浓眉大眼的也起火了，通用Ultium电池会更安全吗？

引言 | 安全冗余很重要

12月8日，成都市某小区地下停车场发生了一起车辆冒烟事件，涉事车辆为一台沃尔沃S90插电混动车型。算上11月30日南京的XC90起火，沃尔沃十天内连续发生两起新能源车安全事件。

虽然最终消防部门的结论还没有给出，但还是让人不禁问：作为燃油车时代的安全标杆，步入电动化时代后为何屡屡惹火上身？

实际上并不只是沃尔沃有起火事件，无论北汽、广汽、比亚迪等传统车企，还是特斯拉、蔚来、威马等新势力都有起火记录。据公开文档「新能源汽车起火记录小组」的不完全统计，截至10月7日，2021年发生了68起可知的起火事件。

涉及的电池品牌除了沃尔沃使用的LG化学，还有宁德时代、比亚迪、松下等一众主流电池商。看来，电池安全是一个行业问题。那如何改善呢？

不妨看下通用Ultium平台的电池设计，或许多个思路。

一、不止针刺，电池安全应覆盖全生命周期

提起动力电池的安全性，很多人知道磷酸铁锂比三元锂更安全，但稳定性要弱不少。还有人知道比亚迪的“刀片电池”经住了针刺试验。其实动力电池相当复杂，针刺试验只是检验热失控的一种方式。

Ultium电池对热失控的检验有三种：首先也是针刺法，采用钢针或者陶瓷针穿刺电池，在短时间内电池的温度变化曲线要满足相关要求。第二是外部加热法，通过外部加热，去触发电池内部一系列的负反应，在试验条件下可以保持电池性质稳定。第三是过充法，这个更实用，因为充电状态下起火的比例相当大，就是因为在电池满电之后继续对电池补电，容易引发电池内部链矢反应。

通过了这三种检测的动力电池，才能进入通用的供应链。

除了热失控之外，Ultium电池还有专门的热扩散评价指标，严格遵循新国标中的「热扩五级」评价体系。先对电池进行热失控触发，情景一：未导致热失控，测试通过。情景二：发生了热失控，但没有检测到热蔓延、热扩散，测试通过。情景三：发生了热失控，也发生了热蔓延，但没有造成任何危害，也算通过。

最不好的情况是：发生了热失控，发生了热蔓延，并且造成了危害，这个时候还有两个评价指标：

情景四：如果发出报警的时间距离发生危害的时间超过5分钟，那算给驾乘人员留足了逃生时间，也能通过测试。情景五：如果间隔不足5分钟，那么这个测试不能算通过。这就是阶梯式五级评价指标。

通用Ultium电池没有回避动力电池出问题的可能，毕竟现实中什么工况都有；而是强调要留有足够的安全冗余，增设一层层保障，来降低起火风险。

还有一个问题不容忽视。当前的动力电池都是通过模组组合在一起，即通过电芯成组，再通过模组成包。因此除了电芯本身的安全性，辅材的可靠性也很重要。

比如电池热管理的导热凝胶、导热垫片，电芯包裹的绝缘胶带、电池模组中用到的绝缘热压膜和高强度冷贴膜等等，它们的耐磨度、稳定性要满足至少15年的要求。可以说，通用Ultium电池的安全设计覆盖了电池的整个生命周期。

多数厂家都有类似做法，但把它提高到战略层面的不多，通用算一个。

二、无模组设计诱人，但安全冗余需留足

现在涌现出一系列新型电池包，最流行的就是CTP电池包。Cell To Pack的意思是让电池单体直接组成动力电池组，省去或简化中间的模组结构，让单位空间内放下更多电芯，通过物理方式来提升整个电池包的能量密度。

这样做的好处是：显著降低材料成本、制造成本，并提升能量密度、续航里程。于是很多人觉得CTP就是先进的象征，其实不一定。

CTP本质上是一种极端的大模组方案，省去了中间模组，让整个电池包就变成了一个大电芯。这好比，一个茶厂之前把茶叶先装到小袋中，再把几袋茶叶放到一个罐子中；现在是不要小包装袋，直接把茶叶装到罐子中。

