通用汽车 Ultium 平台全球规划和思考

作者：朱玉龙

疫情对通用汽车在中国的业务其实影响挺大的，不过好消息是上汽通用凯迪拉克 LYRIQ 首台预生产车在凯迪拉克工厂正式下线。

从 2021 年到 2022 年，通用汽车在电动汽车的上量面临很大的压力，甚至在北美被福特给甩出去老远。因此通用女皇玛丽巴拉表示，通用汽车将高管薪酬的股票部分与公司的电动汽车目标挂钩（北美的电动汽车数量和推出时间和质量），到 2025 年 200 万台，和 2027 年能否推出 3 万美金的车辆，真的关系到通用汽车的生命线。

在这里特别有意思的地方在于，围绕这种电芯和后续模组和 Pack 设计，分别涵盖了低端入门车型 FWD 前驱车型（小车）、RWD 后驱车型（中型）和长轴距的（豪华车型）；然后考虑了 CTC 设计皮卡和 SUV 的车型，还有低顶的纯电动跑车设计。内容比较多，我们先把两个重要的跑量的中国能看得到的内容展开下。

我的理解，通用一开始就是围绕软包设计开发的，然后采用模组设计的方式，去兼容中国方壳电池的需求。在轿车、中大型 SUV 和跑车（Low Roof）三种需求下，去把电池生产包进来 —— 这是配合当前美国的经济 & 产业政策去做长周期巨大投入的模式去做转型。

电池电量和模组的规划

由于单电芯模式，所以配置了相同宽度、不同长度和不同厚度的电池系统，以下电量是从规划的 1/3C 的电量来推算的，和中国版本的 1C 充放电的方壳电池存在差异性。

备注：如果我们用 4680 单电芯模式，下面这些配置会更容易，在平衡容量和电压方面也会更优化。

• 低电量模式（最短的长度 L1，厚度为 H1）

6 模组（50kWh）和 8 模组（66kWh），这两是最低配置成 50kWh 的电池，采用 2P12S 的模组（电压为 48V），6 模组配置成了 2P72S 的 300V 电池包；8 模组配置成 400V 的模式。这两个电池包都是为了低成本电池来用的

• 中电量模式（常规长度 L2，厚度为 H1）

10 个模组（84kWh），采用 3P8S 的 32V 电池模组来配置，形成 330V 的电池作为中型 SUV 的电池配置

• 标准电量模式（常规长度 L3，厚度为 H1）

12 个模组（100kWh，中国为 95.7kWh），采用 3P8S 的 32V 电池模组来配置，整包电压 400V 的 3P96S，算是一个比较高效率的配置，在豪华车上使用

——10 模组和 12 模组分别是为了前驱和后驱（含四驱）考虑，所以两个轴距的差异也必须考虑，这带来的问题是前驱的能量很难进一步提升。

• 16、20、24 模组（一体化长度 L4，厚度为 H2）

这三个都是采用 CTC 模式，在中大型 SUV 和皮卡上使用，还分了 400V 平台和 800V 平台，这里有很多有趣的设计。

• 其他还有：长度 L5 厚度为 H3 的 110mm 的电池包，给跑车用的，我们明天来介绍。

如上所示，一个电池平台存在了许多种电池的配置，我觉得确实有点复杂。

也正因为这么多变化，电芯从 400-750Wh/L 的体积能量密度，到叠起来成为矩阵降低 1-20%，模组成组降低 15%-25%，模组和电池包高度上损失 10-20%，整体 XY 布置上损失 10%，最终的能量密度只有 200-275Wh/L。坦率来看，和中国的长刀、短刀、麒麟电池相比，至少从布置效率和成本结构来看，没有很大的优势。

这里有意思的地方，无线 wBMS 客观上能让通用可以这么变换模组，把通信线去掉，CMU 内置带来的成组效果还是比较好的。

通用的软包和方壳比较

在这里使用了软包和方壳，最主要是在中国的特殊性使得方壳必须要有。而在美国全力砸了四个电池软包工厂，这点还是很坚决的。

在这里比较有价值的如下图所示，在各方面的整包布置、冷却和无线连接兼容性。

由于设计开发的目标从原来的 50 个月缩短到 26 个月，到底后面能不能爆出来车型，还是很值得关注的，这里减少的是车型和工程开发，这两个环节被完全缩短了。

由于 GM 给电池定了非常低的价格预期，电芯要求在 100 美金每 Wh 以内，不知道在如今的电芯材料体系下是否能守得住。

由于这次电池的投资和上游，得到了美国官方的支持，因此在北美的转型和投入，还是非常顺畅的。

小结：真心希望 GM 能做出点气象来，单纯就目前看到的成组效率等等数据来看，只能说实现了当初的目标，和现在追求极致的中国卷王们相比，还是对自己不够狠。应该直接上软包 CTP 的。