通用Ultium奥特能平台技术与前景解读

2021-10-20 11:51:13 作者:黄恒乐
咪乐|直播|旧版 高中阶段教育学校和教师不得代替或干预考生填报高考志愿。

  【太平洋汽车网 技术频道】9月14日,电池研究院:为何双擎喜欢用镍氢电池?

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Ultium奥特能平台的“安全”优势

  好了,接下来是全文重点,我们来聊聊电池安全。

  Ultium奥特能平台与本土供应共同研发的三元锂电芯优化配方,提升了10%的热稳定性,具备低衰减、长寿命的优势,40分钟内便可完成快充。

上汽通用公布电动化及智能网联化战略布局

  正极采用纳米级包裹,加上定向掺杂过渡金属原子,比基础配方的热稳定性提升10%。

  负极采用最新材料和优化工艺搭建高速离子通道,进一步延长电芯工作寿命并支持全生命周期的快充。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  依托实时智能监控系统、纳米级航天材料气凝胶、安全阀和排气通道的专利设计、防拉弧设计、集成式全独立液冷系统、气凝胶防火毯等7重保护,Ultium奥特能电池实现了行业领先的热稳定性能,且支持全生命周期快充而对电池容量几乎没有影响。

上汽通用公布电动化及智能网联化战略布局

  1、实时智能监控系统:三重传感器,24小时不间断、高频率监测,自动控制温度,这是监控的中枢。

  2、电芯间隔热墙:航天级隔热材料新一代气凝胶,有效降低电芯之间的温度传递。

  3、抑制热扩散专利设计:独特的“安全阀+快速排气通道”设计,快速降温,抑制电芯热失控时的热量扩散,也就是降低“链式反应”的可能性。

  4、模组集成式液冷系统:模组底部集成独立液冷板,与传统整包式液冷板设计相比,新系统的换热效果提升10%左右,也使电池寿命整体提高约15%。

  5、后置大面积防爆阀:一旦热失控立即进行快速散热,为整包降温。

  6、乘客舱保护:电池包上盖内置气凝胶防火毯,防止热量向乘员舱扩散,毕竟热都是往上走的。

  7、防拉弧设计:高压元器件在电芯热失控后可以防止拉弧(气体放电)。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  此外,Ultium奥特能电池还会在遇险时主动放电确保救援安全,受到剧烈碰撞5秒内完成主动放电,跟飞机迫降放油是一个道理,可以提升冗余度。我在此前的文章中提到过,满电的高压电池包是非常危险的,就是一个装满了汽油的铁桶。

  因为Ultium奥特能电池采用了通用汽车全球统一标准,高于国标的设计和试验标准,电池热扩散测试的初始温度更高(国标>0℃,上汽通用汽车>45℃),经历了电、热、化学、安全、耐久、振动、性能等全面考验,累计测试达320万小时以上。

  接下来聊一下物理结构。Ultium奥特能平台可以全方位满足电压、电能、物理防护、电力系统负载端绝缘的电动车五安全的设计标准。

  通用对其进行了非常多的严苛测试,在满足国家法规和C-NCAP等要求的基础上,增加底部球击工况、过铁轨工况等复杂工况场景的测试。下图的Ultium奥特能高压电池包正在台架上接受振动测试。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  上汽通用还使用了高于国际和国内的柱撞标准,模拟从A柱到C柱连续多位置进行柱撞,因为侧撞面是整车最薄弱的部位,吸能的缓冲空间极狭窄,多数车企不敢做这种操作。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  全新电池物理防护架构采用高强度的“井”字形框架结构,超高强度钢占比37.5%,高强度钢占比约61%,整包的抗挤压性能为国标要求的3倍,此外还有IP67防尘防水和IP6K9K高压喷水防护的密封等级。

  下图:

  1、电池包内的横梁与上盖总成侧边防护梁采用1500MPa超高强度钢材。

  2、托盘总成采用10000MPa底部防护。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  因为拥有如此硬核的电池壳体,整车的抗扭刚度提升约45.8%,对整车安全有促进作用的同时,也可以提升操控极限。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化
电池性能测试台架

