马斯克还有心情尬舞么?解读通用汽车EV DAY的五条硬核信息
说句实话,近段时间最关注的一个发布会,不是某款重磅车型的亮相,而是通用汽车的EV DAY,也就是通用电动汽车技术日活动。
在3月4日,通用汽车首次向外界展示了公司电气化战略的核心——模块化的驱动系统以及搭载Ultium专属电池的第三代全球电动车平台。并且通用汽车宣布Cruise Origin纯电动自动驾驶共享车型是首款搭载第三代电动车平台和Ultium电池的产品,凯迪拉克Lyriq纯电动豪华SUV即将于4月亮相,而电动皮卡GMC悍马将于5月亮相,并计划于2021年秋季正式投产。
需要说明的是,这其实不仅仅是一场技术说明会,而更是一场前瞻技术和产品的预览活动。据被邀请的媒体透露,他们看到了一款凯迪拉的旗舰概念车Celestiq,以及凯迪拉克即将首发的电动SUV车型Lyriq,另外还包括9辆EV车型,雪佛兰、别克、悍马都有,以及Bolt的改款。遗憾的是,主办方不允许受邀媒体携带任何摄影设备,所以没有办法展示这些新车,但看上去这其中很多车型都接近量产形态了。
通用汽车这场电动车发布会上聚焦的还是技术,从给出的新闻资料可以看到全球电动技术的下一步发展方向,尤其是通用汽车作为电动技术的先驱车企,它的全新一代电动技术路线是什么样的。
1、电池、电池,最重要的永远是电池
通用汽车强调,全新的第三代电动车平台将搭载专属的Ultium电池。连电池组都有自己的名字,足以看出这套电池系统对于整个平台的重要性。
实际上,通用汽车的确在平台设计之初,就是从电池组的角度来思考的。比如电池的模块化设计要怎么做才能在不同产品——皮卡、SUV、共享汽车、轻型货车、低地板的车型——之间共用,这样才能带来足够大的规模化效应。另外就是,如何布置电池组,才能满足从几十千瓦时到一百多千瓦时的不同需求。
最困难的地方在于,车型的地板高度其实非常影响电池的布局。比如皮卡车型可以布置两层,这样能够搭载相当于传统车型两倍的电池容量,但是按照传统模组的叠加显然又超过高度了。而假如把电芯做得更薄,单层又不能满足一般低地板车型的续航要求。
为此,通用汽车采用了一种全新的电芯设计,“大型袋式电池”的软包电芯可以不同方向排布——你可以理解为既能像书架上的书一样横向排列,也可以像书桌上的书那样垂直罗列。这样电池组在竖直布置时,可以将大约24个软包电芯整合成一个电池模组。水平布置时12个电芯分两组排列组成一个低高度的电池模组,又或者将更多的软包电芯叠到更高高度。
不同的堆叠形式可以适应至少四种以上的地板高度,同时软包电芯却可以共用,这样灵活度更高,规模化也更强。
在灵活的电池模组设计基础上,通用汽车又结合类似于大众MEB标准化模组的形式,可以根据车型的需要安放6~12个电池模组/层,至多两层。根据通用汽车演示的底盘架构,现在电池模组可以组成有三种不同整车电池系统,其中双层重叠的24个模组形式就会用于即将发布的GMC悍马电动皮卡上面。
据Electrek的报道,每个电池模块将具有专用的电池管理系统(BMS),此举将使单个模块可以替换为新模块,甚至可以混合和匹配有不同电池成分的电池模组。电池模块的BMS将存储一整套数据,这些数据可以在其生命周期结束时获取,从而有利于电池的回收和再利用。
2、灵活不止高容量,还有高性能
得益于Ultium电池的灵活成组方式,因此第三代电动车平台的电池容量从50 千瓦时至 200 千瓦时不等,也就是从6个模组到24个模组的组合。
大电池容量可以带来超过640公里的超长续航——甚至还是悍马电动皮卡这样的大型车辆——但更重要的是放电性能更好。24个模组相当于两层电池并联,现在的电动车大多是400伏电压,那么双层就可以达到800伏。高电压能够带来更高功率的输出,这也使得GMC悍马皮卡公布的百公里加速达到了3秒以内。
