“這是通用汽車歷史性的一刻。”通用汽車CEO瑪麗·博拉在通用動力電池戰(zhàn)略會議上表示:“我相信我們將會成為電動化的領(lǐng)導(dǎo)者。無論外界怎么說,我們將義無反顧地為此而努力。”
此舉意味著,通用汽車正式向動力電池界全面進(jìn)軍了。
日前,通用與LG化學(xué)在俄亥俄州洛茲敦投資23億美元建設(shè)的電池工廠Ultium Cells LLC正式開始動工,計劃年產(chǎn)能為30GWh,按照每輛車60千瓦時用量,可裝機超過50萬輛整車。
新廠預(yù)計2022年開始投入生產(chǎn),到2023年產(chǎn)能可能達(dá)到最高。建成后可提供1100多個工作崗位,占地面積有30個足球場大小。主要生產(chǎn)通用與LG化學(xué)合作開發(fā)的動力電池Ultium。
Ultium電池并非是當(dāng)前國內(nèi)推崇的CTP(Cell To Pack,無模組技術(shù)),而是以傳統(tǒng)“袋裝電池”(PACK)為基本組成單元,并做了更深入的細(xì)化,是一種NCMA四元鋰電池,通過加入鋁,將電池中的鈷金屬含量減少了約70%,有效的降低了動力電池生產(chǎn)成本。
模組方面,通用的PACK策略進(jìn)一步強化了模組的地位,除了標(biāo)準(zhǔn)化降低成本的考慮外,還考慮了維修性和回收利用。
Ultium的模塊化配置,在電池模組方面兼容軟包和方殼電池,在驅(qū)動系統(tǒng)上可配置整體的能力,強調(diào)整個平臺的能力。
從LG化學(xué)軟包模組來看,共有3種類型,分別是12個電芯、18個電芯和24個電芯,充分利用了軟包布置的優(yōu)勢。其中,12個電芯和18個電芯的模組,電芯水平放置;24個電芯的模組,電芯垂直放置。
以上三種電芯分別對應(yīng)不同的高度,以適應(yīng)不同車型底盤不同高度,以及留給車內(nèi)空間的不同需求。此模組思路延續(xù)了BOLT EV的一些思路, 同時借鑒了MEB的做法,與大眾MEB 590模組類似。
從電量來看,三類模組的電量分別為:4.4kWh(370*12電芯),6.7kWh(370*18模組),8.8kWh(370*24電芯),MEB每個模組的電量約為6.9kWh。一定程度上,LG化學(xué)是技術(shù)的傳遞者。
此外,通用的這個模組最大的亮點在于,將BMS植入了模組中,使每個模組都是一個獨立的單元,掌控了模組的電芯特性,方便模組的更換,在電芯升級時,可用新電芯的模組替換老PACK中的模組。
電芯方面,Ultium可以兼容不同的電芯,通用率先投入了LG化學(xué)的軟包電芯,材料類型為NMCA,進(jìn)一步降低了對鈷的需求,在性能和安全上介于NCM811和NCA之間。
Ultium電芯的化學(xué)體系,采用了和LG化學(xué)選定的鎳錳鈷鋁(NMCA),LG化學(xué)之前的化學(xué)體系路徑是從NCM622和NCM712,然后轉(zhuǎn)入NCMA后,計劃把鈷的含量降低到10%以下,在2022年量產(chǎn)。
通用的電池系統(tǒng)專家Andy Oury表示,在電芯尺寸大小上,Ultium電芯會比Bolt EV 的電芯大60%,而Bolt EV所使用的是LG E59 型電芯,尺寸大概為W 305mm x H 100mm x T 13.5mm,容量為100Ah。以此推斷,Ultium每個電芯的電量為100*3.7=370Wh。
大型袋裝電池比小型圓柱形電池需要更少的接線和管道,Ultium BMS與Bolt EV相比,省去了80%的電池組接線。
通用對電芯未來的規(guī)劃主要是:0鈷元素,0鎳元素,這兩個是目前電芯成本最大的貴金屬,同時也是全球資源有限的。因此,擺脫對于貴金屬的限制成為整個EV產(chǎn)業(yè)的共同追求;同時通過對添加劑的調(diào)整改進(jìn)電芯壽命。
PACK方面,Ultium有3種PACK,根據(jù)模組數(shù)量的不同,又分為6模組,8模組,10模組,12模組,以及24模組,結(jié)構(gòu)設(shè)計與BMW GEN5代平臺和VW PPE平臺有共同之處,即都只有橫梁,沒有縱梁。
Ultium最大有7個橫梁,在模組的側(cè)板分別有上、下向外伸出來的腳結(jié)構(gòu),搭在橫梁上,再通過螺栓緊固,綜合了Model S模組,Model 3模組的安裝技巧,可根據(jù)車型定位,調(diào)整模組數(shù)量和組合,而且可以根據(jù)車型結(jié)構(gòu)和電量需求,在垂直和水平兩個方向進(jìn)行靈活布局。
Ultium的關(guān)鍵在于添加了鋁元素,可以將電池內(nèi)鈷含量降低70%,進(jìn)而降低成本,成本將降低到100美元/ kWh以下,Pack的成本將在120美元/kWh左右,此成本將有助于實現(xiàn)電動車與燃油車的平價。
可以預(yù)見的是,通用的電池技術(shù)逐漸走向的是少鈷或無鈷化,模塊化的平臺、模塊化的電池組,以及新的NCMA電池,目標(biāo)非常明確,那便是降本,降本,還是降本。
此外,通用的目的也只有一個:向所有人證明,汽車工業(yè)變革在即,行業(yè)“寒冬”當(dāng)前,它們這家110多年的傳統(tǒng)汽車巨頭,有足夠的能力和實力,實現(xiàn)全面轉(zhuǎn)型。
目前來看,通用確實有轉(zhuǎn)型的實力。例如,續(xù)航410公里的比亞迪元EV535,搭載的電池容量為53.22kWh,這意味著,通用Ultium電池組起步就可以提供約400公里的續(xù)航。
而200kWh的電池組,是個超大容量電池組,目前特斯拉MODEL X/S頂配車型,也只搭載了100kWh的電池組,如果通用旗下出現(xiàn)一款200kWh電池組的車型,基本可以解決續(xù)航問題了。
通用表示,會根據(jù)需要進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模或增加現(xiàn)有產(chǎn)能,以實現(xiàn)其10年中期目標(biāo),即在北美和中國每年提供100萬輛電動汽車。
此外還表示,除Ultium電池外,它們正在開發(fā)一種使用壽命達(dá)100萬英里的電動汽車電池,并已接近成功。不過,并未說明推出“百萬英里電池”的具體時間。
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