Si General Motors desafía con éxito a Tesla por la supremacía de los vehículos eléctricos, la batalla comienza con una mejor tecnología de baterías. Investigación, prototipos y las pruebas se llevan a cabo aquí, en el Laboratorio Global Battery Systems Lab de la compañía, a 20 millas al norte de Detroit. Entrarán en nuevos vehículos eléctricos GM a fines de este año o en 2021, y las baterías tendrán su propio nombre: Ultium.
“Estamos tratando de desgastar las baterías [de prueba]”, dice Douglas Drauch, ingeniero principal en el laboratorio de baterías. GM tiene el laboratorio de pruebas de batería más grande de cualquier fabricante de automóviles en cualquier lugar. Este se ha ampliado a 100,000 pies cuadrados, del tamaño de un Home Depot o un gran Walmart, dentro del Centro de Ingeniería Estes en el Centro Técnico GM de 710 acres, que tiene 38 edificios. Diseñado en la década de 1950 por el arquitecto Eero Saarinen, la mayoría de los visitantes no podrán pasar los vestíbulos exteriores. De vez en cuando, GM trae editores y analistas, siempre que dejen atrás sus cámaras. (Las fotos aquí son de GM).
Agitadores y Cámaras Ambientales
GM está trabajando con LG Chem en una nueva generación de baterías y cajas de iones de litio, con nuevos módulos de batería. El primer diseño de batería EV, alrededor del año 2010, era una forma de T utilizada en el híbrido enchufable Chevrolet Volt. Ocupaba el espacio entre los asientos que habrían sido el túnel de transmisión, así como debajo del asiento trasero.
Con el Chevrolet Bolt EV, GM cambió a un paquete plano rectangular, o corte, que formaba la parte inferior del automóvil (adecuadamente protegido de los peligros de la carretera), con una protuberancia que se ajustaba debajo del asiento trasero. Internamente se llama BEV2 (foto principal) y tiene 288 celdas. En el Bolt EV, tenía un alcance de la EPA de 238 millas para los modelos 2017-2019; los ajustes lo llevaron hasta 259 millas para el Bolt 2020. El Bolt de próxima generación está programado para ser presentado en 2021 como un modelo 2022.
Batería de próxima generación: Ultium
El mes pasado, la CEO de GM, Mary Barra, presentó la última tecnología de baterías de iones de litio, le dio un nombre y dijo que utilizará una química patentada de iones de litio con bajo contenido de cobalto. “Nuestro equipo aceptó el desafío de transformar el desarrollo de productos en GM y posicionar a nuestra empresa para un futuro totalmente eléctrico”, dijo Barra. “Lo que hemos hecho es crear una estrategia de EV multimarca y multisegmento con economías de escala que compitan con nuestro negocio de camiones de tamaño completo con mucha menos complejidad e incluso más flexibilidad”.
El presidente de GM, Mark Reuss, agregó: “Miles de científicos, ingenieros y diseñadores de GM están trabajando para ejecutar una reinvención histórica de la compañía. Están a punto de ofrecer un negocio EV rentable que pueda satisfacer a millones de clientes “. Y GM dijo en un comunicado: “La estrategia [permite a GM] aumentar las ventas de vehículos eléctricos (EV) de la compañía de manera rápida, eficiente y rentable. … Permitirán que la compañía compita por casi todos los clientes en el mercado actual, ya sea que busquen transporte asequible, una experiencia de lujo, camiones de trabajo o una máquina de alto rendimiento “. (Hable sobre el día de bingo de palabra de moda).
La próxima batería de tercera generación, Ultium / BEV3, el tipo que ahora se está probando, también será una porción rectangular que puede ser más ancha y delgada para automóviles que no serán tan altos como el Bolt EV. Será modular, permitiendo seis, ocho, 10, 12 o 24 paquetes de celdas tipo bolsa que pueden empaquetarse vertical u horizontalmente. Algunas baterías BEV3 generarán 400 voltios y admitirán una carga rápida de 150 kW CC. Los paquetes más grandes de 800 voltios utilizarán cargadores de 350 kW y cargadores rápidos de CC. Los cargadores rápidos DC son para estaciones públicas; necesitaría 10-20 veces la potencia de una residencia típica para que la carga rápida funcione en su propio garaje. Para uso doméstico, querrá un cargador de nivel 2 de 240 voltios ($ 400- $ 600 más instalación); Como alternativa, una toma de corriente de 120 voltios se recargaría, pero podría llevar un día.
