Qué hace única a la plataforma de vehículos eléctricos Ultium de GM

No sólo es compatible con distintas capacidades de batería, sino también con diversos sistemas químicos, como el fosfato de hierro y litio, batería ternaria de litioy la futura batería de metal de litio y batería de estado sólido.

En este artículo se detallan las características exclusivas del diseño del sistema de baterías de la plataforma Ultium para vehículos eléctricos.

La siguiente es una sencilla tabla que muestra lo que hace única a la plataforma de vehículos eléctricos Ultium de GM：.

Diseño de la estructura de la batería

Una de las características más importantes del diseño del sistema de baterías de la plataforma de vehículos eléctricos Ultium es su énfasis en la seguridad.

El pack de baterías no sólo debe cumplir los requisitos básicos de las normas nacionales chinas, sino también porque, en el uso real, pueden darse diversas situaciones extremas. Aunque estas situaciones son poco frecuentes, son muy peligrosas cuando se producen.

Una característica exclusiva de la plataforma de baterías Ultium es el diseño de "blindaje de acero" de la batería. Este diseño adopta una estructura de bastidor en forma de "pozo" de alta resistencia, de la que el acero de ultra-alta resistencia supone 37,5%, mientras que el acero de alta resistencia supone unos 61%.

Esto hace que el rendimiento antiextrusión de la batería triplique el exigido por la norma nacional.

La viga del interior de la batería y la viga de protección lateral del conjunto de la cubierta superior son de acero de ultra alta resistencia de 1500MPa, y el conjunto de la bandeja es de protección inferior de 10000MPa.

Este diseño no sólo mejora la seguridad de la batería, sino que también aumenta la rigidez torsional del vehículo en unos 45,8%, haciendo que la rigidez torsional del vehículo con el pack de baterías alcance los 35kNm grados, lo que hace que el pack de baterías sea más resistente y seguro.

Diseño de la gestión térmica de la batería

Otra característica clave del diseño del sistema de baterías de la plataforma de vehículos eléctricos Ultium es su diseño de gestión térmica de la batería, que se divide en gestión térmica del vehículo y gestión en caso de embalamiento térmico extremo.

El sistema de baterías alcanza un fondo seguro en condiciones de trabajo extremas, lo que garantiza no sólo la seguridad de todo el vehículo, sino también que los pasajeros del vehículo tengan tiempo suficiente para evacuar el vehículo en condiciones especialmente extremas.

Además, la plataforma de baterías Ultium cuenta con muchas tecnologías relacionadas con la seguridad que han tenido mucho éxito en los diseños anteriores.

La transferencia de estas tecnologías también se refleja en los paquetes de baterías con nuevas fórmulas de baterías, incluyendo sistemas integrados de refrigeración líquida y canales de escape rápido, prevención de arcos, válvula a prueba de explosiones y sistema de monitorización inteligente de la salud de la batería que combina ambos extremos de "vehículo-nube", etc.

Diseño de la célula

Para las empresas automovilísticas, las baterías son los componentes básicos de los vehículos eléctricos.

Para diseñar una excelente plataforma de vehículo eléctrico, es necesario partir de los indicadores técnicos básicos, que suelen incluir la capacidad, la energía, la densidad energética, las características de alta y baja temperatura, la velocidad de carga y descarga y las características de potencia de impulso, etc.

El Buick E4 utiliza baterías de litio hierro fosfato exclusivas de la plataforma de vehículos eléctricos Ultium. El diseño de las celdas de la plataforma está optimizado para ofrecer un alto rendimiento y eficiencia energética.

Su etapa positiva se ha optimizado, incluido el uso de partículas de fosfato de hierro y litio de 0,6μm, que son más finas que las de 1μm habituales en la industria. Esto da lugar a una mayor superficie específica, que puede reducir la resistencia interna en 5% y aumentar la potencia de carga y descarga.

Al mismo tiempo, la optimización también incluye una tecnología de recubrimiento de carbono de nuevo diseño para mejorar la conductividad y lograr una mejor potencia de carga y descarga. La densidad energética aumenta en 11% aplicando la tecnología de combinación de partículas grandes y pequeñas;

También se han optimizado las etapas negativas. Incluido el uso de ánodo de grafito de alta capacidad, que puede aumentar la potencia en 2%. La construcción in situ de canales rápidos de transmisión de iones mejora el rendimiento de la carga rápida en 15%.

Adopta un proceso de revestimiento multipunto de gran anchura, un control de todo el proceso a nivel micrométrico y piezas de polo más uniformes para garantizar una alta consistencia de las baterías.

SAIC General Motors y el Centro de Tecnología de Automoción PATAC están profundamente implicados en la formulación y optimización de la fórmula del sistema de materiales de la batería, el proceso de fabricación, la evaluación del rendimiento, el abuso de la seguridad y otros aspectos.

Basándose en las normas de seguridad y rendimiento de baterías unificadas a nivel mundial de GM, se ha desarrollado la célula de batería de fosfato de hierro y litio exclusiva de la plataforma de vehículos eléctricos Ultium.

Esta célula es famosa por su gran estabilidad térmica, su potente potencia de carga y descarga, su baja atenuación y su larga vida útil, además de ayudar a fabricantes de baterías de litio optimizar conjuntamente las normas técnicas y mejorar la tecnología de transformación de los productos.

Prueba de batería

Por último, el exhaustivo proceso de pruebas de SAIC GM garantiza la seguridad y fiabilidad del pack de baterías. SAIC GM puede probar 96 muestras de celdas al mismo tiempo en el laboratorio de pruebas de baterías individuales, y 6 muestras de prueba al mismo tiempo en el laboratorio de pruebas de paquetes de baterías.

Los elementos de prueba de la batería única incluyen principalmente pruebas de temperatura (menos 40°C~85°C C) y pruebas de carga y descarga, duración del ciclo, seguridad, consistencia, fiabilidad y otros indicadores.

En el proceso de prueba y certificación del pack de pilas/baterías, se realizan la prueba DCR (resistencia interna DC) de la pila 100%, la prueba de caída, la prueba de extrusión, la prueba de acupuntura y otras inspecciones para garantizar la seguridad del pack de pilas/baterías.

Gracias a estas pruebas, los ingenieros de diseño pueden saber con más claridad cuáles son las características de una batería y cómo mejorar los detalles.

Resumen

En el mercado actual, para lograr el objetivo del peso ligero, la mayoría de los paquetes de baterías de  las 10 empresas de baterías más importantes del mundo elegirá el aluminio como principal material estructural; en cuanto a los objetivos de diseño estructural del pack de baterías, también se antepone la densidad energética.

Sin embargo, la plataforma de vehículos eléctricos Ultium de SAIC-GM se adhiere al concepto de seguridad e insiste en utilizar acero de forma sistemática.

Con la popularización de los vehículos eléctricos, los fabricantes de baterías y las empresas automovilísticas prestan cada vez más atención a las prestaciones de seguridad de las baterías, por lo que prevemos que también se prestará cada vez más atención a la resistencia estructural de los paquetes de baterías.

Además de ser única en términos de seguridad, la plataforma de vehículos eléctricos Ultium también presenta una gran compatibilidad en el diseño de sus módulos de batería. La introducción de la batería blade aumenta aún más su eficiencia energética y sus prestaciones de seguridad.

El nuevo paquete de baterías de fórmula celular de la plataforma Ultium para vehículos eléctricos de SAIC GM no sólo demuestra su seguridad y exhaustividad, sino también su visión de futuro y adaptabilidad.