高电压的另一个优势在于充电效率更高。电动皮卡因为是双层重叠并联,可以实现800 伏电池包以及350千瓦的快充能力。换算一下,大概10分钟就可以充60度电,如果是电动皮卡那也是200公里的续航。不过,第三代电动车平台大部分车型也只会配备400 伏电池包以及200千瓦的快充能力。
对比现在电动车的技术迭代,通用汽车采用的800V和高功率充电都已经是走在了电动车技术的最前端。现在率先使用上800V高压系统的是保时捷Taycan,所以百公里加速已经追赶上了特斯拉的Model S;奔驰则透露会在真正的EQ平台上实现800V高压;造车新势力Rivian R1T可以支持800V。在高功率充电技术上,特斯拉V3超充目前支持Model 3最大充电功率250kW,但是Model S、Model X最多也就150kW;福特最新的Mustang Mach-E是150kW、大众ID.3是125kW。
更重要的是,通用汽车的高性能电动车不只是停留在纸面上,而是2021年就会落地交付——首款车型是悍马电动皮卡,也可能是悍马电动SUV。
3、电池成本是重中之重
通用汽车大费周章的构建第三代电动车平台、研发Ultium电池,很大部分原因是解决规模效应的问题,只有规模化,才能解决电池成本问题——一旦电池成本下降得足够多,那么转型电动路线才是真正可持续的。
通用汽车电池首席工程师安迪·乌里(Andy Oury)说:“Ultium将帮助我们突破每千瓦时100美元的成本曲线。”根据通用的测算,目前距离电池成本曲线的底部还很遥远,现在电池成本大概在每千瓦时145美元左右。换句话说,电池成本还有30%以上的下降空间。
为了解决成本问题,通用汽车和LG化学成立合资公司,共同研发和生产电芯,电芯将采用钴含量较低的专利化学配方——NMCA镍锰钴铝的新配方,这样大幅降低钴含量可以降低成本。另外就是在技术和生产工艺的不断突破有望进一步降低电池成本,而标准化的袋状软包电芯也可以有更强的规模效应。
此外,在电池回收方面通用汽车也非常注意,回收的电池包可以转作其他用途,这样也是降低生产成本的一种方式。
不过据说在中国市场,通用或许还是会选用方壳电池而非软包电池,而由于方壳的尺寸同样是590模组,也能兼容第三代电动车平台,因此中国现有电池产能所带来的成本同样足够可控。
4、一个、两个、三个电机的驱动系统
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、性能四驱等丰富选择。这里面包括了三种不同的组合:单电机、双电机,以及三电机的组合。
通用汽车表示,他们对电机技术的研发从90年代的EV1就开始了,现在已积累了丰富的经验。工程师也使用了一定的“模块化”理念,用于配置一台,两台或三台电动机,并且体积得到了很好地控制。其中前驱电机额定功率可以达到180kW(241马力),后轮电机则高达250kW(335马力)。
至于GMC悍马EV这样的车型,是属于“性能四驱”,在后部同时把两个电机封装在一起,实现了1000马力的输出。
通用汽车方面特别强调的一点是:“相比传统燃油车,电动车的结构已经较为简洁。通用汽车更是采取了整车与驱动系统协同开发的策略,进一步降低电动车的复杂程度和零件数量。通用汽车初步计划推出19种电池与驱动单元的组合。”要知道,通用现在在全球市场上,有多达550种内燃机和变速箱的组合,电动车时代相当于减少了97%左右的驱动系统配置组合。
5、2022年产品铺开,五年内达到100万辆
在通用汽车的新闻通稿中,仅仅提到了“通用汽车的全新一代全球电动车平台将覆盖广泛的细分市场,包括皮卡、SUV,跨界车、轿车、商用车等”,但事实上通用汽车在第三代电动车平台上的进度要快许多。
