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高调“进军”电池界 通用真能引领电动化?

北极星储能网  来源:电池联盟  作者:苏客  2020/5/26 17:31:50  我要投稿  

北极星储能网讯:导读:通用与LG化学在俄亥俄州洛兹敦投资23亿美元的电池工厂Ultium Cells LLC正式动工,计划年产能为30GWh,按每辆车60千瓦时用量计算,可装机超过50万辆整车。

(来源:公众号“电池联盟”ID:zgcbcu 作者:苏客)

“这是通用汽车历史性的一刻。”通用汽车CEO玛丽·博拉在通用动力电池战略会议上表示:“我相信我们将会成为电动化的领导者。无论外界怎么说,我们将义无反顾地为此而努力。”

此举意味着,通用汽车正式向动力电池界全面进军了。

日前,通用与LG化学在俄亥俄州洛兹敦投资23亿美元建设的电池工厂Ultium Cells LLC正式开始动工,计划年产能为30GWh,按照每辆车60千瓦时用量,可装机超过50万辆整车。

新厂预计2022年开始投入生产,到2023年产能可能达到最高。建成后可提供1100多个工作岗位,占地面积有30个足球场大小。主要生产通用与LG化学合作开发的动力电池Ultium。

Ultium电池并非是当前国内推崇的CTP(Cell To Pack,无模组技术),而是以传统“袋装电池”(PACK)为基本组成单元,并做了更深入的细化,是一种NCMA四元锂电池,通过加入铝,将电池中的钴金属含量减少了约70%,有效的降低了动力电池生产成本。

模组方面,通用的PACK策略进一步强化了模组的地位,除了标准化降低成本的考虑外,还考虑了维修性和回收利用。

Ultium的模块化配置,在电池模组方面兼容软包和方壳电池,在驱动系统上可配置整体的能力,强调整个平台的能力。

从LG化学软包模组来看,共有3种类型,分别是12个电芯、18个电芯和24个电芯,充分利用了软包布置的优势。其中,12个电芯和18个电芯的模组,电芯水平放置;24个电芯的模组,电芯垂直放置。

以上三种电芯分别对应不同的高度,以适应不同车型底盘不同高度,以及留给车内空间的不同需求。此模组思路延续了BOLT EV的一些思路,同时借鉴了MEB的做法,与大众MEB 590模组类似。

从电量来看,三类模组的电量分别为:4.4kWh(370*12电芯),6.7kWh(370*18模组),8.8kWh(370*24电芯),MEB每个模组的电量约为6.9kWh。一定程度上,LG化学是技术的传递者。

此外,通用的这个模组最大的亮点在于,将BMS植入了模组中,使每个模组都是一个独立的单元,掌控了模组的电芯特性,方便模组的更换,在电芯升级时,可用新电芯的模组替换老PACK中的模组。

电芯方面,Ultium可以兼容不同的电芯,通用率先投入了LG化学的软包电芯,材料类型为NMCA,进一步降低了对钴的需求,在性能和安全上介于NCM811和NCA之间。

Ultium电芯的化学体系,采用了和LG化学选定的镍锰钴铝(NMCA),LG化学之前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年量产。

通用的电池系统专家Andy Oury表示,在电芯尺寸大小上,Ultium电芯会比Bolt EV 的电芯大60%,而Bolt EV所使用的是LG E59 型电芯,尺寸大概为W 305mm x H 100mm x T 13.5mm,容量为100Ah。以此推断,Ultium每个电芯的电量为100*3.7=370Wh。

大型袋装电池比小型圆柱形电池需要更少的接线和管道,Ultium BMS与Bolt EV相比,省去了80%的电池组接线。

通用对电芯未来的规划主要是:0钴元素,0镍元素,这两个是目前电芯成本最大的贵金属,同时也是全球资源有限的。因此,摆脱对于贵金属的限制成为整个EV产业的共同追求;同时通过对添加剂的调整改进电芯寿命。

PACK方面,Ultium有3种PACK,根据模组数量的不同,又分为6模组,8模组,10模组,12模组,以及24模组,结构设计与BMW GEN5代平台和VW PPE平台有共同之处,即都只有横梁,没有纵梁。

Ultium最大有7个横梁,在模组的侧板分别有上、下向外伸出来的脚结构,搭在横梁上,再通过螺栓紧固,综合了Model S模组,Model 3模组的安装技巧,可根据车型定位,调整模组数量和组合,而且可以根据车型结构和电量需求,在垂直和水平两个方向进行灵活布局。

Ultium的关键在于添加了铝元素,可以将电池内钴含量降低70%,进而降低成本,成本将降低到100美元/ kWh以下,Pack的成本将在120美元/kWh左右,此成本将有助于实现电动车与燃油车的平价。

可以预见的是,通用的电池技术逐渐走向的是少钴或无钴化,模块化的平台、模块化的电池组,以及新的NCMA电池,目标非常明确,那便是降本,降本,还是降本。

此外,通用的目的也只有一个:向所有人证明,汽车工业变革在即,行业“寒冬”当前,它们这家110多年的传统汽车巨头,有足够的能力和实力,实现全面转型。

目前来看,通用确实有转型的实力。例如,续航410公里的比亚迪元EV535,搭载的电池容量为53.22kWh,这意味着,通用Ultium电池组起步就可以提供约400公里的续航。

而200kWh的电池组,是个超大容量电池组,目前特斯拉MODEL X/S顶配车型,也只搭载了100kWh的电池组,如果通用旗下出现一款200kWh电池组的车型,基本可以解决续航问题了。

通用表示,会根据需要进一步扩大规模或增加现有产能,以实现其10年中期目标,即在北美和中国每年提供100万辆电动汽车。

此外还表示,除Ultium电池外,它们正在开发一种使用寿命达100万英里的电动汽车电池,并已接近成功。不过,并未说明推出“百万英里电池”的具体时间。


原标题:高调“进军”电池界,通用真能引领电动化?

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