“新能源汽車蓬勃發(fā)展，但是新能源汽車所伴隨的安全問題依然在挑戰(zhàn)著客戶對新能源的新車選擇?！?/p>

北京理工大學機械與車輛學院魏中寶教授表示，盡管新能源汽車發(fā)展如火如荼，但電池安全問題一直存在。

以2020年的不完全統(tǒng)計來看，全年媒體報道的新能源燒車事故（自燃+冒煙）就有124起。

汽車廠商也是各種使勁渾身解數來保證電池安全，從比亞迪的刀片電池、到廣汽埃安的彈匣電電池、嵐圖的“三不電池”，都在不斷刷新電動汽車電池的安全高度。

在本次大會上，上汽通用帶來了技術更新的Ultium平臺。那么，它在電池安全上，又做了哪些嘗試呢？

借著大會機會，電駒編輯采訪了幾位業(yè)內專家，看看他們是如何解讀上汽通用Ultium平臺的。

軟硬件雙管齊下保證電池安全

魏中寶認為，電動汽車安全事故可以分為四類，分別是：充電安全事故、IP防護安全事故、碰撞安全事故、熱失控以熱擴散安全事故。

他介紹，電池安全包含5個方面：關鍵材料、電芯設計、電芯制造/工藝因素、系統(tǒng)集成。找到“病因”才好對癥下藥，來看看上汽通用的Ultium平臺是怎么做的。

“全新Ultium智能純電平臺的電池安全由以下四大層面組成：專屬電芯配方、國際一流的開發(fā)和試驗標準、領先的電池熱管理技術、強化的全新電池物理防護架構”

泛亞汽車技術中心有限公司驅動系統(tǒng)執(zhí)行總監(jiān)尹建民介紹，Ultium平臺的電池安全可以從4個維度去理解。具體看來：

1、專屬電芯。

首先就是它的專屬電芯，上汽通用聯合本土供應商，在NCM三元鋰電芯基礎上，共同研發(fā)了上汽通用汽車專屬優(yōu)化配方。

“電芯的正極可實現：高能量密度三元、原位涂層包覆搭建核殼結構、定向摻雜稀土元素鉚定游離氧、比基礎配方熱穩(wěn)定性提升10%；電芯的負極可實現：高容量石墨負極（355mAh/g）、原位搭建導電離子環(huán)、顆粒級配消除電極階梯濃度?！?/p>

尹建民認為，相較于其他車企從電池結構上下功夫，Ultium平臺則通過優(yōu)化電芯的化學屬性來保證電池安全，可以說是釜底抽薪。

“如果我們關注火災事故按照起火的原因給新能源汽車的事故進行一個分類，我們會發(fā)現動力電車故障所引起的事故幾乎是占到了三分之一?！?/p>

魏中寶認為，電池故障引起的起火事故在總體事故中，占有相當大的比重。熱穩(wěn)定性和熱失控是不容忽視的關鍵問題。提高熱穩(wěn)定性對于防止電芯熱失控可以說是“打蛇打七寸”，從源頭處采取措施，進行控制。

2、七重保護。

“我們依托七重核心的保護手段，使Ultium的電池實現了行業(yè)領先的熱穩(wěn)定性能?！?/p>

尹建民介紹，Ultium平臺采用7種手段保護電池熱穩(wěn)定。包括實時智能監(jiān)控系統(tǒng)、熱穩(wěn)定時的快速排氣通道專利設計、加厚設計的納米級航天材料氣凝膠降低熱傳導、集成式液冷專利技術、后置大面積防爆閥、模組上蓋防火專利設計、 電池包內部高壓元器件具備在電芯熱失控后防止拉弧設計。

其中，尤其值得一提的就是上汽通用首創(chuàng)的氣凝膠技術。電芯間使用加厚設計的納米級航天材料氣凝膠，能有效降低電芯間熱量傳遞。電池的熱失控爆炸本質是熱傳導，而氣凝膠技術可以說是將熱傳導隔絕在源頭。最近嵐圖，廣汽埃安，極氪也都在進行這方面的技術嘗試。這將會是未來車企防止電芯之間熱傳導的新手段。

