随着时代的进步和科技的发展，电动汽车逐渐走进了消费者的视野，为适应环境及未来城市交通发展的需求，电动汽车也将逐渐成为未来市场的主流。对于电动汽车来说，动力电池的综合性能是否优良，安全能否得到保障，是消费者最关心的问题，也是制约电动汽车发展的主要因素。集灵活、安全和智能三大优势的上汽通用Ultimu平台的推出，不但为整个电动汽车行业树立了新标杆，也为电动汽车消费者带来了更丰富、更优质的选择，尤其是在动力电池方面，Ultimu平台既可以支持电池功能的升级和电芯配方的优化，又可以通过不同数量模组的结合来适应消费者对不同车型及不同续航里程的需求。

目前市面上的电动汽车的主流补能方式是充电，换电模式只占很小一部分，它们各有所长、共同发展，但未来电动汽车的发展方向应该是消费者可根据自身需要及实际情况灵活选择这两种补能方式，下面我将围绕Ultium智能纯电平台，从换电模式和相关安全试验标准两方面书写我心中电动汽车的未来。

换电模式

如今电动汽车消费者的“里程焦虑”正在不断褪去，是因为动力电池的能量密度越来越高，充电站和家用充电桩正在不断普及，SOC 的计算也越来越精确，甚至通过科学家们的不断努力，电动汽车冬季续航里程与夏季无异也会在不远的将来实现。但“充电焦虑”逐渐涌上了消费者的心头，即使快充技术在不断发展，充电速度还是不够快，无法像传统燃油车那样在2min之内就可以将能量补充完全，就算未来有能力实现这样的充电速度，也势必会对充电、运电设备以及电池提出更高的安全要求，提升更多的成本。

换电模式与充电模式其实并不对立，所谓换电只是把需要充电的电池拆下再充电，把已充好的电池重新安装上，换电模式的主要优点相较于充电来说就是补能迅速，但换电模式现如今还未普及主要有两个难点，一是换电站的建设及运营成本较高，小型车企难以承受巨大的经济压力；二是针对不同车型及续航里程，电池包规格无法统一。但我认为Ultimu平台在换电模式上具有非常大的优越性和可行性。

  • 对于难点一，通用汽车作为实力雄厚且具有前瞻性的车企，25年来一直坚持为电动车打造专属平台，拥有丰富的技术储备和稳定的运营模式，并且近期国家在新能源产业发展规划中提出鼓励换电模式，以及两会《政府工作报告》将换电站纳入新基建范畴，换电模式必将在国家的大力推动下迎来迅速发展。并且，通用旗下各品牌的汽车在中国乃至世界都有极强的产品竞争力，在汽车消费者中选择通用品牌的不占少数，有了庞大的消费者群体，并且通过产品的不断改良优化和技术革新，成本问题自然会迎刃而解。

  • 对于难点二，Ultimu平台已经可以通过模组的增减来满足不同尺寸、不同续航里程的车型，模组还具备未来可替换、可升级的能力。这就使得对于通用旗下的各车型来说，电池包的规格有了统一的标准规范，随着未来换电站的普及，无论是凯迪拉克车主还是别克车主，亦或是雪佛兰车主，都可以在通用的换电站进行换电，无需长途跋涉前往与自己品牌和车型对应的换电站。

换个角度思考，既然通用已经在电池包模组化领域占据了世界领先的地位，那么是否可以将自家的换电业务推向其他电动汽车品牌，对于那些没有足够实力或不想投入太多人力物力去研究动力电池和换电模式的车企来说，可以与通用合作，开展能适配通用电池包的车型的研发，这样其他车企既可以降低研发成本，通用也可以从中获利并进一步加强全球化的战略布局。无论怎样发展最终受益的都是消费者，消费者有了更多的选择，能收获更优质、更便捷的服务，这是通用及其他所有企业一心想贯彻落实的，拥有“以人为本”的发展理念才是企业的发展之道。

虽然现在动力电池的充放电循环寿命已经超过了千次甚至越来越高，但很多电动汽车车主还是会担心动力电池在使用过程中会有损耗导致续航里程下降或是引起安全隐患，但换电模式一经推广，对于动力电池各性能的检测及能量补充可以完全交由换电站处理，确保重新安装给汽车的电池都是经过权威检测且性能优异的，这样既消除了消费者的顾虑，又可以简化电池维修保养及后续报废的流程，降低成本损耗。

安全标准

无论何时，安全永远是消费者选择汽车时考虑的第一要素。在众多的交通事故中，车辆与车辆、行人、障碍物之间发生碰撞是主要形式，尽管碰撞安全技术及各种主被动安全配置在不断升级完善，但汽车碰撞所造成的危害依然严重，因此汽车碰撞安全测试是评价传统燃油汽车安全性的主要测试内容之一。然而对于电动汽车来说，由于搭载了高能量密度的动力电池，一旦由于事故造成电池起火，其蕴含的巨大能量会在极短的时间内释放，对驾驶员及乘客乃至周边行人、建筑物等造成更大的安全隐患。

目前国内比较权威的碰撞安全测试机构是中汽研(C-NCAP)和中保研（C-IASI），涵盖的测试内容有正面、正面25%、侧面碰撞以及对车顶强度和行人保护的测试等。对于电动汽车来说，除了要满足以上几种传统碰撞安全测试，尤其要对动力电池进行全方位的安全测试，如机械冲击和振动、过充过放、浸水、盐雾、火烧、热扩散等试验。上汽通用Ultimu平台基于以上试验方法又进行了技术创新，发明了电芯间隔热墙，抑制热扩散技术，集成式液冷系统以及模组和整包的防火设计等专利，同时采用了更高强度的电池壳体结构，且拥有更为安全的全乘员位、多位置柱碰和多种复杂场景下的防护能力。

如果未来Ultimu平台支持换电模式，我认为相应的安全试验标准除了满足上面提到的外还应进一步升级优化。对于优化标准及方案我有以下几点设想：

  • 如今主流的电池包拆卸更换形式是底盘式换电，那么最先让用户想到的问题应该就是由于颠簸、碰撞导致的电池包松动、脱落问题，那么对于电池包与车身的连接强度应该进一步试验校核。同时由于不是刚性连接，车身在极端情况下发生扭转变形，假如与电池包的扭转程度不一致也很有可能造成电池包的脱落，一旦脱落再发生后续的碰撞造成电池起火，同样会有较大的安全隐患，因此基于换电模式合理配置电池包与车身的连接形式是应该在未来着重考虑的问题，除了各种碰撞测试外，我认为还应该结合多角度跌落冲击测试。跌落测试对车辆悬挂系统也有极大的挑战，悬挂系统作为减缓改善外界对车辆底盘冲击最重要的系统，其对于保护电池包与车辆底盘连接性的作用也是不言而喻的。

  • 既然底盘式换电的主要问题是电池包松动脱落，那么采取抽拉式换电可以有效解决该问题。换电时电池包就好比柜子里的抽屉，车身就是容纳抽屉的柜子。这样电池包底部就不再暴露在车身以外，车辆在通过沙石路段、路肩、铁轨时可以避免对电池包的磨损及剐蹭，隐藏在内的电芯得到了更有效的防护。但向哪个方向抽拉是重点问题，沿车辆前后方向抽拉可能受电机的阻碍，侧向抽拉更为切实可行，但考虑到大多数汽车都为承载式车身，假如在车身底部的单侧开口，可能会造成车身结构的不对称，对车身整体的扭转刚度会产生较大的影响。我认为可以在车辆底部采取斜向抽拉方法，车辆底部设有电池包容纳仓，一端与车身固定铰连，另一端可以像传统汽车的油箱盖一样“弹开”。车辆需要换电时首先由托举平台将车辆升起，底部的电池包容纳仓呈一定角度开启，电池包在导轨的引导下被抽出，再重新换上满电的电池。

  • 无论是底盘式换电还是抽拉式换电，其最大的特点就是电池包的拆卸极为便利，而发生事故时动力电池起火极为迅速，这对于驾驶员及乘客的逃离是极为不利的，我认为还可以基于换电模式研发一套“弃电逃离模式”，类比沃尔沃汽车在发生小重叠碰撞时，前轮可以从副车架悬挂系统上顺利脱落避免侵入驾驶舱对驾驶员造成侵害，当Ultimu平台的热管理系统检测到动力电池包即将发生不可避免的起火时，可以自动切断电池包与车身的连接，电池包从车身脱落后，依靠电机存储的小部分电能继续驱动车辆行驶一小段距离，远离起火电池包的危险范围。

目前在全国范围内换电模式应用试点的不断推行，《电动汽车换电安全要求》也将于今年11月1日起开始实施，种种迹象都表明在未来换电模式或许将成为主流模式之一。以上就是我对基于上汽通用Ultimu平台汽车换电模式及安全标准的展望，科技的发展永无止境，我对未来电动汽车的幻想还有很多：全车身都采用太阳能电池板充分吸收能量，停车位可支持对汽车的无线充电，车辆可以实现L5级完全自动化驾驶，甚至未来飞行汽车走进千家万户，地面和空中管制融为一体……

总而言之，能够参加此次上汽通用联合北京理工大学举办的“笔舞大会”，并借此机会发表我对未来电动汽车的畅想让我倍感荣幸。最后，祝愿上汽通用能够继续引领世界汽车发展，不断推陈出新，在全球化的道路上越走越远，继续在汽车发展史上谱写属于上汽通用的成就与辉煌！

 

本文作者——北京理工大学机械与车辆学院-于世奥