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2020年03月12日 | 通用汽车Ultium电池技术解析：既化繁为简，又以少成多
2020-03-12
在3月4日的GM Motor EV Day，通用汽车向外界展示了全新的电气化战略核心：专属的Ultium电池、模块化的驱动系统和全新一代电动车平台。这次技术解析的宣传重点并未像大众汽车一样强调“MEB架构”的整体概念，而是分拆了3个关键词，同时让Ultium电池成为了最受关注的信息点。
汽场买车APP仔细了解了这次技术讲解会的信息后发现，通用汽车将Ultium电池作为重点宣传是因为其本身的革新性足够大并且对驱动系统和全新第三代电动车平台起到了极大的支持带动作用。“既化繁为简，又以少成多”，成为了以Ultium电池为基石的通用电动化体系的关键词。
一．Ultium电池
Ultium的英文含义是终极，它被通用汽车用来命名电池架构的解释为：这套电池体系将成为终极元素。简单来说，Ultium有这样几个特点：
1.并未采用当前推崇的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。大型袋装电池比小型圆柱形电池需要更少的接线和管道。电池管理系统（BMS）与Bolt EV相比，省去了80％的电池组接线。
2.具有不同形式的模组，12电芯和18电芯的模组可以横着放，24电芯的模组可以竖着放，可适应不同高度，像皮卡车型的电池包就可以堆厚点，轿车这种低地台的车型电池包就会坐薄；
而整个Ultium电池又有3种不同的PACK，每种PACK里又能放不同的模组，因此根据未来车型不同可以在不同pack里放置6、8、10、12组模组的形式，分别对应从50KWH到200KWH的电池容量；
而12组堆叠成双层就是24模组的PACK，也就是GMC悍马皮卡搭载的800V电压200KWH容量的版本，续航高达640KM，百公里3s内。
3.Ultium电池在成分里采用NMCA镍锰钴铝的新配方，当下主流的配方为NMC，新配方增加了铝，对钴这种成本极高的贵金属元素需求降低了70%，有效降低电池成本，未来0钴0镍是通用对电芯的终极追求，并且固态电池也在研发当中。
4.将BMS植入到模组中，每个模组都成为独立的控制单元，一来方便单个模组的独立替换，二来随着电芯配方不断升级，Ultium电池可通过（BMS）电池管理系统及时调整电池模块。
5.搭载Ultium电池的电动车支持家用充电和直流快充。大部分车型将配备400 伏电池包及200千瓦的快充能力。电动皮卡将配备800 伏电池包以及350千瓦的快充能力。
而这套电池系统带来的优势：
1.组合形式非常丰富灵活，可帮助底盘工程师更好的设计重量分布和布置重心，以改善驾驶和操作性能，不必像现在有些电动车设计受限于供应商电池形状；
2.第二节省车内更多空间；
3.整套系统可适应乘用车和商用车不同级别不同类型，还可以支持像GMC悍马皮卡这样更大的电池PACK；
4.电池成本有效降低；
5.充电多样性和高效性；
二．模块化驱动系统
通用汽车自主研发的电驱将提供前驱、后驱、四驱、性能四驱等丰富的选择，基于全新电动平台打造的第一批产品初步规划了19种驱动单元和电池组合。
在驱动系统上通用汽车运用模块化的理念在同款车上可以配置单电机、双电机、三电机的形式，前驱电机功率最高达180KW（241马力），后驱电机功率最高达250KW（335马力），体积上也得到了较好的控制。
未来通用新的性能车型就会像GMC悍马一样将两个后驱电机封装到一起，加上前驱电机实现1000匹马力的恐怖数字。
目前，通用在燃油车领域有多达550种的发动机+变速箱的动力组合，你也不难理解为何通用急于砍掉不赚钱的市场和车型，复杂庞大的动力总成体系占用了太多的成本。
而在通用汽车整车平台和驱动系统协同开发的策略下，电动车开发和零件数量大大减少，初期19种的组合相比之下减少了97%的组合形式，高度集成的模块化形式可以大大减轻成本压力。
三．第三代全球电动车平台
自1996年推出业界近现代首款量产纯电动车EV1以来，通用汽车一直坚持为电动车打造专属平台，这次推出的正是全新的第三代全球电动车平台。它具有高度的灵活性，能够支持不同品牌、不同细分市场、覆盖各级车型的产品。
它的可扩展范围要比大众的MEB架构还要广泛，轿车、SUV、跨界车、商用车、卡车等车型都能在这个平台生产。这种非常全面的平台化开发不仅能在里程、造型、配置上提供丰富的选择，更能帮助开发团队从全局出发，解决电气化带来的工程挑战。
这就相当于以后通用所有的电动车，不管是卡车还是轿车，它的主要部分都是协同开发而不需要独立消耗资源的，这等于一下盘活了整个通用的汽车业务，车身平台和动力总成的协同开发，还有零部件的高度集成化最大限度地降低了复杂性和零件数量，让未来基于这个平台下的所有类型的电动车开发都变得更容易也更便宜，整个资源也能充分高效利用起来。
另外，通用汽车在电动车领域实现了大一统后，电动车的主要成本：电池也因为规模化效应，在原材料降本的基础上，得到进一步的成本降低。如果你的平台只能用于乘用车，你的年规模量好比是1000万辆；但如果大一统后，年规模达到了2000万辆，电池成本成倍下降，这就是高度规模化的结果。
总结：
Ultium电池、模块化的驱动系统和全新一代电动车平台，被通用称为发展电气化战略的“通用之道”的秘诀。高度模块化把庞大冗杂的通用产品体系化繁为简；高度灵活性又让未来的产品在一套大系统下以少成多，幻化万象。这对于巨头通用来说，是及时雨，更是弦上箭。
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