用將會(huì)有10款以上基于Ultium平臺(tái)打造的國(guó)產(chǎn)新能源車型。

　　Ultium平臺(tái)整合了通用汽車26年來(lái)的電氣化經(jīng)驗(yàn)和前瞻技術(shù)優(yōu)勢(shì)，上汽通用汽車泛亞汽車技術(shù)中心參與了該平臺(tái)底層架構(gòu)的同步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并依托高度本地化的業(yè)務(wù)鏈體系，實(shí)現(xiàn)了Ultium平臺(tái)車型的國(guó)產(chǎn)和近100%零部件的本土化采購(gòu)。

靈活

　　Ultium平臺(tái)具有高度靈活的特性，可以用一個(gè)詞來(lái)概括，就是“以少見(jiàn)多”。它采用了靈活的電芯方案，極大提升了工程研發(fā)和技術(shù)落地的效率。同時(shí)，此舉也使電芯可以采用多種排列方式，籍此實(shí)現(xiàn)更高的整包能量密度。

　　通過(guò)可替換、可升級(jí)的電池模組，加上智能化的電池管理系統(tǒng)，組成了一個(gè)核心的電池架構(gòu)，它能滿足不同形式的電池配置。通過(guò)3款電機(jī)模塊的組合，可以組成5種不同的驅(qū)動(dòng)單元，為不同細(xì)分市場(chǎng)帶來(lái)性能差異化的產(chǎn)品。

　　從悍馬純電動(dòng)皮卡和凱迪拉克LYRIQ開(kāi)始，包括未來(lái)更多電動(dòng)車產(chǎn)品，都將采用Ultium平臺(tái)提供的近20種電池和電驅(qū)的搭配組合。如今，Ultium平臺(tái)被同步引入中國(guó)這個(gè)最大的電動(dòng)車市場(chǎng)，憑借它高度靈活性，產(chǎn)品將大規(guī)模落地。

　　依托上汽通用汽車高度本地化的業(yè)務(wù)鏈體系，實(shí)現(xiàn)了Ultium平臺(tái)近100%零部件的本土采購(gòu)。NCM三元鋰電池是為中國(guó)市場(chǎng)選擇的最優(yōu)方案。2種不同電量的三元鋰電芯，通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)，組成2種不同電量的模組。

　　在初期階段，會(huì)生產(chǎn)8模組、10模組和12模組三種不同電量的電池包。三款電池包零件共用率高達(dá)約80%，所有零件接口100%通用。搭配3種電池包，帶來(lái)3款業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的模塊化電驅(qū)，它們采用高度集成設(shè)計(jì)，最高可實(shí)現(xiàn)了8合一集成。通過(guò)電池包和電驅(qū)的有機(jī)組合，可實(shí)現(xiàn)7種不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提供不同的加速性能和續(xù)航里程，以滿足不同客戶的需求。

智能

　　未來(lái)，電動(dòng)化汽車必須具有極高的智能化屬性，Ultium平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)首次在量產(chǎn)電動(dòng)車上采用WBMS無(wú)線電池管理系統(tǒng)，這同樣是“以少勝多”的又一次演繹。以往，需要為不同的電池包設(shè)計(jì)不同的線束布局，但這一次WBMS無(wú)線電池管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底改變了這一現(xiàn)狀，它使用無(wú)線通信去協(xié)同管理每個(gè)電芯和電池模組的表現(xiàn)。

　　Ultium平臺(tái)電池包去掉了電池包90%的線束，降低整包重量的同時(shí)，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。同時(shí)，更少的線束連接也讓生產(chǎn)裝配的自動(dòng)化流程大為簡(jiǎn)化，生產(chǎn)質(zhì)量和效率都能有所提升。除了上述提到的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)電池包從車輛上退役，無(wú)線管理系統(tǒng)使得電池回收時(shí)不需多少重新設(shè)計(jì)即可簡(jiǎn)單便捷二次利用。

　　無(wú)線電池管理系統(tǒng)是Ultium平臺(tái)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)之一，它不僅使電池系統(tǒng)的管理變得更精準(zhǔn)實(shí)時(shí)，同時(shí)在電池的布局和配置上也可以更輕松靈活。采用WBMS這種智能化的核心技術(shù)，Ultium平臺(tái)可說(shuō)是為面向未來(lái)而打造。它可以輕松支持功能的升級(jí)和電芯配方的優(yōu)化，如同現(xiàn)在的智能手機(jī)一樣。

　　隨著科技的不斷創(chuàng)新，Ultium平臺(tái)未來(lái)也會(huì)持續(xù)升級(jí)。通過(guò)采用這一獨(dú)特的技術(shù)，能更好地運(yùn)用未來(lái)不斷涌現(xiàn)的新科技。

