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跟焦虑说拜拜 别克Electra E5要当合资纯电新旗手

去年,中国市场每卖出去4辆车,就有一辆是新能源。

但现实的问题是,新能源车主对于安全、续航、补能的焦虑从没有彻底消失,对绝大多数车主而言,电池安全、续航衰减才是检验一辆新能源车最起码的标准,当前站在流量风口上的新三电(冰箱彩电沙发)真不是。

应急管理部消防救援局的数据也印证了这一点,2021年全国新能源汽车火灾事故约3000起,起火概率约0.038%,要高于燃油车的0.01~0.02%。

去年,电荷君曾经做过2期关于电池技术和安全的视频,也用上汽通用的奥特能平台做些解析,去年本来有机会去上汽通用泛亚技术中心,更进一步了解奥特能平台的核心技术,但由于疫情原因最终没能成行。不过,前两天借着参观武汉奥特能超级工厂的机会,我终于看到了奥特能平台的实物,让我对这个平台的技术特点有了更多的了解,最大的感受就是,对于安全上汽通用真是下了不少本,甚至有些过度。这也让我对别克首款奥特能平台车型别克E5有了更多期待。

老规矩先谈技术,再说车。

简单的说,电池安全主要由电芯制造、外部物理伤害、内部电滥用等因素构成。

这个三个方面奥特能平台都下了不少功夫,好吧也花了不少钱。

电池包背后的钢筋铁骨

就拿物理伤害来说吧,极端的情况下,车辆发生碰撞事故或者严重托底时,就会导致电池受到碰撞、挤压、撕裂甚至穿刺,从而引发电池热失控引起火灾。

针对物理伤害,奥特能平台对电池壳体进行了全方位保护。

电池壳体中的高强钢占比61%,超高强钢占比37.5%,并且采用了多根1500MPA 超高强度钢横梁进行加固。

1500MPA是什么概念?1500MPA是目前整车中最强的钢材等级,相当于每平方厘米可以承受15吨以上的压力,用做电池PACK的加强梁,除了真金白银的成本投入外,我只能说是真硬啊。

话说,加强横梁还没完呢,电池包的侧边防护梁也采用1500MPA。在这些钢铁硬汉的保护下,整个电池包的抗挤压性做到了国标的3倍,并且针对ABC柱的侧面柱碰都考虑到了。

就说别克E5吧,针对底部球击工况、过铁轨工况等复杂场景的测试也都安全通过。

如果说只要肯花钱,做一款钢筋铁骨保护的电池壳并不难,也很容易被友商借鉴模仿的话。

那秘制的电芯配方,业内首创高效的无线通讯、车云端的大数据积累,就成为评价一家车企电池研发实力的验金石。

奥特能电芯专属正极配方

新能源这个行业,亲自参与研发电芯的企业并不多。不过,有能力的大厂自然不会全靠供应商,当甩手掌柜,深度参与到电芯研发环节是必须的。

这次别克采用了与宁德时代合作定制的专属811正极电芯配方,比基础配方提升了10%的热稳定性。

说具体点,就是对电芯正极定向掺杂了稀土元素,提高了结构稳定性。并通过包覆对正极搭建了更安全的核壳结构,从而缓冲了锂化过程的体积膨胀,减少了活性物质与电解液的接触。

说白话,这两项技术的目的,就是减少电芯正极氧的释放量,提高热稳定性。

5个专利1个亮点

电芯秘方之外,电池模组和PACK也有不少提升电池安全的手段。

这两者的设计思路基本是按照抑制火焰,控制温度,快速排气等展开的。

先说奥特能平台的模组环节,有3个专利技术值得一说。

首先是热源阻隔设计,也就是阻止单个热失控的电芯,向周围电芯蔓延。业界常用的做法是利用阻燃材料打造隔热墙,比如使用气凝胶等,当然也会根据电芯形态进行不同选择。

气凝胶是很常见,但别克E5采用的是纳米级航天材料的气凝胶,隔热温度可达600°以上。

其次,别克E5的模组都有”1对1辅导”的独立式模组液冷板,比起业内常见的集中式液冷板设计,也就是大班制,独立液冷板这种小班制,可以提升10%的换热效率,还能将电芯间的温差控制在1度,确保电芯状态的一致性。

此外,模组上盖也有专门的排气通道设计,能快速将电芯热失控产生的高温气体和物质排出,降低对周围电芯邻居们的伤害。

到了整包环节,奥特能平台也有2个专利设计和1个亮点技术。

第一个专利,电池包快速排气通道。

由于热失控过程中会产生大量高温、高压的气火流,因此就需要设计出最合理的”消防通道”,通道设计的好,就会减少热源轨迹对相邻模组的热冲击,避免电池的再次引燃。

别克E5的电池包采用了中央通道快速排气的专利设计,结合后置面积更大的高通量防爆阀,可以迅速排出PACK内部的高温气体,同时满足烟气降温、降压、阻燃的目的。

第二个专利,电池包上盖内置的这块大面积的防火毯。

这个防火毯由高硅氧布、气凝胶和玻纤布叠放构成。气凝胶刚才提到了可以隔热,外层的高硅氧布则可以更好的耐高热气体冲击,再配合玻纤布结合使用效果更佳。

而单独的技术亮点就是,高压元器件的防拉弧设计。因为如果电芯发生热失控,高温气体喷出的同时必然会从壳体上带出金属粉末,从而引发电弧风险。

别克E5则将内部的绝缘材料,换成特种橡胶和特种塑料,高温下也不会软化变形,这种高温下陶瓷化的效果,可以让高压元器件有效保持绝缘,避免高温引发电弧造成次生灾害。

到这里可以做个小总结,通常热失控的流程是,电芯单体内部先发热,助推温度升高,温度达到一定的时候,正极材料分解,释放出大量热和气体,温度继续升高,最终引燃电解液。如果在这其中某个环节,做到“早发现早治疗”,就会大大降低热失控的风险。

