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「2030出行研究室」如何看待通用第三代电动车平台的Ultium电池系统？


作者简介：朱玉龙 ， 资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师 ， 目前从事新能源汽车电子化工作 ， 10年以上的新能源汽车专业从业经验 ， 在电池系统、充电系统和电子电气架构方面有较深的认识和实践 ， 著有《汽车电子硬件设计》 ， 开设《汽车电子设计》公众号 。
3月4日 ， 通用汽车发布了其第三代电动车平台的驱动系统和Ultium电池这两块的主要内容 ， 从发布的内容来看这里面还是有一些信息可以看 ， 最大的特点是在卡车上的200kWh电池+800V的设计概念 ， 把纯电悍马定位为一个超大型的能量库 。
图1 通用汽车的第三代电动车平台全貌
1） 通用第三代电动车平台的全貌
用Ultium这个词 ， 就代表GM要搞「能量块」的意思 ， 该电池系统可以从50kWh扩展到200kWh ， 400V下配置200kW的快充能力、800V下350kW的快充能力 。 这个800V的HUMMER EV将会搭载超过1000马力的电机 ， 最大扭矩将达到15591牛·米 ， 完全是一款超级美式电动电耗机器 。 也就是说 ， 在保时捷的800V跑车以后 ， 在这类大型SUV（全尺寸）和皮卡上面 ， 800V也有新的用武之地 ， 拓展出了“美式玩法” 。 不过根据通用的计划 ， 在2023年前要在第三代电动车平台做22款车 ， 把车辆价值梯度完全给做出来 ， 预期2025年投入250亿美金 ， 在2025年实现年产100万纯电车型（这个节点和大众汽车比起来要晚不少） 。
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图2 通用第三代电动车平台重新审视
电芯的目标成本是100美金/kWh ， 电芯的化学体系采用了和LGChem选定的镍锰钴铝（NMCA） ， 之前LG化学的化学体系路径是从NCM622和NCM712 ， 然后转入NCMA后 ， 计划把钴的含量降低到10%以下 ， 在2022年实现量产 。
视频1 通用的模组
根据上面的视频我们也能看到这里的考虑：从不同的模组数量配置电量 ， 而且配置起来并不均等 。 和MEB相比 ， 这个托盘中间的梁是没有的 ， 电池采用一个个盒子一样分割 ， 在横向方向上的结构是这个托盘设计与MEB的主要差异点 。
视频2 电池系统内模组布置形式
2） Ultium电池的扩展和配置探讨
这里的水平方向扩展 ， 和MEB相似 ， 从6、8个模组变化为12个模组 ， 这是一开始通用第三代电动车平台电池所定义的基本特征 。 如果按照这样的考虑 ， 按照每个模组8.3度电来看 ， 对应的为小车6模组（50kWh）、紧凑型车8模组（66.6kWh）、B级车10个模组（83kWh）、大型车12个模组（100kWh） 。
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图3 Ultium电池的水平扩展
面向比较大型的车辆 ， 之前Volt上采用的T字形的方式 ， 也是可以继承下来 ， 这点和Volvo的想法一致 ， 尽可能在需要电量的时候往里面塞 。 因为部分大型的车辆是很需要足够的电池支撑更高的里程 。 而悍马的纯电皮卡 ， 可能直接就可以叠两层 ， 形成24个模组 。 我们之前说过 ， 竞争对手Rivian等几家电动皮卡拿圆柱21700做出来的120-140kWh电 ， 和串联软包出来的800V/200kWh ， 从效能层面还是软包/方壳搞出来的更合理一些 。

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图4 Ultium电池在大容量的电池上的叠层
在驱动系统方面 ， 通用汽车自主研发的电机将提供前驱、后驱、四驱、性能四驱等不同的搭配 ， 而根据通用的说法搭配不同的电池可以演变出来19种不同的动力系统配置 。 从这个角度上来看 ， 通用希望投入资金进入电芯生产后 ， 可以在自身的基础上把技术许可给其他车企 ， 这个路径开始的构想和大众把MEB提供给福特是同源的思路 ， 只不过由于电池采购的难度比较大 ， 供应商增加电池产能投资需要大量的资金 ， 而自己投钱实现产能并把架构和实际的产能一起共享出去才具有战略价值 。


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