Agitadores y Cámaras Ambientales
El equipo de prueba, en su mayor parte, parece poco descriptivo: grandes gabinetes de metal azul con conductos para cables de alimentación o de datos que se extienden hasta el techo.
El laboratorio de baterías tiene 19 ciclos de batería de 600 kilovatios (600,000 vatios cada uno) programados para simular la conducción en ciudad y carretera, esperando en el tráfico en días calurosos, regenerando energía bajando colinas o frenando, y lidiando con potenciales sobrecargas de energía en la batería bajo pánico. frenado o una alta tracción instantánea si una llanta resbaladiza en el hielo de repente encuentra tracción en un parche seco. Si todos los ciclos de la batería están en uso, pueden consumir tanta energía como todos los residentes de Warren, una población de 135,000.
Hay otros gabinetes configurados como cámaras ambientales que pueden colocar las baterías en el desierto, una ciudad ártica (las temperaturas se pueden configurar a menos 90 grados Fahrenheit) o un clima monzónico.
Finalmente, hay tablas de agitación que emulan las carreteras cada vez más difíciles de la infraestructura de carreteras de los EE. UU.
También hay pruebas de cómo funcionan las baterías en una segunda vida: si están demasiado gastadas para usarse en un automóvil, aún son lo suficientemente buenas como para proporcionar energía de respaldo en un hogar o negocio.
Fabricación en Lordstown, Hamtramck
Todos los fabricantes de automóviles con bandera de los Estados Unidos critican a los políticos y sindicatos sobre las plantas cerradas y los trabajadores despedidos. En el caso de GM, la fabricación de EV y baterías traerá a GM de vuelta a una ciudad fabril y reutilizará una planta existente.
GM había cerrado la planta de Lordstown, Ohio, que había producido el ya desaparecido Chevrolet Cruze y empleaba a 4.000 trabajadores. Se vendió a Lordstown Motors, una startup que planea construir vehículos eléctricos allí, pero con menos trabajadores. El presidente Trump había criticado a GM por cerrarlo. Por separado, GM está convirtiendo la planta de Hamtramck en la frontera de Detroit en una instalación de ensamblaje solo para vehículos eléctricos. Había estado construyendo el Chevrolet Impala, posiblemente el mejor sedán grande que GM haya construido, pero los sedanes están en desuso, el viejo Impala estaba perdiendo ventas y la producción está terminando.
Jugando a ponerse al día con el ratón que rugió
Tiempo de verificación de la realidad: General Motors fue el mayor fabricante de automóviles del mundo durante gran parte del siglo XX. En la cima de su dominio del mercado, en 1962, GM tenía el 51 por ciento del mercado estadounidense. Avancemos rápidamente al siglo XXI, y solo fue del 17 por ciento en 2019. En los vehículos eléctricos, el general fue golpeado por Tesla en la última década. Como muestra el cuadro anterior, ni el híbrido enchufable Volt ni el Bolt EV totalmente eléctrico vendieron más de 25,000 unidades al año, mientras que cada año desde 2015 ha habido un modelo Tesla con al menos 50,000 ventas. El año pasado, el modelo mediano 3 superó el Bolt EV 10 a uno.
Esto solo muestra cómo el mercado de vehículos electrificados (PHEV y EV, pero no híbridos), aunque pequeño a menos del 2 por ciento de las ventas, ha seguido el camino de Tesla. Por lo tanto, la necesidad de GM de ponerse al día, incluida, especialmente, la tecnología de la batería. GM dice que las baterías Ultium y las arquitecturas de los vehículos permitirán rangos de hasta 400 millas, aceleración de 0-60 mph tan baja como 3.0 segundos y colocación del motor para tracción delantera, tracción trasera, tracción total o rendimiento en todas las ruedas. -conducciones arquitectónicas. GM dice que planea inicialmente 19 configuraciones de unidad de batería / unidad; en comparación, ahora tiene 550 configuraciones de tren motriz del motor de combustión.
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