通用汽车斥巨资进军电池市场

1966年4月，一辆闪亮的白色雪佛兰英帕拉成为通用汽车在美国俄亥俄州洛兹敦新工厂装配线下线的第一辆汽车。在这一光辉开端之后，该地域履历了一段颇为曲折的汗青。这座蓝领小镇先后发生了1972年并不但彩的工人罢工、2009年通用汽车停业案，生产出一系列没有溅起太洪流花的小汽车，包罗雪佛兰维加（Vega）和骑士（Cavalier），之后，直到2010年雪佛兰科鲁兹诞生，成为小镇工业复兴的象征。

但这里很快又陷入了绝境，2019年通用汽车关闭了这家工厂。即便云云，痛楚也没有竣事。这座工厂成了特朗普总统的“政治皮球”，他力劝本地住民不要卖掉本身的房子，由于他答应会规复就业，然而厥后他却责怪通用汽车没有在工厂制造用于治疗新冠肺炎的呼吸机——而这家工厂早已不归通用汽车全部（当时，通用汽车已将这家退役的工厂卖给了洛兹敦汽车公司，一家高风险的电动卡车初创企业。）。

如今，九条命的洛兹敦即将得到另一个时机，有望在将来的汽车行业发挥紧张作用。它可否乐成取决于环球汽车行业代价数十亿美元的最大题目终极走向何方：通用汽车，或任何一家老牌汽车制造商，可否将本身酿成特斯拉的真正竞争对手？特斯拉的电动汽车及其天价股票主宰着电动汽车行业。要做到这一点，通用汽车必要更好、更强、更实惠的电池。这正是通用汽车Ultium项目诞生的缘故原由。

为了推行本身的答应，将工作岗位带回俄亥俄州东北部地域，通用汽车与韩国LG化学公司互助，开始在洛兹敦投资23亿美元制作一座电池工厂。这家名为“Ultium电池”的合资企业每年能生产至少30千兆瓦时的电池，比特斯拉在内华达州的超等工厂的生产本领高50%。23亿美元不是一个小数量，但仍旧只是投资的一小部门，2025年之前，通用汽车将在电动汽车和主动驾驶汽车范畴总计投入200亿美元，向通用汽车公司首席实行官玛丽 博拉（Mary Barra）所说的“全电动将来”迈进。

通用汽车的筹划是在将来5年内，每年为美国和中国用户生产100万辆电动汽车。第一款Ultium动力车型预计将于2021年末推出，是一款电动版GMC悍马皮卡，功率高达1000马力。悍马曾经是高油耗的代名词，而如今它的电动力传动体系和零尾气排放应该能符合任何硅谷鸡尾酒会的要求。

这款电动悍马将出自底特律一座耗资22亿美元翻新的电动汽车工厂，2023年，这家工厂将成为雪佛兰、凯迪拉克和别克等品牌旗下的20款新电动车型的先遣生产基地。同样筹划生产的另有科鲁兹Origin，这是通用汽车主动驾驶汽车子公司的一款共享主动驾驶电动汽车。固然，它们都必要电池组。

这座不停扩张的洛兹敦电池厂足以容纳30个足球场，通用汽车的目的是到2025年，年产2.5亿块Ultium电池。Ultium是大尺寸的袋装电池，与特斯拉和松下为电动汽车生产的圆柱形电池显着差别。

最初，特斯拉将8256个圆柱形“18650”电池（直径18毫米、长65毫米）装入100千瓦时的Model S轿车和Model X SUV中。同样的松下电池也应用在很多条记本电脑中，特斯拉只是对这些电池做了稍微改造，利用现成的电池是特斯拉创业战略的关键。究竟已证实这些电池可以或许可靠地饰演新的脚色，经多次充放电循环后能保持很好的状态。

为了供应最新的Model 3和Model Y，特斯拉的超等工厂开始生产能量密度更高的“2170”电池，它的容量比“18650”电池多出46%，但仍旧只比5号电池大一点。一辆75千瓦时的Model 3电池组配有4 416块如许的电池。

2020年9月，特斯拉公布筹划将转向更大的“4680”电池，它的能量将是它要代替的“2170”电池的5倍。而通用汽车正朝着这个方向迈出更大一步：它的每一块大容量电池的容量都是特斯拉“2170”电池的约20倍。

