奥特能 通用汽车的秘密武器

迄今为止,汽车的研发制造主要历经四大过程:手工作坊、流水线、平台,到现今的模块化架构平台,手工作坊和流水线大家应该很好理解,那么平台的定义是什么呢?平台其实并不是单指车辆底盘的平台,而是在新车研发过程中使用相似的零部件的公共架构,主要包括发动机、变速箱、地盘、下车体、电气系统等,它可以研发和生产不同外形和功能的新车型,而模块化平台则是将这组架构按照模块进行整合并提高零部件通用率后的产物,拥有通过调整不同模块生产不同定位和级别车型的能力从而实现同平台跨车型和跨级别生产。


对于厂家而言,虽然一个平台的开发周期和经济成本都很高,但是却有利于后期的成本降低,缩短研发周期以及质量标准的统一。在新能源大肆横行的今天,通用汽车公司之前也在自己的燃油平台上加上了智能化,电子化更高的设计,但毕竟还是“油改电”,不是纯种的电器化新平台开发,难免容易被人拿出来说三道四,要真正打造一辆纯粹的电动车,就一定要“从0到1”重新搭建一个适配电动车结构特性的平台,上汽通用汽车新能源技术体系作为通用汽车全面电动化的基石,通过充分整合与母公司双方的经验积淀和优势资源,在2021年9月14日,布局了上汽通用汽车奥特能超级工厂,泛亚汽车技术中心新能源试验大楼和广德电池安全试验室,具备了从技术研发、试验验证、生产制造到本土采购全链路的新能源完整体系能力。


在燃油时代,发动机,地盘,变速箱称为传统油车的三大件,到了纯电时代呢,变速箱不再是必要的组件了,发动机也由内燃机转变成了电动机,能源从燃油变成了电池,所以电机,电池,电控,也就成了电动车的三大件,也就是大家常说的“三电”,凯迪拉克Lyriq是奥特能平台下第一款国内车型,反之奥特能也可以理解为Lyriq的三大件,通用官方其实也把奥特能分为了三大部分,分别是奥特能电池,奥特能电控,奥特能电驱。我们今天主要就从电池的安全,电控的智能,电驱的性能这三方面展开了解奥特能。


一·安全

与其它品牌一样的是,安全也是上汽通用汽车开发新能源产品的核心准则,奥特能电动车平台满足ASIL-D系统安全最高等级(ASIL指汽车安全完整性等级,A为最低,D为最高)的同时,平台还按照电压、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进行开发。奥特能平台的安全具体由以下四大层面组成。

远超国标的开发和试验标准

奥特能平台的电池开发和测试在严格遵循了通用汽车全球新能源车相关标准下,试验条件还远高于中国新能源车的国标。例如电芯选料,采取100%电芯DCR(直流内阻)检测,基于不同使用场景,试验累计测试达320万小时以上。电池包跌落试验国标要求是1M,奥特能为2M;挤压试验国标是100kN并且不起火、不爆炸,奥特能300kN时满足不起火、不爆炸,且无严重变形;针刺试验国标要求电池包温度>0℃、剩余电量>95%,而奥特能做到了温度>45℃ 剩余电量>97%(剩余电量越高,热失控风险越高)。电池包振动试验的时长是国标的近3倍,盐雾试验的时长是国标的20多倍,电芯温湿循环次数是国标的90多倍。


2.专属电芯配方:与其他车企电芯直接由供应商提供不同,通用在电芯设计阶段就深度参与电芯化学体系设计和性能开发,奥特能平台采用的电芯基于通用汽车全球统一的安全与性能标准,联合本土供应商在811 NCM基础配方上研发出的专属优化配方,具有高热稳定、低衰减、长寿命的特性。电池正极采用当前已量产的最高能量密度811三元,与高容量石墨负极相结合,不仅增加了电量,原位搭建的导电离子环还增加了电量的传输速率。由此,电芯的工作寿命得到了进一步延长,且能满足全生命周期的快充而对电池寿命基本无影响。


