问题

通用奥特能三电平台,在安全性上有哪些提升?

回答
通用汽车的奥特能 (Ultium) 电池平台,作为其电动化战略的核心,在安全性方面进行了多方面的创新和提升,旨在为消费者提供更可靠、更安全的电动汽车体验。以下是奥特能平台在安全性上的一些详细提升:

1. 电池模块与 Packs 的物理结构优化:

更坚固的模块化设计: 奥特能电池组采用高度模块化的设计,每个电池模块都经过精心设计和加固。这使得它们能够承受更大的外部冲击,例如碰撞。
集成式结构设计: 相较于一些早期电动车的电池包设计,奥特能通过集成式结构优化,将电池模块、冷却系统、电子元件等更好地融合在一起,减少了潜在的连接点和易损件,整体刚性更强。
电池包底部保护加强: 电池包是电动汽车最脆弱的部分之一,尤其是底部容易受到路面障碍物或碰撞的冲击。奥特能电池包采用了高强度材料和结构设计,能够有效保护电池组免受物理损伤,减少漏液或短路的风险。
内部空间优化与防火设计: 在电池模块内部,奥特能也进行了精细的空间布局,优化了电池单元之间的间距和固定方式,这有助于防止在极端情况下发生热失控的连锁反应。同时,模块内部采用了阻燃材料和隔热设计,进一步提升了防火性能。

2. 先进的电池管理系统 (BMS) 和热管理系统:

高度智能化的 BMS: 奥特能的 BMS 不仅负责监测电池的电压、电流、温度等关键参数,还能通过复杂的算法进行预测和诊断。
早期故障预警: BMS 能够实时监测电池组的健康状况,识别微小的异常迹象,并在问题可能发展成严重安全隐患之前进行预警。
精细化的电池均衡: BMS 能够精确地对每个电池单元进行充放电管理和均衡,确保所有单元都能在最佳状态下工作,避免因单体电池性能差异过大而导致的过充、过放或过热。
电池状态的精确估算: 通过先进的算法,BMS 能更准确地估算电池的剩余电量、健康状态 (SOH) 和剩余寿命 (SOF),为用户提供更可靠的信息。
高效且智能的热管理系统: 温度是影响电池安全和性能的关键因素。奥特能的热管理系统设计非常先进:
液冷系统: 奥特能采用高效的液冷系统,能够精确地控制电池组的温度。无论是快速充电还是高负荷驾驶,系统都能有效地将热量导出,防止电池过热。
智能温度控制策略: BMS 与热管理系统协同工作,根据电池的使用场景、环境温度和内部状态,智能地调整冷却或加热的强度,始终将电池维持在最适宜的温度区间。
防止热蔓延的设计: 在模块设计中,奥特能考虑了防止热失控蔓延的因素,通过隔热材料和结构设计,即使某个电池单元发生问题,也能最大程度地抑制热量向相邻单元蔓延,为乘员和车辆争取更多安全时间。

3. 电池材料和化学成分的优化:

高镍低钴或无钴电池技术: 奥特能平台的大部分电池都采用了高镍正极材料,减少了钴的含量。
钴的风险: 钴是一种价格昂贵且在某些情况下可能带来供应链风险的金属。虽然它有助于电池的稳定性和能量密度,但在极端条件下也可能存在一些安全顾虑。
高镍的优势: 高镍正极材料通常具有更高的能量密度,同时在材料结构设计上,通过掺杂其他元素(如铝、镁)和优化颗粒形貌,可以提高其热稳定性和循环寿命,降低热失控的风险。
未来发展方向: 通用汽车也在积极探索和应用更先进的材料,例如磷酸锰铁锂 (LMFP) 等,这些材料在能量密度、成本和安全性方面都有潜在的优势。
电解液的安全性: 电池的电解液是易燃的,如果发生泄露或燃烧,会带来安全隐患。奥特能平台在电解液的配方上进行了优化,例如添加阻燃添加剂,以提高其在高温或短路情况下的稳定性,降低起火的风险。

4. 严格的测试和验证流程:

全生命周期的安全测试: 通用汽车对奥特能电池平台进行了极为严格和全面的测试,涵盖了电池从原材料到最终产品在各种极端条件下的表现。
碰撞测试: 包括正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞以及翻滚等多种场景下的电池包完整性测试。
挤压和穿刺测试: 模拟在严重碰撞中电池包可能遭受的挤压和异物穿刺情况,评估电池组的抗破坏能力。
火烧和浸水测试: 模拟车辆在火灾或水下事故中的情况,测试电池组的防火和防水性能。
极端温度测试: 在极高或极低的温度环境下进行充放电和储存测试,验证电池在各种气候条件下的安全性。
过充和短路测试: 模拟充电系统故障或电池内部短路等情况,评估电池的安全保护机制。
软件和算法的持续迭代: BMS 软件是电池安全的关键。通用汽车会不断收集实际运行数据,并通过OTA(空中下载)更新来优化 BMS 的算法和控制策略,持续提升电池的安全性。

