美系入局！通用Ultium純電平臺解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】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)開啟預售，2022年上半年國內(nèi)上市。美系品牌對待新技術向來都是十分狠的，它們會傾向于花大價錢研發(fā)最前沿的技術放到量產(chǎn)車上。對于LYRIQ而言，它的亮點除了33英寸弧面OLED屏幕、Super Cruise超級智能駕駛系統(tǒng)外，還有就是Ultium智能純電平臺。

　　想要純電車擁有最佳的表現(xiàn)，選擇一個全新的純電平臺來打造純電新車是繞不開的事情。再強的油改電車型，本質(zhì)只是一臺背著電池走的車，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。未來通用旗下的凱迪拉克、別克、雪佛蘭都會使用這個平臺打造純電新車。預計到2025年，上汽通用將會有10款以上基于Ultium平臺打造的國產(chǎn)新能源車型。

　　Ultium平臺整合了通用汽車26年來的電氣化經(jīng)驗和前瞻技術優(yōu)勢，上汽通用汽車泛亞汽車技術中心參與了該平臺底層架構的同步設計開發(fā)，并依托高度本地化的業(yè)務鏈體系，實現(xiàn)了Ultium平臺車型的國產(chǎn)和近100%零部件的本土化采購。

靈活

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

　　通過可替換、可升級的電池模組，加上智能化的電池管理系統(tǒng)，組成了一個核心的電池架構，它能滿足不同形式的電池配置。通過3款電機模塊的組合，可以組成5種不同的驅(qū)動單元，為不同細分市場帶來性能差異化的產(chǎn)品。

　　從悍馬純電動皮卡和凱迪拉克LYRIQ開始，包括未來更多電動車產(chǎn)品，都將采用Ultium平臺提供的近20種電池和電驅(qū)的搭配組合。如今，Ultium平臺被同步引入中國這個最大的電動車市場，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)務鏈體系，實現(xiàn)了Ultium平臺近100%零部件的本土采購。NCM三元鋰電池是為中國市場選擇的最優(yōu)方案。2種不同電量的三元鋰電芯，通過串聯(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約80%，所有零件接口100%通用。搭配3種電池包，帶來3款業(yè)內(nèi)領先的模塊化電驅(qū)，它們采用高度集成設計，最高可實現(xiàn)了8合一集成。通過電池包和電驅(qū)的有機組合，可實現(xiàn)7種不同的驅(qū)動系統(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，電動化汽車必須具有極高的智能化屬性，Ultium平臺實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)首次在量產(chǎn)電動車上采用WBMS無線電池管理系統(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計不同的線束布局，但這一次WBMS無線電池管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底改變了這一現(xiàn)狀，它使用無線通信去協(xié)同管理每個電芯和電池模組的表現(xiàn)。

　　Ultium平臺電池包去掉了電池包90%的線束，降低整包重量的同時，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，更少的線束連接也讓生產(chǎn)裝配的自動化流程大為簡化，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，當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計即可簡單便捷二次利用。

　　無線電池管理系統(tǒng)是Ultium平臺的獨特優(yōu)勢之一，它不僅使電池系統(tǒng)的管理變得更精準實時，同時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，Ultium平臺可說是為面向未來而打造。它可以輕松支持功能的升級和電芯配方的優(yōu)化，如同現(xiàn)在的智能手機一樣。

　　隨著科技的不斷創(chuàng)新，Ultium平臺未來也會持續(xù)升級。通過采用這一獨特的技術，能更好地運用未來不斷涌現(xiàn)的新科技。

安全

　　凱迪拉克已經(jīng)在電動技術領域具備從研發(fā)、試驗、驗證到生產(chǎn)的全鏈路體系能力。Ultium平臺的第三個關鍵元素，就是“安全”。 通過采用不斷更新的安全技術，可以贏得更多消費者的信任。Ultium平臺滿足ASIL-D級別的系統(tǒng)功能安全要求，這是汽車行業(yè)電子電氣系統(tǒng)安全的最高標準。電池的安全，是電動車安全的基石。Ultium平臺的電池安全由行業(yè)領先的電池熱管理技術與物理防護架構兩大層面組成。其開發(fā)和測試嚴格遵循了通用汽車全球新能源車相關標準，并高于國標要求。

　　對電池安全的承諾，首先從電芯開始。通過聯(lián)合本土供應商，基于811三元鋰電芯的基礎配方，為Ultium平臺共同研發(fā)出中國市場的優(yōu)化配方。通過正極材料的納米級原子包覆和定向摻雜，電芯的熱穩(wěn)定性提升10%；負極搭建了高速離子通道，并運用最新的材料和優(yōu)化的工藝，進一步延長電芯工作壽命，提升快充的能力。

　　在電芯之間，使用了納米級航天材料——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，當電芯個體熱失控時，可通過安全閥和排氣通道，可快速排出高溫氣體。每個模組配置了集成式全獨立液冷板，在電池分斷單元里也放置了液冷板。比起業(yè)內(nèi)常見電池包集中式液冷板設計，Ultium平臺的冷卻系統(tǒng)設計更高效，換熱效果提高約10%，籍此電池模組壽命整體可提高約15%。得益于這套先進的熱管理系統(tǒng)和電池配方的優(yōu)化，Ultium平臺可以支持電池在全生命周期內(nèi)進行快充，對電池容量幾乎沒有衰減的影響。

　　除了行業(yè)領先的熱管理系統(tǒng)，針對整車碰撞時的安全風險，Ultium平臺擁有強化過的全新電池物理防護架構。Ultium平臺電池殼體使用了高強度的井字形框架結構，當中，采用了多根超高強鋼橫梁進行加固，整包的超高強鋼占比37.5%，高強鋼占比約61%，抗擠壓能力達到國標的3倍，達到同行業(yè)最高水平。防水殼體還應用了更加精密、更加穩(wěn)固的激光焊接，輕松實現(xiàn)IP6K9K高壓噴水密封等級。

　　更特別的是，以車側的柱碰為例：國際和國內(nèi)的柱碰標準都是考察車側單一位置柱碰性能，而上汽通用汽車完全超越該標準，模擬車側從A柱到C柱多位置進行柱碰，以此考察電池包各區(qū)域的強度。同時，為適應國內(nèi)各種使用場景，還增加底部球擊工況、過鐵軌工況等多種考驗，讓整車安全更上一層樓。在碰撞發(fā)生后，車輛還可實現(xiàn)5秒內(nèi)主動放電，確保事故后的救援安全。通過無數(shù)個這樣的細節(jié)設計，使得Ultium平臺的整車可以全方位滿足電壓、電能、物理防護、電力系統(tǒng)負載端絕緣的電動車五星安全的設計標準。

　　憑借著靈活、智能和安全這三大元素帶來的優(yōu)勢，上汽通用汽車將通過Ultium平臺快速推動企業(yè)電動化的產(chǎn)品布局。從這個角度來看，雖然上汽通用當下在純電的賽道上是有點緩慢，但在全新平臺加持下，上汽通用可以高效快速地投放具備競爭力的智能純電產(chǎn)品。未來這幾年，新能源市場可以說是愈發(fā)精彩了。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒）