(News.oto-hui.com) – Không như những hãng xe đình đám khác, General Motors chọn cách cải tiến công nghệ để có thể điện khí hóa xe hơi và thu lợi nhiều lời nhuận. Công nghệ này sẽ đem lại những thay đổi nổi bật trong ngành công nghiệp xe hơi ở tương lai. Vậy nền tảng xe điện Ultium của General Motors có gì đặc biệt (pin, động cơ, hệ điều hành)?
General Motors đã phát triển công nghệ Ultium để dành riêng cho xe điện. Nguyên lí hoạt động của công nghệ Ultium sẽ dùng chung hệ thống pin với mô đun, từ đó cung cấp năng lượng cho động cơ cũng như hệ truyền động có liên quan. Hệ điều hành Ultifi chạy trên kiến trúc điện mới nhất của GM – Nền tảng Trí tuệ Xe (Vehicle Intelligence Platform) sẽ chịu trách nhiệm giám sát những hoạt động của công nghệ Ultium.
Nền tảng xe điện Ultium sẽ được trang bị trên nhiều loại xe điện khác nhau của GM. Tuy nhiên, mỗi xe sẽ phải sử dụng hệ thống khung gầm riêng biệt khác nhau. Và công nghệ Ultium sẽ phản ánh cho nhà sản xuất một cách rõ ràng hơn về quá trình điện khí hóa của các xe điện, từ đó họ có thể cải tiến hơn hay thậm chí là sử dụng chung những chi tiết bộ phận bên trong xe. Đôi khi là ngay cả những bộ phận hay chi tiết đắt tiền trên xe.
General Motors hoàn toàn có thể mở rộng mảng sản phẩm dựa trên nền tảng công nghệ Ultium. Các sản phẩm có thể là pin, hệ thống giám sát, kiến trúc động cơ và hệ điều hành. Trên thực tế, nhà sản xuất xe hơi Mỹ đã phác thảo ra 19 tổ hợp động cơ và pin. Và dự kiến rằng họ sẽ còn tiếp tục tạo ra nhiều hơn nữa số tổ hợp động cơ và pin đang có.
Những thành phần chính cấu tạo nên nền tảng xe điện Ultium của General Motors?
1. Pin Ultium
a. Thiết kế của pin:
Khác với những loại pin xe điện phổ biến hiện nay với kiểu dáng hình trụ, pin Ultium có hình dạng túi với kích thước 58x10x1 cm. Nó nặng khoảng 1,4kg và chứa 0.37kWh.
Với kích thước như trên pin Ultium được cho là chứa năng lượng nhiều hơn các dạng pin khác. Mỗi mô đun sẽ chứa 24 túi pin, tất cả có thể được sắp xếp theo chiều dọc hoặc theo chiều ngang để có thể phù hợp với không gian của xe.
b. Thành phần hóa học bên trong của pin Ultium:
Pin Ultium sử dụng công thức niken-mangan-coban-nhôm (NMCA) được ứng dụng giúp giảm 70% việc sử dụng coban so với công thức lithium-niken-mangan-coban-oxy (NMC) của chiếc xe điện Chevrolet Bolt, dù cả hai đều dùng pin lithium-ion.
Họ sử dụng nhôm là vì nhôm có thể bổ sung “sức mạnh” cho các điện cực ngăn chặn sự đột biến của lithium trong quá trình sạc nhanh, từ đó tuổi thọ của pin cũng được kéo dài và người tiêu dùng không phải quá lo lắng khi thường xuyên sử dụng nguồn điện 1 chiều để sạc.
SolidEnergy sẽ là công ty hợp tác với General Motors để phát triển pin lithium-kim loại thế hệ thứ hai, sử dụng chất điện phân có gốc từ silicon. Chất này không hoàn toàn ở thể rắn nhưng chúng hứa hẹn sẽ làm tăng gấp đôi mật độ năng lượng của pin NMCA, với chi phí chỉ bằng 60% so với thế hệ thứ nhất.
c. Hệ thống quản lí pin:
GM được xem là nhà sản xuất xe điện đầu tiên sử dụng công nghệ quản lí pin không dây tương tự như bluetooth. Hệ thống này sẽ giúp giảm được nhiều thứ đáng kể như: Chi phí, trọng lượng xe, độ phức tạp của cấu trúc bên trong xe hay không gian cần thiết để hàn các kết nối có dây và tối ưu hóa vấn đề bảo hành.
Hệ thống không dây này liên tục theo dõi tình trạng pin và chia sẻ thông tin với đám mây để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn với một số lô pin nhất định. Ngoài ra, nó cho phép tái lập trình (flash reprogramming) khi các hóa chất pin mới được đưa vào xe, hoặc khi tái sử dụng một bộ pin cho mục đích khác.
d. Dung lượng pin và phạm vi hoạt động với xe điện trang bị nền tảng Ultium:
Với 24 túi pin cho 1 mô đun, nó có thể cung cấp năng lượng lên đến 8,9kWh cho mỗi mô đun. Như vậy đối với những dòng xe nhỏ, xe gia đình, chỉ cần mức năng lượng tương đương 50kWh tương đương 6 mô đun thì đã có thể hoạt động tốt. Còn đối với những mẫu xe hầm hố như GMC Hummer thì GM có thể trang bị cho nó khoảng 24 mô đun với mức năng lượng ước tính là 200kWh để giúp xe có tầm hoạt động lên đến 529km.
e. Thời gian sạc và mức điện áp:
Những bộ pin Ultium sẽ có mức điện áp là 400V, và nó có thể được sạc nhanh bởi dòng điện 1 chiều với công suất 250kWh. Tầm hoạt động của những chiếc Hummer chạy điện có thể được tăng thêm 161 km nữa chỉ với 10 lần sạc khi hai bộ pin 400V có thể được đấu nối tiếp để mô phỏng bộ pin 800V trong quá trình sạc, năng lượng điện năng cho xe lên 350 kW.
f. Chi phí sản xuất xe điện với công nghệ Ultium:
Việc ứng dụng công thức sản xuất pin NCMA và thiết kế thông minh, nó giúp giảm chi phí đáng kể (rẻ hơn 1/10 so với trên Chevy Volt đời 2010). Do đó, GM hoàn toàn thu được lợi nhuận cao từ công nghệ này.
2. Động cơ Ultium:
General Motors đã cho ra mắt 3 dòng động cơ từ thông hướng trục mới. Những khối động cơ này được làm mát bằng dầu. GM vẫn giữ kiểu thiết kế thùng truyền thống thay vig sử dụng kiểu dáng bánh kếp mới như hiện nay. 3 khối động cơ mới này bao gồm 2 khối nam châm vĩnh cửu cho công suất lên tới 241 hp và 342 hp, cùng một khối nam châm cảm ứng dòng điện xoay chiều (AC induction-type) cho công suất 83 hp.
Bởi vì khối cảm ứng nói trên không tạo ra lực cản điện từ như các khối nam châm vĩnh cửu nên nó được lắp nối tiếp với một trong hai khối nam châm vĩnh cửu và mang lại hiệu suất cao cho hệ dẫn động 4 bánh.
Bộ truyền động giảm tốc sẽ được sử dụng bởi tất cả các động cơ của hãng. Ngoài ra, General Motors còn cài đặt một thuật toán, thông qua đó cho phép hiệu chỉnh công suất đầu vào sau mỗi 10 mili-giây, qua đó tăng hiệu suất lên gần 97% và cung cấp khả năng kiểm soát độ ổn định tốt hơn.
Có tất cả là 3 khối động cơ trong lần sản xuất đầu tiên này, tuy nhiên chúng sẽ được phân chia thành 5 đơn vị truyền động. Những khối động cơ mạnh hơn với hiệu suất cao hơn sẽ giữ nhiệm vụ cung cấp sức mạnh cho xe hiệu năng cao dẫn động cầu sau. Ba đơn vị còn lại sẽ được thiết lập theo cơ chế động cơ đơn.
3. Hệ điều hành Ultifi:
Nếu gọi Ultium là một trái tim trong chiếc xe điện của GM thì hệ điều hành Ultifi sẽ là não bộ. Hãng GM định hướng Ultium sẽ là mũi nhọn trong quá trình phát triển theo xu hướng dùng phần mềm để điều khiển xe.
General Motors đã giới thiệu một nền tảng trí tuệ xe vào năm 2019, và Ultifi đã được phát triển dựa trên nền tảng này. GM sử dụng nền tảng này để xây dựng Ultifi là vì nó cung cấp một khả năng xử lý thông tin cực nhanh, khả năng kết nối với điện toán đám mây mạnh mẽ để cho phép các cập nhật OTA (over-the-air) mà vẫn đảm bảo an ninh mạng. Ngoài ra, nền tảng còn cung cấp tính năng giao tiếp giữa xe với mọi thứ và cả sàn thương mại điện tử.
GM đang dần biến một chiếc xe hơi sẽ ngày càng thông minh giống như những chiếc smartphone ngày nay vậy.
a. Một số tính năng nổi bật của hệ điều hành Ultifi có thể kể đến như:
- Nhận diện khuôn mặt và camera cảm biến hướng về phía người lái.
- Khả năng tự đóng mở cửa sổ dựa theo dự báo thời tiết mà xe có thể cập nhật được ở vùng mà xe đang di chuyển hoặc sẽ di chuyển đến.
- Có thể hiển thị hình ảnh các chòm sao gần đó lên màn hình giải trí thông qua ứng dụng cung thiên văn hoạt động bằng cách định vị GPS.
- Khi phát hiện ô nhiễm không khí xung quanh hoặc khói bụi, hệ thống sẽ cho phép kích hoạt chế độ Gesundheit cho phép đóng cửa sổ và kích hoạt tuần hoàn không khí.
- Kết nối với các camera giao thông gần đó hay thậm chí là của những xe lân cận để có thể phát hiện ra những tình huống giao thông nguy hiểm như đường trơn tượt, hay có chướng ngại vật.
- Hệ thống truyền động nâng cao và các thiết lập cài đặt hệ thống treo dành riêng cho việc chạy track.
Bài viết liên quan:
- Nền tảng xe ô tô (Car Platform) là gì?
- Nền tảng khung gầm Skateboard trên ô tô điện là gì?
- Genesis: Nền tảng khung gầm EV 800 volt 2 chiều sạc
