通用汽车EVDay的“Ultium电池”

近日通用汽车在美国密歇根州沃伦“设计穹顶”举办EVDay，展示其最新电动汽车相关技术。

EVDay举办地点：设计穹顶

这次EVDay最大技术亮点之一就是自主研发的电动汽车Ultium电池包。该电池包容量比传统圆柱形电池包多20倍，续航里程可达到为400英里（约650公里）或更多。

电芯材料体系选择上，为实现成本降幅，通用汽车和LG化学成立合资公司，联合研发和生产电芯。其中LG化学的电池材料体系路径是从NCM622和NCM712，然后转入钴含量较低的NCMA镍锰钴铝。

一方面电芯材料体系选择NCMA镍锰钴铝，钴含量降低到10%以下。跟高工锂电技术与应用之前的《无钴电池会是主流吗？》描述相同，来进行标准软包电芯的技术和生产工艺突破。

另一方面三元体系变四元体系，在是实现低钴含量同时，保证电芯的安全性、循环性能、充放电性能等不会下降。

从电芯层面考虑，通用汽车的Ultium电池是LG化学生产的大型袋式软包电芯。其电芯工艺从图片上看，为两端出极耳方式。

制造设备上，可能涉及到软包电池生产线常用的叠片机、冲坑机、热封机等设备、具体可以参考《叠片设备技术流派之争》。

通用汽车表示，现在电芯成本约145美元/kWh。跟LG合作，计划2022年实现批量生产标准化的Ultium电池，其电芯成本可降至100美元/kWh以内，实现超过30%的降幅。

大型袋式软包电芯

电池模组方面，可以用大型袋式软包电芯垂直或水平堆叠组成，同时能根据不同车型进行空间排布，提升空间利用率和系统体积能量密度。

比如竖直布置时，可以把大约24个软包电芯整合成一个电池模组。水平布置时将12个电芯分两组排列组成一个低高度电池模组，又或者让更多软包电芯堆叠更高。

不同的软包电芯堆叠形式，至少能四种以上的车型地板高度。再加上软包电芯是标准化的，其电池模组的形式变化多，规模化应用更简单。

电芯整合排布成模组

Ultium电池包设计上，重要从电池模组通用性和布置方面考虑。比如要让电池模组在不同车型（皮卡、SUV、共享汽车、轻型货车、低地板）之间通用，带来规模化效应，就必须能满足不同功率的需求。

Ultium电池模组布置

同时结合类似于大众MEB标准化的形式，根据车型要，一层安放6~12个电池模组。如下图所示，通用汽车展示的是装一层和两层的效果。

Ultium电池包（6~12个电池模组/层）

通用汽车演示的电动汽车底盘架构，可以根据不同的带电量，进行电池包布置，组成不同的整车电池系统。其中双层堆叠的24个模组这种形式，由于能供应200KWh的功率，将用于即将公布的GMC悍马电动皮卡上面。

通用汽车的电池模组底盘

快充性能上，Ultium电池可以充电10分钟，续航里程超过100英里（约163公里），同时实现大部分车型400V下配置200kW，电动皮卡800V下配置350kW的快充能力。

业内主流观点认为，对整个动力锂电池行业而言，通用汽车EVDay推出的Ultium电池技术是个利好消息。

一方面增强国内电池相关公司对动力锂电池技术突破的信心和对欧洲市场蛋糕做大盈利的乐观预期。

另一方面利于电池相关新型技术传播，促使相关产业链的公司提升产品性能，加快抢占技术方面的制高点，获得更多发展机会。

参考资料：

[1]《如何看待通用BEV3的Ultium电池系统？》，汽车电子设计

[2]《通用Ultimu平台：电芯，模组与PACK》，知化汽车