通用汽车的每一块大尺寸电池都包罗多个平面电极，电极浸没在聚合物电解液中并包裹在铝聚合物袋中。这些电池可以在垂直或程度方向扩展堆叠。根据车辆的差别，一个电池组可包罗6到24个模块，电量为50到200千瓦时。200千瓦时是现在全部量产电动汽车所能利用的最高程度，其存储容量是特斯拉最大电池组的2倍。

通用汽车的200千瓦时电池组为两模块串联，总电压为800伏，可在350千瓦下实现快速充电，在10分钟内规复续航里程160公里。这与业内充电速率最快的保时捷Taycan相称。单模块、400伏电池组可在200千瓦功率下稳固充电。（大多数特斯拉的超等充电都被限定在150千瓦。）无论设置怎样，通用汽车都将通过基于云的监控体系来跟踪其电池模块的性能。

对于这些即将上市的电池以及配套的奇妙架构，通用汽车称之为“BEV3”。与通用汽车现有的BEV2相比，BEV3有哪些上风呢？

以BEV2平台上的2020款博尔特两厢车为例。在我近来一周的测试中，博尔特搭载66千瓦时的平凡电池组，可将续航里程提拔至417公里，优于之前的383公里。这与尺度的特斯拉Model 3雷同——50千瓦时电池组到达354公里的续航里程。但特斯拉Model 3有75千瓦时的电池组，最长续航里程可到达531公里，其最省电的Model S可搭载100千瓦电池组，实现647公里的续航里程。要到达或逾越这些统计数字，通用汽车还要继承积极。

通用汽车电气化和电池体系环球总监蒂姆 格雷维（Tim Grewe）表现，Ultium 1.0电池的能量密度比博尔特高出60%。而这只是个开始。格雷维说：“博尔特的锂离子电池化学性子很好，但我们必须把它提拔到一个新程度。”

如许做必要一种专有的镍-钴-锰-铝化学反应，它能将正常所需的钴淘汰70%，这一点很紧张，由于钴是电池中最贵的元素，而且开采条件每每不敷人性。特斯拉也在朝着低钴阴极的方向发展，将来在中国生产的Model 3将接纳这种电池。这些电池不是圆柱形的，而是棱柱形的。但将利用铝合金外壳，而不是通用汽车利用的电池复合袋。这两种计划都是为了在给定的空间内实现能量最大化，不外现在袋式电池的封装服从依然为业界领先，到达90%到95%。

格雷维把锂离子电池的阴极形貌为电离子的“停车场”。但题目是：阴极的氧化物布局在颠末数千次充放电循环后会开始破坏。给阴极涂上铝可有用制止退化，给这个布局添加多少包层也可以到达这个结果，同时还可以进步热稳固性，“如许全部的‘停车位’都是开放的。”格雷维说。他确认，这些方法可使业界热议的“百万英里电池”近在咫尺，这种电池对于即将上市的主动驾驶电动汽车科鲁兹Origin尤其有代价。

这些Ultium 1.0电池对即将面世的悍马电动汽车非常关键，高配电动悍马有3台电动马达，可产生令人震动的1000马力。这款悍马联合了超快加快（百公里加快只需3秒钟）和超强的越野性能，而且一次充电可行驶约640公里。

通用汽车表现，纵然是公司最小款和经济实用型新型电动汽车（电池组只有50千瓦时，比现在的博尔特少了25%左右），其续航里程至少也将到达482公里。通用汽车高压电池组首席工程师安迪 欧里（Andy Oury）说：“假如新型电动汽车的续航里程打不到482公里，那你肯定有哪一步做错了。”

不外，续航里程和性能并非全部。代价才是关键。由于电池组太贵了，传统汽车制造商每卖出一辆电动汽车就要亏损数千美元。就连特斯拉微乎其微的利润也重要来自向竞争对手出售排放配额，而非贩卖汽车。

通用汽车信赖，Ultium项目将使电池本钱降至100美元/千瓦时以下，这是电池发展的圣杯，将加快实现电动汽车与化石燃料汽车代价划一的目的。但我们仍有很长的一段路要走：彭博新能源财经的分析师表现，自2010年以来，锂离子电池的代价大概已经下跌了87%，但2019年锂离子电池的代价仍旧到达156美元/千瓦时。

