新能源安全问题倍受重视之下，Ultium平台能给上汽通用带来什么？
在今年的CES展上，通用汽车向我们展示了集电芯、电池管理、全新电子架构等新成果于一身的Ultium平台，并提出了“零事故、零排放、零拥堵”的未来愿景。作为通用电气化的基石，基于Ultium平台打造的首款车型LYRIQ今年就将与我们见面，之后还会推出Celestiq、Symboliq等产品，进一步推动通用电气化产品的布局。
7月5日，上汽通用汽车携手北京理工大学以及国内电气化、智能出行领域的多位知名专家、权威学者，在北京理工大学举行产学研相结合的汽车电动化学术交流会。各个专家与参会的媒体、学生们讨论了当前国内新能源市场的现状，以及通用Ultium的各项技术优势，给我们留下了深刻的印象。
新能源汽车安全问题已经成为重中之重
现在随着汽车保有量的增加，车辆与安全有关的系统数量呈指数上升，尤其是集成化、电气化和智能化程度越来越高的电动车，面临的问题越来越复杂，出现的事故也越来越引起消费者的重视，可以说新能源汽车所伴随的安全问题在挑战着消费者对于新能源新车的认知。
北京理工大学机械与车辆学院教授魏中宝在讨论会上提到，目前在行业内，新能源汽车的事故大概可以被分为四类：
- 充电相关：充电桩故障起火、控制策略不当、系统不匹配
- IP防护失效：泡水、淋雨、水汽进入
- 碰撞相关：电池各个方向以及托底时造成的变形
- 热扩散：材料缺陷、制造/装配不良、使用中的损伤
而这些都会导致我们使用的电动车出现事故，比如最常见也是最受关注的起火和自燃问题，尤其是在近三年持续攀升。各种原因多种多样，不过由于动力电池故障所引起的火灾可以占到几乎三分之一，从侧面印证了动力电池技术仍然是制约新能源汽车进一步市场普及关键的技术痛点。
而除了像碰撞、挤压、过充过放等可能存在的外部因素之外，如何保证电芯设计的足够安全则更能从根本上抑制安全事故的发生。魏中宝教授表示，在关键材料、电芯设计、电芯制造/工艺因素、系统集成、实际使用等电池的各个阶段都非常重要和关键，而通过在技术上对电池进行改良、优化、控制、管控，则可以有效降低安全隐患。
目前，行业内已经逐渐有了相对成熟的测试标准，包括电性能、寿命、安全性、呼唤性、回收利用、附件等等。比如电池单体涉及就设计到过充过放、外短路加热、温度循环、挤压等等滥用工况，针对电池包也涉及过温保护、外短路、过充过放、过流保护等项目。同样，对于电池应对震动、冲击、碰撞、挤压等外力，以及冷热温度、烟雾、高海拔等不同环境的测试都是电池安全的保证。
层层技术把关，Ultium平台将安全放在首位
Ultium平台正是基于同样的理念，将消费者用车的安全放在了首要考虑的位置，在研发的过程首先对安全做到保证，正与本次讨论会上各个专家和业内人士的观点高度一致。上汽通用公司作为国内最早“触电”的车企，拥有上汽通用汽车动力电池发展中心、泛亚汽车技术中心新能源试验大楼和广德电池安全试验中心，完整覆盖从研发、试验到生产的新能源技术体系能力，在国内主机厂中首屈一指。全新Ultium平台部分车型的电池包也将在上汽通用汽车动力电池发展中心进行生产。
Ultium智能纯电平台对电池安全的承诺，首先从电芯开始。上汽通用公司深度参与电芯化学体系设计和性能开发，使用NCM三元锂电芯作为基础配方，专门针对中国市场进行了优化，在正极使用原位涂层包覆搭建核壳结构，负极使用高容量石墨材料，原位搭建导电离子环，使电芯的热稳定性提升了10%，也进一步延长电芯工作寿命，可以支持全生命周期的快充。
尤其需要强调的是，上汽通用公司还以超高的标准对电芯进行了测试，经历了电、热、化学、安全、耐久、振动、性能等全面考验，累计达320万小时以上，确保电芯的安全。而且上汽通用公司采取业内领先的100%电芯DCR直流内阻检测，确保电芯焊接制造、电芯性能、下线品质的一致性，从而减少电芯容量的木桶效应，提高电池安全性，电池寿命更长。
在电池技术中另一个非常重要的热管理技术中，使用了全天24小时实时智能监控系统、电芯间加厚纳米级航天材料气凝胶、可以快速排除高温气体的专利设计、集成式液冷专利技术、后置大面积防爆阀、内置气凝胶防火毯、高压元器件失控后防止拉弧设计等核心技术，用最新的技术全面保护电池温度，
此外，Ultium平台电池包采用高强度的井字形框架结构，采用多根1500MPA 超高强度钢横梁进行加固，整包的高强钢应用占比约61%，超高强钢应用占比37.5%，整包的抗挤压性能为国标要求的3倍，是绝对的行业最高物理结构水准。通过实现超过国标的全乘员位、多位置柱碰和多种复杂场景下的防护能力，最大程度减少电池包碰撞后的意外状况，全方位满足电压、电能、物理防护、电力系统负载端绝缘电阻的四重电动车五星安全评价的设计标准。