  Ultium奥特能平台达到了行业系统功能安全最高等级ASIL-D,不过这个等级代号大家可能比较陌生。

  这个标准来自2011年发布的《道路车辆功能安全标准》 ISO 26262,为汽车上电子/电气系统的功能安全设计提供指引。

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  ISO 26262标准当中,其中一个步骤是对系统进行危害分析和风险评估,标准为“汽车安全完整性等级”(ASIL,Automotive Safety Integration Level),从低到高分为A、B、C、D四个等级,跟各位学校和公司绩效评级是相反的,ASIL-D在车辆安全当中是最高级。

  关于电池安全技术,本文没办法详细聊完,大家可以点击笔者放在下方的劣文进行深入解读:

电池研究院:为何汽车需要48V电压系统?

电池研究院:让电池命丧黄泉的锂枝晶

 
智能网联化战略
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当前的布局

  现在数不清的造车新势力在整PPT的时候都喜欢自诩“智能汽车领导者”,实际上美国阿波罗15号登月飞船带上去的LRV月球车就已经用上了通用自家的车载通讯技术,而LRV当然也是通用参与研发的。

  1996年,通用推出了新的数字化导航OnStar。没错,就是今天的安吉星,它才是汽车卫星导航的鼻祖,现在那些所谓智能汽车要拜祖师爷的话记得别拜错了。

  首批OnStar在凯迪拉克Deville、Seville、Eldorado三个车系上运用,当时也只有豪华品牌用得起卫星导航。

………………………………………………

  2009年,安吉星在中国开启了车联网服务;2015年,上汽通用在中国首推车载4G LTE连接服务,目前安吉星与4G车联网已经渗透到上汽通用旗下雪佛兰、别克、凯迪拉克三个子品牌之上。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  卫星导航时代的来临,跳出了永远不可能精准的离线地图领域,实时地、主动地校对当前方位,真正做到时效与精度不拉胯。在这里说一个安吉星的真实段子吧:

  有位通用车主酒驾之后撞上护栏,单方面事故,然后那货下车打电话叫人来顶包,好让保险的人来拖车定损。

  与此同时,安吉星服务台即使询问车里情况,发现没人应答,以为车主晕过去了,立刻就报110和报120了。后来警察比顶包的人来得还早,人民警察出警速度一级棒。不过车主就这样被抓了……

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未来的布局

  2025年之前,上汽通用汽车旗下三大品牌(雪佛兰、别克、凯迪拉克)的所有新车型都将应用这一全新的电子架构,基于该架构的产品和技术将持续为消费者带来更迅捷、安全、智能的出行新体验。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

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什么是“VIP”?

  那个……此VIP非彼VIP。

  全新一代VIP电子架构 = New Generation Vehicle Intelligence Platform = 全新一代车辆智能平台

  VIP智能电子架构具有高速网络数据传输能力、整车级OTA更新功能、航空级网络安全以及无限可持续拓展潜力。它打通了“”,为软件定义汽车及汽车智能化提供了有力支持。

  简单来说,全新一代VIP电子架构是通用旗下车辆的内部运算和通讯架构,是整套车载电子系统的物理基础。新架构的通讯速度为1.28GB/s,每小时的数据处理能力为4.5TB,可谓智能汽车信息沟通的高速公路。

上汽通用公布电动化及智能网联化战略布局

  上汽通用汽车旗下三大品牌所有新车型都应用全新一代VIP智能电子架构之后,可以加速推进全新一代VCS虚拟座舱系统的应用、继续大规模OTA远程升级、V2X的运用场景更多元化等等,通过不断提升车联功能和服务的体验,使车辆“常用常新”。

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全新一代VCS虚拟座舱

  上汽通用汽车正加速推进智能座舱系统的应用,集成了行业领先的硬件配置交互技术,从功能、交互到服务带来智能高效、无缝连接的多维体验和丰富功能。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  全新一代VCS虚拟座舱配备了高性能车规级SoC、33英寸环幕式超视网膜屏、双景深激光AR-HUD、新一代智能语音助手等硬件和技术,提供无感停车、智慧补能、异地出行、通勤规划等场景服务,并与百度地图、QQ音乐、爱奇艺等互联应用合作。