3、高強度電池殼體。

電池的IP防護主要是從電池外部，硬件防護的角度去保護電池免受外部“襲擊”。

Ultium平臺給出的解決方案是，它采用了全新一代高強度井字形結構電池殼體。包內橫梁及上蓋總成側邊防護梁采用1500MPA超高強度鋼，托盤總成采用1000MPA底部防護，整包的抗擠壓性能為國標要求的3倍，提升了電芯及模組安全。

此外，Ultium平臺電池殼體對整車的扭轉剛度提升約45.8%。在主動放電方面，碰撞發(fā)生后5秒內完成主動放電；在高密封性能防護方面，達到了IP67防塵防水和IP6K9K高壓噴水防護等級。并增加了底部球擊工況、過鐵軌工況等復雜工況場景的測試。

尹建民介紹，即便意外發(fā)生碰撞，Ultium平臺也能在5秒的時間內主動放電來保證安全。

針對中國市場本土化開發(fā)

“我們不像有的廠家可能是直接從供應商那買來現成的電芯就用，而是深度參與電芯化學體系設計和性能開發(fā)。”

尹建民介紹，上汽通用的電芯設計開發(fā)與驗證由泛亞和電芯供應商共同完成，設計開發(fā)中泛亞深入參與電芯材料體系制定，制造工藝，性能評估，安全濫用，成本控制五大方面。

他表示，不僅電芯，上汽通用的Ultium平臺會對電氣化的整體解決方案進行本土化處理，而不是大多車企的“拿來主義”。

在中國市場，Ultium平臺進行了進一步的差異性優(yōu)化：

1、Ultium平臺的底層架構和三電系統(tǒng)，由上汽通用汽車和泛亞汽車技術中心參與同步設計開發(fā)，實現了近100%零部件本土化采購。

2、提供2種不同電量的電芯，可以串聯也可以并聯。同時，提供2種不同電量的模組單元，模組尺寸相同，最終提升了電池包的柔性化程度。

3、零部件實現了很高的共用性，所有零部件接口可以100%共用。三種電池包零件共用率高達約80%。

4、在中國市場提供了3種電驅系統(tǒng)和4種驅動形式。電池X驅動共有7種組合，電驅系統(tǒng)最高實現了8合一高集成。

尹建民認為，專供于中國市場也是Ultium平臺在電池安全上的一大優(yōu)勢。

靈活性：電池技術支持電芯、模組、續(xù)航、驅動的多樣化

電動車要進步，首先是電池技術的進步。尹建民介紹，基于Ultium平臺的電池技術擁有如下優(yōu)勢：

1、電芯支持不同的化學配方、電芯封裝形式和排列組合；

2、電池模組尺寸一致，可以方便地替換或升級，還可以組合成不同大小的電池包；

3、核心電池架構+智能化電池管理系統(tǒng)，可以支持電芯技術升級。

用一個詞總結，其實就是靈活。進一步向上延展，這種靈活性也體現在滿足多元化的車型需求：

1、模塊化的電池模組，可以支持不同的續(xù)航里程和車身形式。支持SUV和轎車不同形式的車體。

2、模塊化的電驅系統(tǒng)，可以支持不同的動力性能和驅動形式。例如，前驅，后驅或四驅。把靈活的電池方案和靈活的電驅動方案結合起來，該平臺可以提供近20種電池X電驅的組合，可以支持轎車、SUV、 MPV等不同產品的需求。

靈活和模塊化是市場快速迭代的必然趨勢，過去開發(fā)一款車型需要4-5年，甚至更長，但在市場足夠細分的前提下，所有車企都必須具備快速迭代的能力，產品的導入時間被壓縮到2-3年左右，甚至更短。靈活和模塊化顯得尤為重要。

從近幾年的車企的動作也能看出來，豐田的TNGA架構，大眾的MEB平臺都在朝著靈活、高效的方向進化。Ultium平臺和它們的發(fā)力方向一樣。

現階段，比亞迪的刀片電池，廣汽埃安的彈匣電池都已經算是業(yè)內在電池安全上表現不錯的技術。而Ultium平臺從全方位出發(fā)，提出系統(tǒng)的電氣化解決方案。讓外界對電動汽車安全有了更多期待。