据现场美国汽车媒体发回的报道,除了现在已经知道的凯迪拉克Lyriq将在4月份亮相、GMC悍马电动皮卡在5月份发布之外,今年通用汽车还准备更新Bolt。
关键是2021年,凯迪拉克Lyriq将在中国首发,然后大概在2022年在美国开始销售。另外,悍马EV会有两个版本,一个是皮卡,另一个则是轴距略短的SUV车型,造型上两者是一致的。悍马已经敲定了2021年秋季开始量产,预计交付也会在2021年前。另外,一款被称为Bolt EUV的车型也会在2021年夏季推出,这是具备超级巡航系统的Bolt长轴距跨界版本。
预计2022年会是第三代电动车平台车型全面铺开的时候了。别克和雪佛兰各有一台中型SUV车,尺寸上和探界者、昂科威接近;别克还有一款更小的电动SUV,大概会是昂科拉GX这个级别。此外凯迪拉克还有一个大型SUV车型,和凯雷德一个尺寸。
根据通用汽车公布的一段小视频,还可以看到这个平台可以搭载出溜背轿跑SUV、三厢轿跑SUV、箱式货车(也可能是多人乘坐共享车)等数种产品。同时,通用汽车计划包括到2023年至少有20款新车型。
按照通用汽车董事长兼CEO玛丽·博拉的说法,通用汽车将在2025年之前投入200亿美元、每年约30亿美元在电动汽车和自动驾驶汽车上。而她期望,在2025年中国和美国两个市场可以每年销售100万辆电动汽车。
总结:挑战特斯拉并不准确,通用是领跑者
通用汽车在EV DAY上展示的内容实在太多,完美地显示出一家百年汽车豪门在迈入新赛道时所具有的实力。毫无疑问,从通用汽车公布的技术细节、车型参数以及技术推进节点来看,通用汽车再次占到了电动技术的先锋位置,绝无异议的第一线。
之前五年,特斯拉以一己之力劈开了电动车市场,也成功收获了“电动先锋”的形象。传统车企尽管在电动技术上并非没有储备,但是表现出的态度和行事风格,都被外界议论为“大象转身”。甚至很极端的观点认为,传统车企就像是诺基亚,在电动技术上已经落后了特斯拉可能5-10年。
但实际上,特斯拉推出Model S差不多一代车型的时间过去了,无论是Model 3还是Model Y其实都是Model S的延续和优化。现在,电气化技术再一次到了升级的时间节点,包括特斯拉自己在内都在重新调整自己的电动路线。最典型的就是特斯拉也将在4月份的电池技术日上发布自己新的电池计划,包括和宁德时代在电池领域进行合作等等,这些都说明了特斯拉可能也在重新选择发展路径。
与此同时,传统车企巨头也都开始了新一轮的产品架构布局。大众集团的MEB和PPE平台延续了大众一贯的模块化架构;宝马则是沿用燃油车CLAR架构,技术突破更多集中在电驱动技术和电池研发供应链上。早些时候,福特也公布了其全新电动车平台下的首款车型Mustang Mach-E,以及会在现有全顺、F-150上衍生出电动版车型。
通用汽车作为现代电动车技术的先驱,从90年代的EV1到后期的Volt、Bolt,都体现出了强大的电驱动技术,在专利技术积累上也足够厚实。但是通用汽车之前始终无法在电动车上压过特斯拉,关键就在于通用的电动车还是要考虑和燃油车架构兼容。
因此,想要在未来五到十年应对特斯拉的冲击,一套全新的架构和能够高效生产的产品序列是必要的,而重中之重则是电池组——提升续航的同时要降低成本,模块化带来的规模效应是唯一的方式,这也是通用汽车研发全新电动车架构第三代电动车平台和Ultium电池的起点。
此时,通用汽车再次和特斯拉站在了同一条起跑线上。
文|JackieLXX
图|网络
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