3、七重核心电池热管理技术

电芯间隔热墙使用加厚设计的纳米级航天材料气凝胶,能有效降低电芯间热量传递。当电芯单体热失控时,通过快速排气通道,可快速排出高温气体。每个模组都配置了专利设计的集成式独立液冷板,比起业内常见电池包集中式液冷板设计,换热效果提高约10%。电池上盖内置气凝胶防火毯,对乘员和整车进一步保护。后置大面积防爆阀,与模组和整包的快速排气通道相结合,可以迅速排出高温气体。电池包内部的高压元器件,具备在电芯热失控后防止拉弧设计。车端采用气压、温度、电压三重传感器, 24小时不间断、高频率的监测电池包和电芯状态。云端数据平台基于电池全生命周期数据,能够提前识别电池析锂、内短、鼓胀、漏液等热失控隐患,并提供周级别的电池健康异常预警。


4、全新电池物理防护架构

全新一代高强度电池壳体采用高强度井字形结构,并以多根1500MPA 超高强度钢横梁进行加固。高强钢应用占比约61%,超高强钢应用占比37.5%,后者与飞机起落架、固体燃料火箭发动机壳体同款,壳体对整车的扭转刚度提升约45.8%,整包的抗挤压性能为国标要求的 3 倍。



二·更智能

1.奥特能平台还有一个最大的不同那就是业内首创的无线电池管理系统(wBMS),在此系统的加持下,可减少电池包内90%的线束的同时还能减少大量连接器和接插件,因为线束过长本身就是对传输可靠性、传输损耗以及电气安全的重大挑战,奥特能的无线电池管理系统大大降低传统线束老化带来的风险,众所周知,电动车起火很大一部分原因是线束老化或者异常导致的。奥特能在使用端极大的降低了故障率,从而提升系统运行的质量和寿命;在生产端也简化了电池的装配流程,从而提升整包的生产质量及效率,降低了售后维修中模组的更换难度。


2.线路少了,功能可没少,由于无线管理传输的高速、高效、高精度,奥特能平台在未来可以实现根据主机厂的需求,实现同一个电池包中高能三元锂与磷酸铁锂混合任意组合,而且一个模组内也可以高低搭配组合。算法可以适应这些变化,并细化到每一个电芯进行独立控制。同时无线电池管理系统和“车-云”两端相结合的电池健康智能监测系统组成,能够提供更主动、更实时的、防患于未然的电池健康风险管理。新开发的BEV HEAT高效综合热管理系统,可根据电池的实际温度、环境温度以及乘员舱空调需求等因素,对电池和乘员舱进行合理的能量分配,实现舒适性、驾驶品质、能耗、电芯寿命及电池安全间的最优解,后期还可通过深入底层软件的OTA升级,不断优化管理模式。



三·更性能

快,已经是当代电动车的标签和基本素质,奥特能电动车平台支持多种电池和电驱组合方案,满足不同续航里程、不同驱动形式、不同性能的产品,可覆盖轿车、SUV、MPV、皮卡等不同轴距和尺寸的各类造型需求。奥特能电动车平台采用了高效模块化驱动系统,根据车型不同,提供了前驱主力电机、后驱主力电机和后驱辅助电机3种功率的电驱单元,发布不久的悍马HEV也是基于奥特能平台打造。


相比其他电驱系统,奥特能电驱技术的领先性就在于电机采用扁线降低绕组电阻提升电机峰值和持续性能,同时采用自粘铁芯提升电机效率和NVH水平。另外所有奥特能平台电驱单元的电机和减速箱均采用油冷方式,比起业内常见的水冷形式,电机采用定子喷淋冷却结合转子甩油,无需设计冷却水套,外径尺寸小,可以带来更大的体积功率密度,提升了系统综合效率。

最后就是关于补能体系,泛亚在电动车开发前期就进行全场景的充电分析,从车端、桩端、用户行为端来分析和判断影响充电过程和效果的因素,籍此开发了充电异常检测算法,进行台架系统和整车级别的主动故障注入测试;同时,还对充电桩市场占有率TOP10的运营商品牌进行充电融合测试,实现主流充电桩品牌的全覆盖。核心目标是主动标记有问题的充电桩点,避免客户踩坑;并对稳定性差的补能充电桩也能更好地做到兼容并蓄。



总结:平台最终的产物是产品,那么凯迪拉克的Lyriq作为奥特能平台的先锋,带领通用汽车走入了纯电新纪元,它是一个勇敢的开始,全新的设计语言和概念,百年车企的积淀和传承,是否真的能一鸣惊人,期待后期能在Lyriq的动态试驾中找到答案。









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