显然，这样操作容量更大、成本更低，但问题是茶叶的保鲜度会打折扣。高档的茶叶，更多以「先袋后罐」的形式出现。至于袋的大小与多少，看各自需求。

以通用的动力电池模组发展为例，最早采用的是355型模组，逐渐过渡到390和590模组。这些数字都是指尺寸，390和590模组分别在横向尺寸上有所增强，尤其是590模组成组效率更高，尺寸更大，可进一步降低成本。

比如，355模组能量密度为192kWh/kg，成组效率为91%；390模组能量密度有所提高，达195kWh/kg，590能量密度可以显著提高到221kWh/kg。通过减少模组的形式进一步减少了零部件的数量，从而提高了能量密度。

这就对电池的一致性提出了更高要求，缺少了一些结构件甚至监测装置，导致后期维修拆解的成本也提高了。从355到无模组，任何一项汽车新技术的发明和应用都应优先考虑安全性，都需要做到创新与成本的平衡。

通用的观点是，无模组设计不一定代表最先进，只有在保障安全前提下的技术创新，才是真的先进。这些方案通用在前期都尝试过，最后选出了最适合当前市场的解决方案：既要实现尽可能大的电池包能量密度，又要最大限度保障安全。

它位于上海唐镇的新能源试验大楼，于2021年年初启用。按照通用汽车试验室最高标准和流程体系来建设，覆盖新能源车型核心三电零部件、电池、电驱和电控系统的主要验证和试验能力。

目前试验室有专门的的电芯/模组性能台架，可支持电芯、模组和整包级的性能及耐久测试，是目前国内合资企业中唯一具备电池安全开发能力的主机厂。因此通用Ultium电池方案不一定是最时髦的，但应该是可靠的。

三、wBMS无线电池管理系统，告别大锅饭

除了在电池测试、成组方面下足功夫外，通用还专门打造了一套先进的wBMS无线电池管理系统。

传统动力电池的内部连接非常复杂，电池模组之间采用相应的线束连接，不仅让结构更加臃肿，还带来了磨损老化等安全隐患。而通用通过多年的技术攻关，推出了wBMS无线电池管理系统，它将电源管理、电池管理、射频通信管理以及电池系统功能全部集成到了一套电信系统中。

这种新型的设计减少了90%的低压线束，减少了控制器之间的线束链接，避免了震动时接插件松动或者短路的可能性。而且系统的扩展性更好，更换模组更容易，电池系统安装及维修更加方便。

另外，电池的健康和效率管理更细致，每个模组都能根据该模组的实际情况，进行充放电管理、热管理，更安全高效。

wBMS系统的本质，是将原来繁杂的一整套电池控制以及连接系统，划分成了一个大脑和若干智能节点。智能节点不仅起到连接作用，还能随时查看电池的电量、发热、故障等情况，然后通过短程无线通信技术对故障部分进行优化，保证每个模组单独最优、整体稳定。

有了这套系统的加持，通用Ultium电池不必像集成式那样进行大锅饭管理――只有整个电池包出问题时系统才能“觉察”。而是通过点阵式监控，将风险消除于未然，效率明显更高。

而且wBMS系统还有一项“妙用”，就是一旦这项技术普及，用户可以根据它的数据，对二手车的电池进行性能评估，促进二手电动车市场的规范化。

车聚小结

新能源汽车发展太快了，各种新概念、新技术不但让消费者眼花缭乱，也容易让从业者迷失。回头看，电池安全抓住两点就好：安全冗余、先进技术。

通用在电动化方面早而不快，一直有大厂的稳健，又没放松对新技术的探索。Ultium奥特能电池算是这种思路的一个样本，挺期待它市场表现究竟如何？

没人能保证谁家电池一定不出事，但追求更安全的态度还是要有的。