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。
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。
▲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。
▲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。
● 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。