好消息是,动力电池的热失控大部分时间内都是可控的。而早发现的任务,就需要由能力强的可无线连接的电池管理系统和云端完成。

云端协同战力翻番

第一道防护,针对车端的监测。

奥特能平台在PACK里集成气压、温度、电压三重传感器,确保全天24小时不间断、高频率的监测电池包和电芯状态。

第二道防护,奥特能平台拥有云端数据平台,能够提前识别电池析锂、内短、鼓胀、漏液等隐患,提供电池健康异常预警。

第三道防护,则是云端大数据的AI迭代。

说白了就是通过AI 构建电池健康评估模型,并经过海量数据训练,不断的完善这个模型的预测能力。

独门绝招可无线连接的电池管理系统

奥特能平台独一份的无线BMS的好处也挺多的。

通过无线通信管理各电芯和电池模组,就让新车开发时不用重新设计线束布局,提高了开发效率。

此外,去除了90%的线束,PACK整包重量也大幅降低,带电量相对提升、有助于提升续航里程。

另一方面,更少的线束和接插件,也简化了电池的装配流程,提升整包的生产效率,同时也极大地降低了售后维修模组的更换难度,用户也不用遇到点事就换PACK了。

或许有人会担心可无线连接的电池管理系统的可靠性,实际上这套系统的可靠性大于99.999%,即便真有某个模组的无线通讯单元失效了,相邻的模组也会直接顶上传递信息。

说了这么多技术上的事,奥特能平台的车型,在安全上究竟能不能一战,还得用几个数据说话。

数据说话远超国标

挑几个说吧,首先需要明确,奥特能平台电池的开发标准是远超国标的,比如跌落试验,挤压试验,针刺试验等。

跌落试验国标要求1米高度跌落,奥特能平台要求2米。

挤压试验国标要求100kN挤压力,奥特能平台要求300kN。

针刺试验国标要求5分钟内不起火、不爆炸。奥特能电池包在针刺后可以做到无明火、不爆炸、无热失控。

而电池热扩散测试的初始温度,奥特能的标准是45℃以上,国标要求大于0℃和常温下即可。

此外,奥特能平台的电池包振动试验,盐雾试验,电芯温湿循环次数都要远高于国标。

抗衰减配方也下了血本

除了安全,开头我们说过,新能源车主的焦虑还在冬季续航打骨折,长期快充导致的里程衰减等方面。

这方面,奥特能平台和别克E5同样做了很多同行没做的事。

为了保证电芯一致性,别克对奥特能平台的电芯采用100%直流内阻检测,这么做虽然成本高,但全检也确保了电芯焊接、性能品质的一致性,提高了电池的安全和寿命。

此外,针对频繁快充导致电池衰减的隐患,奥特能平台增加了电芯负极抗衰老配方,也就是采用颗粒级配消的方法,使锂离子脱嵌顺畅,提升导电性,还不容易破坏材料的微观结构,从而延长电芯工作寿命。

这一套操作下来,甚至做到了支持全生命周期的快充,而对电池寿命基本无影响。

针对冬季续航缩水,在热管理方面,别克E5综合利用空调、电池和电驱三大热系统来进行整车热管理,通过8路六通阀,实现多路串并联的融合式热管理。

可回收电池、电驱系统余热,可利用电池进行蓄热,制冷剂直接对空气换热,座舱可快速出热风或出冷风。远程出行还可以提前预热,优先电桩取电。

合资纯电实至名归的旗手?

解析完技术,再看看市场。

这两年新能源市场轰轰烈烈,流量销量双丰收,只是在中国品牌和造车新势力冲击下,我们熟悉的很多合资品牌似乎有些跟不队了。

丰田对电动化犹豫不决,几天前bZ4X不惜大幅降价以求销量,但伴随一系列的大小故障,用户对丰田电动车的热情,和他的燃油车比起来,真的是天壤之别。

另外两家日系品牌,本田还在油改电,日产似乎准备的充分一些,ARIYA艾睿雅花了不少心思,但结合售价等因素,这款车很难担起走量的任务。

传统车企中,目前只有大众的MEB平台相对成熟、思路也相对清晰,但大众的ID系列在电子电气架构和智能驾驶方面的短板非常明显,前段时间的“黑屏门”,很难让人相信这是大众的产品。

客观的说,技术上奥特能平台比MEB进化的更彻底,软件上通用在国内也有安吉星的开发和运营经验,Super Cruise辅助驾驶在北美和中国也都有直接落地的能力。

技术上看,奥特能真挺能打的。

而到产品力上,别克E5是一款标准的中大型SUV尺寸,这年头纯电市场不缺SUV,更不缺中大型SUV,特斯拉Model Y蔚来ES7小鹏G9智己LS7阿维塔11等都是不错的选手,但合资品牌尚没有可以[走量][中大型][智能][电动SUV],依托奥特能平台的别克E5就应该撑起这个门面,别克E5也是有机会成为合资纯电的旗手。

所以,这就是我为什么期待奥特能和别克E5的原因。

 

按照之前的规划,这台车将在今年一季度上市,上半年实现交付。

 

而成为旗手过的最后一关就是试驾质感和规模交付后的品控一致性。说实话,这次参观工厂,在厂区里我还真看到了一辆E5实车,真挺期待这车开起来咋样的,相信很快就会有答案了。

标签: 别克 ect 合资

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