“我们还没有看到本钱曲线的底部。”格雷维说。公司高管估计，电池本钱均匀每年将降落4%，而能源密度上升的幅度也大抵雷同。通用汽车还大胆公布，它每卖出一辆搭载Ultium的电动汽车，公司都将实现红利。

通用汽车加快推出这些新型电动汽车的同时，还在积极开辟生产更好的电池，此中一些不含钴和镍。大概会出现性能更佳的电池。在2020年3月份的通用汽车电动汽车周上，记者们争先看到了11款即将上市的电动汽车，通用汽车还展示了一款在底特律郊区的技能中央制造的锂金属电池原型。这款锂金属电池的能量密度差不多是Ultium 1.0电池的2倍，它可以将续航里程进步到800公里乃至更多。但它可否在实际天下中可靠地工作，仍旧是一个大疑问。

仅靠好的电池并不能包管乐成。对于盼望将向电动汽车转型的通用汽车或任何其他制造商来说，他们还必要从计划到技能的各个方面举行研发，生产出人们真正想要的汽车。

雪佛兰博尔特是通用汽车在2016年朝这个方向迈出的坚固的第一步。但它出如今美国扬弃小型汽车转向SUV之际，博尔特从未真正盛行起来。因此，通用汽车一改博尔特的低调，转而接纳勃肯鞋式的方法，推出高调不羁的悍马皮卡（其次是SUV），将目的对准硅谷中为特斯拉原型车Cybertruck而疯狂的手中。通用汽车筹划继悍马之后推出近20款全电动车型，包罗凯迪拉克Lyriq SUV、凯迪拉克轿车、雪佛兰西尔维拉多皮卡，以及雪佛兰和别克的跨界车。

2019年，特斯拉交付了约3.67万辆汽车，在好年景里，通用汽车在环球贩卖了900万辆汽车。但是，假如只看电动汽车，环境就大不雷同了：在美国，通用汽车2019年仅售出1.64万辆博尔特，而特斯拉的全电动汽车系列吸引了22.3万名热心客户。通用汽车要想成为特斯拉的竞争对手，就必须使用其到达环球规模的资源和制造技能。

起首，通用汽车筹划实现“简朴化”。它的全系列BEV3产物，从粗笨的四驱皮卡到机动的前驱跨界车，电池和传动体系只有19种组合。相比之下，通用汽车的内燃机系列有550种组合。

欧里说，BEV3的共用拼图特性与Ultium模块化电池相联合，将低落本钱和复杂性。电池组的计划，包罗承重、防撞布局、冷却、大电流电路以及电子传感器，既优雅又节流空间。

我们举个例子来阐明简朴化有多么紧张。从前通用汽车电池组的冷却体系都极其复杂，此中一些是从氢燃料电池发展而来的。昂贵的一次性部件占据了大量空间，好比通用汽车现已停产的插电式混动车雪佛兰沃蓝达利用了150个散热片。从规模上说，这数百万个零部件无法用于通用汽车的任何其他车型，欧里说：“假如按10万辆汽车盘算，就相称于每年有1500万个散热片报废了。”

相比之下，Ultium电池模块集成了本身的热管理体系，“每个模块都有本身的可扩展冷却装置。”欧里说。一块带有导热粘合剂的铝板将电池毗连到高强度“冷钢板”上，袋式电池“像玉米卷饼一样被包裹起来”，省去了下法兰盘，可节流本钱和质量。

欧里说，大多数电动汽车的单一高度电池组必要在计划上做出妥协，而通用汽车通过程度或垂直放置电池，可以突破常见的限定。双栈模块电池组可用于重型卡车，细长垂直的电池模块在不占用车内搭客空间的环境下，可为低蓬汽车提拔续航间隔。

一些配备Ultium电池的电动汽车，仅后座脚下的空间就能放下22千瓦时的电池，这比插电混动雪佛兰沃蓝达的整个电池组容量都多。“我们称之为多高度电池组，这在大尺寸电池范畴是独一无二的。”欧里谈到这种“座位友爱型”的电池放置时说。

通用汽车斥资200亿美元开辟超等工厂，推出封装绝妙的电池组，以及一系列续航本领到达400英里的SUV和皮卡，无疑会引起特斯拉的留意。不外，鉴于通用汽车宣称将加快向可连续能源转型，这种竞争倒很大概是件功德。若果真云云，马斯克在这个假期应该会很高兴：通用汽车奉上了一份竞品大礼，包罗电池。

作者：Lawrence Ulrich