5. 集成的车辆安全系统:

与整车碰撞安全集成: 奥特能电池平台的设计与整车的整体安全结构紧密结合。车辆的吸能区域、高强度车身结构以及安全气囊系统等,都在碰撞发生时为电池提供额外的保护。
紧急断电和绝缘保护: 在发生严重碰撞或火灾时,车辆的安全系统能够触发电池的紧急断电机制,切断高压回路,降低触电风险。同时,高压系统的绝缘设计也确保了在正常运行和事故状态下的高压部件不会直接接触乘员。

总结来说,奥特能平台在安全性上的提升是系统性的,从材料、结构、电子控制到整车集成,环环相扣。 它通过更坚固的物理防护、更智能的电池管理、更可靠的热管理以及更安全的材料应用,旨在显著降低电动汽车在各种潜在风险下的安全隐患,从而为用户带来更安心的驾驶体验。

值得注意的是,虽然奥特能平台在安全性方面做了大量的优化,但电池技术仍在不断发展中,通用汽车也在持续投入研发,以进一步提升电动汽车的安全性。

网友意见

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作为ATS和XT5双料车主,这个话题推给我,感觉没毛病,终于不是那些“腿长是什么体验”、“你中了五个亿之后怎么挥霍”之类的抖音类脑残问题了。

我先买的ATS,2015年就买了,年轻人总得有个大马力后驱梦。虽然现在电动时代来临之后,马力突然就变得廉价了,但当时连330i都敢挑逗的ATS的确给了我们这群爱车之人一个价格更加公道的“大马力车”入手方式(现在大马力需要打双引号了),而且ATS刷新了我对美系车的印象,膝部气囊是标配的,头部气囊和侧气囊都是标配的,BOSE和主动降噪音箱是标配的,顶配279PS是标配的……

三四年前看过一个案例,有个ATS-L被满载的油罐车在红灯位追尾,猛烈程度比那些C-NCAP、C-IASI等等五星批发部碰撞测试内卷多了,车主不仅保住了命,车子连C柱都没怎么变形,我又刷新了对美系车的认知,老美设计的车子那用料真的很……你说傻大黑粗也好,你说良心车企下料贼足也好,反正用着不会胆战心惊。

情不自禁说这么多也没好好答题,我拉回去看看题目发现说Ultium的安全性,那我也没说偏,美系车安全性的确很到位,而且不是什么“漆水特别厚不容易刮花”、“发动机盖特别厚所以压上去不会凹”、“钢板很硬所以互蹭了一下发现对方日系车凹进去一大块”之类的民间科学家级别的安全认知,真正的安全是被大车怼了还能幸存下来,这才叫硬。

我之前关注过Ultium的几场发布会,是最后一场还是最后第二场才公布中文名叫“奥特能”的,当时几个看直播的人都在笑,可能因为都是同龄人吧,我们都说通用集团要暴打小怪兽了。

这个小怪兽应该就是会喷火的电池包吧。奥特能几场发布会的重点都放在安全性能上面,我认为这个比某些新势力不断宣传什么智能汽车功能要实在得多。虽然更多消费者喜欢所谓智能汽车,喜欢那些可能拍个朋友圈以后就不再用得上的所谓智能功能,但对于我来说,一台智能电动车,它的“从业资格”不来自于“智能”和“电动”,而来自于“车”这个概念——作为一台合格的“车”,它起!码!得!安!全!

已经有太多悲惨案例了,我不想发图上来,太恶心、太揪心、太痛心,这些生命就是智能电动车发展路上必须的献祭吗?我觉得不是啊,发射火箭也可以去实验室模拟到足够的样本量、积累到足够的经验之后才正式发射的,不然每一个大小测试项目都要用一枚10亿元的大火箭去测试,什么超级大国都扛不住这成本。

我认为智能电动车发展前期出现的这些问题,最大原因就是资本推动,要新势力们赶在政策红利期内赶紧盈利,所以没测试完整的车辆直接上路去了,自动辅助驾驶系统和动力电池频频出问题。好在我认为现在业界已经越来越理性的,也是因为几个传统大车企牵头做正向研发,大众MEB、通用奥特能、丰田e-TNGA、吉利SEA浩瀚、比亚迪E平台等等,都是业内叫得出响亮名字的角色。接下来车企集团之间要比拼的,真的就是正向研发的纯电平台了,看安全性能,看动力性能,看快充和续航能力,看智能化潜能,看模块化的拓展潜能等等。

