在北美市場,有兩個方向是通用汽車必須要考慮的,一個是中大型SUV和皮卡上怎么去競爭,一個是美式肌肉跑車怎么做電動化。這都是通用汽車的賺錢的車型,隨著特斯拉和福特、斯特蘭蒂斯(克萊斯勒品牌)紛紛進入這個領(lǐng)域,所謂投入電氣化,至少要在這些領(lǐng)域有好的設(shè)計。
▲圖1. 通用的電池系列除了常規(guī)的,還有矮電池和高電池
Part 1 通用的結(jié)構(gòu)化電池設(shè)計
在通用和福特的設(shè)計理念里面,結(jié)構(gòu)化電池,其實是從車身結(jié)構(gòu)上考慮的,設(shè)計核心就是在皮卡和SUV這種承載式車身里面去做一個設(shè)計。本質(zhì)這個和Rivian所提的滑板底盤是一碼事,我得強調(diào)下,現(xiàn)在美國在皮卡/SUV里面做的CTC和特斯拉做的CTC和中國創(chuàng)業(yè)企業(yè)包括寧德時代做的,幾個概念其實是不一致的。
備注:我想單獨拎出來這個概念,看看大家是怎么在一個概念里面,做自己想做的戰(zhàn)略意圖。
下面這個圖,是通用在設(shè)計展示的底盤設(shè)計,整個一體化確實體現(xiàn)在整車層面的,電池模塊給裝進去了,帶來的收益不是Z向的,這個電池的高度足夠厚了,大輪胎的SUV和皮卡根本不在意,加上悍馬EV還能通過主動懸掛升起來,它最大的收益是整體的皮實
▲圖2. 感受下北美工程設(shè)計出來的成品
在正常的乘用車設(shè)計里面,使用高強度的“井”字形框架結(jié)構(gòu),超高強度鋼占比37.5%,電池包內(nèi)的橫梁與上蓋總成側(cè)邊防護梁采用1500MPa超高強度鋼材,托盤總成采用10000MPa底部防護。
我一直覺得這些對普通乘用車來說有點過設(shè)計,但是在美式肌肉SUV和皮卡里面,不就是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計嘛。因此擴展到乘用車?yán)锩娴碾姵馗邚姸冉Y(jié)構(gòu),在乘用車?yán)锩婵赡苌杂悬c重,但是在美式的皮卡設(shè)計里面,這玩意就是全球設(shè)計第一款耐撞的電池。
▲圖3. 通用汽車的結(jié)構(gòu)化電池
在通用的考慮里面,這個類型的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計是特殊考慮的,結(jié)合高強度鋼的設(shè)計,打造了非常扎實的底盤,從結(jié)構(gòu)來看,電池包可不就是要做扎實一些。
▲圖4. 通用汽車的電池和車身匹配
所以電池里面就造的很強,采用高強度鋼的設(shè)計,其實開始就是從整車結(jié)構(gòu)的考慮。
▲圖5. 在傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)下的電池
下圖可不就是雙層鋼梁結(jié)構(gòu),鑄造了一個強度特別高的電池殼體,來應(yīng)對整個車身的需求。
▲圖6. 通用汽車的雙層電池
還有一個很有意思的地方,就是由于有了800V的充電需求,如前面所說的800V系統(tǒng)可以通過電壓配置來實現(xiàn)800V快充。
▲表1. 通用的皮卡配置都是400V
這里核心問題,還是400V充電的電流太大,所以采用800V串聯(lián)結(jié)構(gòu)去充電。
▲圖7. 800V快充的設(shè)計
我是覺得這是當(dāng)初規(guī)劃的時候,沒考慮好導(dǎo)致的。通用后期可能對這個部分需要進行調(diào)整,后面800V的SiC系統(tǒng)對于160kwh~200kwh有很好的節(jié)能效果,這么折騰還不如直接做高電壓的電池,這要這么為800V充電而去做高壓繼電器的配置。
Part 2 低頂矮電池設(shè)計
然后是這個低頂?shù)碾姵卦O(shè)計,我的理解這個和i4的想法差不多,所有矮電池設(shè)計,必然要考慮怎么兼顧能量。目前來看,矮電池的選擇要么類似這種軟包疊著放,要么用圓柱,或者用刀片來做CTC。
▲圖8. 軟包電池的豎放和疊放布置
下面這個包的設(shè)計,大概率是跑車的最終歸宿,反正量也不大,這么造沒問題。
▲圖9. 軟包電池的設(shè)計方向
小結(jié):
通用這家公司,從戰(zhàn)略上來看是非常優(yōu)秀的,但是確實在執(zhí)行層面,單純指望處在50-60的工程執(zhí)行層去做開創(chuàng)性的設(shè)計有點難,只能說是在努力Follow。寫到這里真的感懷,革新這個事情還是得要年輕人來做,老人家來幫忙,而不是老人家拿主意讓年輕人去填。