上汽通用公布电动化及智能网联化战略布局

  全新一代虚拟座舱采用的硬件配置颇为硬核,就拿车规级SoC来说吧,来自高通的8195芯片是骁龙865的车规级版本,而后者是高通进入5G时代之后的第一款完全体SoC,内置5G基带、原生支持全速率WiFi6、支持低功耗蓝牙5.1,功耗不变前提下性能提升20%。

  这款高配车规级芯片会给豪华品牌车辆提供强大的算力。

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  下图的33英寸超视网膜屏有很高的动态对比度和分辨率,是一块超宽柔性屏,具体到2022年率先在凯迪拉克品牌新车上投放。

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  人机交互软件不用驾乘人员付出多少学习成本,直接运用了图层式卡片界面,支持自定义排布,融合国内主流APP。

  双景深激光AR-HUD是HUD抬头显示的升级版,可以直接将HUD信息投到行车视野中,这在W223奔驰S级上也能见到。通用采用了“双景深”功能,将本来二维的显示信息做得更加立体化,驾驶者可以获得更加直观的信息。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  延续去年首次开启的大规模OTA升级的成功经验,上汽通用汽车今年还将继续实施大规模OTA远程升级

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  未来,通用还将支持多模块的OTA并行刷新,不但速度更快,而且能够保证功能升级的协同和可靠性。

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自动辅助驾驶技术

  在车载通讯技术部分,上汽通用2020年推出了业内首批搭载V2X(Vehicle-to-Everything)通信功能的量产车型,这是全面投放智能汽车的一个良好开端。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  车联网是智慧出行生态的关键组成部分,上汽通用汽车正在努力推进“2025车联网战略”。

  2020年由别克品牌率先发布的量产版V2X(Vehicle to Everything)技术能够实现车与车(V2V)、车与道路基础设施(V2I)之间的信息交互及共享能力。同时,别克V2X技术未来还将融合高级驾驶辅助系统(ADAS)的功能。

  在技术应用初期,别克V2X技术提供车与车通讯相关的紧急制动预警EBW、车辆失控预警CLW、异常车辆提醒AVW、交叉路口碰撞预警ICW以及车与道路基础设施通讯相关的限速预警SLW、闯红灯预警SVW、道路危险状况提示HLW、绿波车速引导GLOSA共8项功能。

  未来,V2X智能交通技术将配备在更多车型上,并随着智能基础设施的不断完善,实现更完整的“车-路”和“车-车”感知。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  同样是在2020年,通用推出了Super Cruise超级智能驾驶系统,率先在凯迪拉克CT6上搭载。今年,增强型Super Cruise超级智能驾驶系统将在凯迪拉克车型上首发,增加指令变道等更多辅助功能。

解读通用技术日2021:电动化&智能网联化

  未来5年内,Super Cruise超级智能驾驶系统将覆盖凯迪拉克品牌大部分车型,并逐渐应用于别克和雪佛兰品牌未来新车型。

  车道居中智能巡航功能将应用到三大品牌超过80%的车型上,并在Ultium奥特能平台车型实现100%全覆盖。

  新一代智能泊车辅助系统将通过更全面的感知技术,支持更多种类车位识别,同时引入遥控自动出入库模式,以应对中国复杂的泊车场景。

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  未来,上汽通用汽车还将引入功能更强大的下一代智能驾驶系统,实现Door to Door出行等更多功能。

 
结语

上汽通用的底气在哪里?在500亿人民币这里,有钱就是可以为所欲为,拿着燃油车产品线的利润使劲补电动车产品线的研发成本黑洞,总有补齐的那天。

到2025年,通用汽车将在全球推出超30多款纯电动车。按照惯例,通用吹出去的牛总能实现,跟大众丰田一样。

(图/文/摄:太平洋汽车网 黄恒乐)

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