至于智能化和电动化时代的汽车安全,我认为应该分为三大部分:一个是传统的车身结构(被动安全),一个是三电总成的安全性,还有一个是基于高级驾驶辅助系统的主动安全

先说车身结构强度吧,我认为这是车企必备的基本功,当然也涉及到成本的问题。世界上根本就没有绝对安全的汽车,张三打算拿一个S级或者揽胜跟运煤列车玩个对对碰试下,列车能从物理和生理上教张三重新做人(投胎)。奥特能厉害的地方,在于砸成本整了大量1500MPa超高强度钢去做电池包的井字形框架结构,整包抗挤压性能直接做到了国标要求的3倍,也就是整整3倍的碰撞动能都毁不掉奥特能的电池包,这样子里面的电芯才能安稳无恙。

正向研发的电动汽车有个很大的优势,就是前舱里面不用放大大的汽柴油发动机和变速箱,这样子碰撞缓冲区的纵梁就可以布置得更加自由,可以随意加粗,即使遇到大事故,也有足够的缓冲区来吸能,即使遇到的重大事故能把车头或者车尾严重压缩,也要把前舱/后尾全部压溃才能进而伤到电池。即便是伤到电池,那还有刚刚说的井字形框架结构。

换句话来说,如果碰撞攻击会让我的车掉血,奥特能平台电动车的优势就是血槽超级厚,相当于DotA河道里面的那只“肉山”(Roshan),血贼厚且有魔法免疫。

肉山的魔法免疫,就是电池内部稳定性的事情了,这里涉及到好几样核心技术。

第一个是奥特能用了热稳定性提升10%的电池正极配方,而众所周知电池正极性能是最关键的,现在锂离子动力电池的命名基本都根据电池正极来。比如磷酸铁锂的热稳定性就比NCM三元锂要稳定很多,而三元锂内部又根据NCM比例有数不尽的配方,跟“印度家家户户的独门咖喱配方”一样神秘,而且每家都有非常细微的不同,就看哪家吃了不容易拉肚子。

第二个是无线电池管理系统(wBMS),在业内是首个量产的。这玩意嘛,就相当于“真无线耳机”的体验。wBMS可以省掉包内90%线束,但不要线不代表省钱,无线苹果耳机就比有线贵多了……无线的好处就是电池的布局和配置会更灵活,整包可以进行无线OTA升级,去掉了线材就降低了重量增加了续航,故障率也会更低。反正我用无线耳机之后就再也回不去了,耳机跟所有智能终端都能无缝适配,也不用怕自己手贱弄断了线。

第三个是电池监控的时间和范围,奥特能用的是7×24小时不间断监控,装了气压/温度/电压三组传感器,从尽可能多的维度嘘寒问暖,跟老妈子一样啰嗦(误,是体贴)。所以多数时候不是你知道自己要穿秋裤了,而是传感器(老妈子)精准地判断出你真的要穿秋裤了,毕竟老人家的腿脚比天气预报还准……

第四个是真的摊上大事之后的解决方案,奥特能可以在毫秒之间直接让高压电池断电,还设计了专门的快速排气通道,在电芯单体热失控时快速排出高温气体,相当于你工作压力太大时可以去拳馆打打拳发泄一下,但回去找你媳妇发火是没用的,因为最终结果只会是你跪在自己心爱的电容键盘上认错。

智能电动车的安全问题,最后一个影响因素是基于高级驾驶辅助系统的主动安全。刚刚那两项是说不幸撞上了或者内部热失控了怎么应对,而主动安全就是防患于未然,让车子在撞上之前就主动逃过一劫。这种系统有很多叫法,高级驾驶辅助、智能驾驶辅助、自动驾驶辅助都行,但不能叫自动驾驶,因为“自动驾驶”这个术语要在L3级别实现之后才能用,这意味着你在特定可运行的区域内使用系统,就可以不用看路了,而现行法律是不允许这样子做的。

所以凯迪拉克CT6和LYRIQ配备的增强型Super Cruise超级智能驾驶辅助系统从来都不建议大家去玩无人驾驶,这太危险了。驾驶辅助为的是让车辆更安全,而不希望倒过来带给你更高风险。如今最实用化的驾驶辅助,是帮助驾驶者提前识别到风险并进行警示或者自行避让,已经有非常多成功案例。

汽车和其它消费品行业最大的不同,是对安全性的要求无法妥协,所有的技术进步和改革都要建立在安全的前提下。发力较早的一些新造车势力已经暴露了各种安全问题,也承担了后果。

智能电动车的游戏这才刚刚开盘,这些车的年销量占比远不到我们汽车总销量的10%,谁能打好安全基础,后期才有望更加顺利快速地成长。作为车主,我不敢说自己对凯迪拉克每个地方都满意,但凯迪在安全方面的表现我从来没怀疑过,包括燃油车时代的和奥特能电动时代的技术。

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