通用汽车Ultium平台全球规划和思考

  • 浏览量:5896
  • 作者:
  • 来源:朱玉龙的汽车电子设计
  • 时间:2022-05-08

疫情对通用汽车在中国的业务其实影响挺大的,不过好消息是上汽通用凯迪拉克LYRIQ首台预生产车在凯迪拉克工厂正式下线。

从2021年到2022年,通用汽车在电动汽车的上量面临很大的压力,甚至在北美被福特给甩出去老远。因此通用女皇玛丽巴拉表示,通用汽车将高管薪酬的股票部分与公司的电动汽车目标挂钩(北美的电动汽车数量和推出时间和质量),到2025年200万台,和2027年能否推出3万美金的车辆,真的关系到通用汽车的生命线。

在这里特别有意思的地方在于,围绕这种电芯和后续模组和Pack设计,分别涵盖了低端入门车型FWD前驱车型(小车)、RWD后驱车型(中型)和长轴距的(豪华车型);然后考虑了CTC设计皮卡和SUV的车型,还有低顶的纯电动跑车设计。内容比较多,我们先把两个重要的跑量的中国能看得到的内容展开下。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图1. 通用汽车的电动汽车平台的产品线

我的理解,通用一开始就是围绕软包设计开发的,然后采用模组设计的方式,去兼容中国方壳电池的需求。在轿车、中大型SUV和跑车(Low Roof)三种需求下,去把电池生产包进来——这是配合当前美国的经济&产业政策去做长周期巨大投入的模式去做转型。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

图2. 单电芯的设计模式

Part 1 电池电量和模组的规划

由于单电芯模式,所以配置了相同宽度、不同长度和不同厚度的电池系统,以下电量是从规划的1/3C的电量来推算的,和中国版本的1C充放电的方壳电池存在差异性。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

图3. 通用汽车Ultium电池的配置

备注:如果我们用4680单电芯模式,下面这些配置会更容易,在平衡容量和电压方面也会更优化。

● 低电量模式(最短的长度L1,厚度为H1)

6模组(50kWh)和8模组(66kWh),这两是最低配置成50kWh的电池,采用2P12S的模组(电压为48V),6模组配置成了2P72S的300V电池包;8模组配置成400V的模式。这两个电池包都是为了低成本电池来用的

● 中电量模式(常规长度L2,厚度为H1)

10个模组(84kWh),采用3P8S的32V电池模组来配置,形成330V的电池作为中型SUV的电池配置

● 标准电量模式(常规长度L3,厚度为H1)

12个模组(100kWh,中国为95.7kWh),采用3P8S的32V电池模组来配置,整包电压400V的3P96S,算是一个比较高效率的配置,在豪华车上使用

——10模组和12模组分别是为了前驱和后驱(含四驱)考虑,所以两个轴距的差异也必须考虑,这带来的问题是前驱的能量很难进一步提升。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图4. FWD和RWD的两个车型的考虑

● 16、20、24模组(一体化长度L4,厚度为H2)

这三个都是采用CTC模式,在中大型SUV和皮卡上使用,还分了400V平台和800V平台,这里有很多有趣的设计。

● 没显示的是长度L5厚度为H3的110mm的电池包,给跑车用的,我们明天来介绍。

如上所示,一个电池平台存在了许多种电池的配置,我觉得确实有点复杂。

也正因为这么多变化,电芯从400-750Wh/L的体积能量密度,到叠起来成为矩阵降低1-20%,模组成组降低15%-25%,模组和电池包高度上损失10-20%,整体XY布置上损失10%,最终的能量密度只有200-275Wh/L。坦率来看,和中国的长刀、短刀、麒麟电池相比,至少从布置效率和成本结构来看,没有很大的优势。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图5. 电芯的能量密度到整包的能量密度

这里有意思的地方,无线wBMS客观上能让通用可以这么变换模组,把通信线去掉,CMU内置带来的成组效果还是比较好的。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图6. 电池BMS管理的配置,不同模组之间的考虑

Part 2 通用的软包和方壳比较

在这里使用了软包和方壳,最主要是在中国的特殊性使得方壳必须要有。而在美国全力砸了四个电池软包工厂,这点还是很坚决的。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图7. 两种不同的配置

在这里比较有价值的如下图所示,在各方面的整包布置、冷却和无线连接兼容性。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图8. 软包的是带水冷板设计

由于设计开发的目标从原来的50个月缩短到26个月,到底后面能不能爆出来车型,还是很值得关注的,这里减少的是车型和工程开发,这两个环节被完全缩短了。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图9. GM的开发周期的变化

由于GM给电池定了非常低的价格预期,电芯要求在100美金每Wh以内,不知道在如今的电芯材料体系下是否能守得住。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图10. 电芯价格的预期

由于这次电池的投资和上游,得到了美国官方的支持,因此在北美的转型和投入,还是非常顺畅的。

通用汽车Ultium平台全球规划和思考

▲图11. 电池工厂的投入

小结:真心希望GM能做出点气象来,单纯就目前看到的成组效率等等数据来看,只能说实现了当初的目标,和现在追求极致的中国卷王们相比,还是对自己不够狠。应该直接上软包CTP的。


发表留言

姓名:
手机号:
还可输入 200 个字符
立即提交

新车号

新车网评

最权威的新能源汽车观点

百姓评车

最接地气的汽车新媒体

直播车市

车市动态,尽在掌握。

极品游记

自驾路书,旅游资讯

视频

新车讲解

最新的新车资讯

对比视频

最权威汽车对比视频

试驾视频

真诚试驾

汽车故事

那些车儿,那些事儿

企业QQ
3261959633
企业电话
18501967650
微信公众号

新车网评

企业微信

新车网微信

返回顶部