整个电池的开发测试严格遵循了通用汽车全球新能源车相关标准，几乎是业内最为严苛的标准和流程，远远超出国标的要求，成本高昂且极具挑战性。比如，国标下电池热扩散测试的初始温度大于0℃和常温下即可，而上汽通用公司的标准是45℃度以上来做热扩散，电池包振动试验时长接近国标的3倍、电池包抗挤压能力是国标的2倍、盐雾试验时长是国标的20多倍、电芯温湿循环次数是国标的90多倍。
说了这么多，其实上汽通用公司对于Ultium平台电池组的安全还有诸多细节上的设计，但已经可以看出其对安全的重视，通过专属电芯配方、高于国标的设计和试验标准、领先的电池热管理技术、强化的电池物理防护架构四大层面全方位保障电池安全。移动出行创新智库副理事长安庆衡也在会上说到，通用汽车Ultium平台的特点，浓缩了对中国智能出行消费市场的洞察，相信会为用户带来全新电气化驾乘体验。
强大的灵活性，一平台走天下
通用在全球市场拥有诸多车型品类，在国内市场的上汽通用汽车也拥有3大品牌、20多个车型的庞大产品阵容，因此需要打造一款能适应多种产品的电动平台，具备非常强大的兼容性和可拓展性。于是Ultium平台基于模块化理念，以根据市场特色和用户需求选择最合适的模块化电池和电驱方案，满足不同续航里程、不同驱动形式，可覆盖从轿车、SUV、MPV等不同轴距和尺寸的各类车型需求。
平台可以灵活支持电池功能的升级和电芯配方的优化，不管是目前的磷酸铁锂、三元锂电池，还是以后可能应用的锂金属电池、固态电池，都能为其所用。同时，平台电池包零部件高度共用，所有零件接口100%通用，能支持软包、硬包等不同的电芯封装形式，以及可串联、可并联的不同排布形式。另外，电池模组单元尺寸一致，大幅提升电池包的柔性化程度，可通过模组的增减来满足不同尺寸、不同续航里程的车型。
因此，Ultium平台是一个兼容并蓄、灵活开放的平台架构，这也与当前和未来的技术发展方向一致，这也是为什么通用集团在未来得以快速推出众多车型的原因之一。电动汽车产业技术创新战略联盟副秘书长赵立金表示，“模块化的电池架构加上可兼容多种不同电芯的方案，Ultium平台的灵活性目前行业罕见，相信可以为新能源汽车的技术发展添砖加瓦。”
黑科技无线BMS加持，高度智能化
在科技领域，大家也会发现现在越来越流行无线的技术，很多传统有线的连接和传输都已经用无线技术替代了，比如整车OTA的出现就大大改变了我们对于车辆用车升级的概念。因此，Ultium平台也将具有前瞻性的无线技术纳入到了平台技术中，以此来节省低压线束，带来更多的可能性。
这其中最引人瞩目的是其首个采用了无线电池管理系统（wBMS）技术，wBMS通过消除与每个BMS的单独物理连接，使用无线通信去协同管理每个电芯和电池模组的表现，在电池的布局和配置上也可以更轻松灵活。不仅使电池系统的管理变得更精准实时，而且使电池整包层面减少了90%的线束，降低整包重量的同时，还有助于提升续航里程的提升，也为搭载更多电芯创造了空间，有利于提升能量密度。
减少大量线束和连接器后，可简化装配的工艺流程，生产质量和效率都能有所提升，更少的硬线连接和接插件的使用也将带来了更低的故障率，在降低成本的同时也提升了系统的安全性。中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬也表示，wBMS无线电池管理是让业界眼前一亮的技术，这种创新对于电动行业的不断迭代发展具有强力的推动作用。
不仅如此，既然使用了无线技术，wBMS的底层架构支持软件功能的更新，可以像手机和车机OTA一样进行在线软件更新，使得电芯在日后升级更加方便。同时，wBMS也为电池的回收带来很多裨益，当电池包从车辆上退役，无线管理系统使得电池回收时不需多少重新设计即可简单便捷二次利用。
车云小结
中国工程院院士、北京理工大学机械与车辆学院教授孙逢春表示：“碳达峰和碳中和是未来的宏伟目标，上汽通用汽车加大纯电技术和产品的创新与推广，为汽车行业践行绿色和可持续发展贡献了重要力量。”而这其中，Ultium将在这其中扮演重要的角色，上汽通用公司也将未来电气化的宝都押在了Ultium平台上面，相关技术也将同步由上汽通用汽车引入国内市场。
为顺应行业新的技术发展趋势，上汽通用汽车还将加大投资，预计到2025年，在电动化和智能网联化新技术领域的规划投入将超过500亿元。通过“双擎”驱动，上汽通用汽车不断提速，将电动化与智能网联的前沿科技和创新服务快速转化为用户触手可及的安全、智能、互联的用车体验，进一步满足消费者对智慧出行的美好期待。
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