安全

　　凱迪拉克已經(jīng)在電動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域具備從研發(fā)、試驗(yàn)、驗(yàn)證到生產(chǎn)的全鏈路體系能力。Ultium平臺(tái)的第三個(gè)關(guān)鍵元素，就是“安全”。 通過(guò)采用不斷更新的安全技術(shù)，可以贏得更多消費(fèi)者的信任。Ultium平臺(tái)滿足ASIL-D級(jí)別的系統(tǒng)功能安全要求，這是汽車行業(yè)電子電氣系統(tǒng)安全的最高標(biāo)準(zhǔn)。電池的安全，是電動(dòng)車安全的基石。Ultium平臺(tái)的電池安全由行業(yè)領(lǐng)先的電池?zé)峁芾砑夹g(shù)與物理防護(hù)架構(gòu)兩大層面組成。其開(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)，并高于國(guó)標(biāo)要求。

　　對(duì)電池安全的承諾，首先從電芯開(kāi)始。通過(guò)聯(lián)合本土供應(yīng)商，基于811三元鋰電芯的基礎(chǔ)配方，為Ultium平臺(tái)共同研發(fā)出中國(guó)市場(chǎng)的優(yōu)化配方。通過(guò)正極材料的納米級(jí)原子包覆和定向摻雜，電芯的熱穩(wěn)定性提升10%；負(fù)極搭建了高速離子通道，并運(yùn)用最新的材料和優(yōu)化的工藝，進(jìn)一步延長(zhǎng)電芯工作壽命，提升快充的能力。

　　在電芯之間，使用了納米級(jí)航天材料——新一代氣凝膠作為隔熱材料，能有效降低電芯間溫度傳遞；同時(shí)，當(dāng)電芯個(gè)體熱失控時(shí)，可通過(guò)安全閥和排氣通道，可快速排出高溫氣體。每個(gè)模組配置了集成式全獨(dú)立液冷板，在電池分?jǐn)鄦卧镆卜胖昧艘豪浒濉１绕饦I(yè)內(nèi)常見(jiàn)電池包集中式液冷板設(shè)計(jì)，Ultium平臺(tái)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)更高效，換熱效果提高約10%，籍此電池模組壽命整體可提高約15%。得益于這套先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)和電池配方的優(yōu)化，Ultium平臺(tái)可以支持電池在全生命周期內(nèi)進(jìn)行快充，對(duì)電池容量幾乎沒(méi)有衰減的影響。

　　除了行業(yè)領(lǐng)先的熱管理系統(tǒng)，針對(duì)整車碰撞時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)，Ultium平臺(tái)擁有強(qiáng)化過(guò)的全新電池物理防護(hù)架構(gòu)。Ultium平臺(tái)電池殼體使用了高強(qiáng)度的井字形框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)中，采用了多根超高強(qiáng)鋼橫梁進(jìn)行加固，整包的超高強(qiáng)鋼占比37.5%，高強(qiáng)鋼占比約61%，抗擠壓能力達(dá)到國(guó)標(biāo)的3倍，達(dá)到同行業(yè)最高水平。防水殼體還應(yīng)用了更加精密、更加穩(wěn)固的激光焊接，輕松實(shí)現(xiàn)IP6K9K高壓噴水密封等級(jí)。

　　更特別的是，以車側(cè)的柱碰為例：國(guó)際和國(guó)內(nèi)的柱碰標(biāo)準(zhǔn)都是考察車側(cè)單一位置柱碰性能，而上汽通用汽車完全超越該標(biāo)準(zhǔn)，模擬車側(cè)從A柱到C柱多位置進(jìn)行柱碰，以此考察電池包各區(qū)域的強(qiáng)度。同時(shí)，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)各種使用場(chǎng)景，還增加底部球擊工況、過(guò)鐵軌工況等多種考驗(yàn)，讓整車安全更上一層樓。在碰撞發(fā)生后，車輛還可實(shí)現(xiàn)5秒內(nèi)主動(dòng)放電，確保事故后的救援安全。通過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)這樣的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，使得Ultium平臺(tái)的整車可以全方位滿足電壓、電能、物理防護(hù)、電力系統(tǒng)負(fù)載端絕緣的電動(dòng)車五星安全的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　憑借著靈活、智能和安全這三大元素帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，上汽通用汽車將通過(guò)Ultium平臺(tái)快速推動(dòng)企業(yè)電動(dòng)化的產(chǎn)品布局。從這個(gè)角度來(lái)看，雖然上汽通用當(dāng)下在純電的賽道上是有點(diǎn)緩慢，但在全新平臺(tái)加持下，上汽通用可以高效快速地投放具備競(jìng)爭(zhēng)力的智能純電產(chǎn)品。未來(lái)這幾年，新能源市場(chǎng)可以說(shuō)是愈發(fā)精彩了。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒）