General Motors(GM)正在美国密歇根州沃伦园区建设一座电芯开发中心,以加快电池研发并降低电动车成本。
据The Verge当地时间12日报道,该设施将主要用于验证实验室阶段开发的电芯能否导入量产,同时优化相关制造工艺。
GM表示,电池包约占电动车整车成本的30%至40%。公司希望通过提升电池开发效率和压缩成本,进一步增强入门级电动车的价格竞争力。当前,GM在美国电动车市场的销量仅次于Tesla,正加快推进低成本电池技术,以应对Tesla及中国电动车厂商带来的竞争压力。
据负责人Mo Gallegos介绍,该开发中心投资额约为9亿美元,总面积约46.5万平方米,最高产出规模约为4至5GWh。不过,该设施的重点并非大规模量产,而是进行制造工艺和质量验证。整体运营规模将低于量产工厂,主要用于测试并优化生产流程和制造方式。
该中心首个试产项目为富锰锂(LMR)方形电芯。GM计划于今年第四季度生产首批试验电芯,并在2028年启动量产。LMR是一种提高锰占比、同时减少钴和镍使用量的电池化学体系。此后,该中心还将验证面向储能系统(ESS)的钠离子方形电芯,GM目前正就此与技术初创公司Peak Energy合作。
按照GM的规划,电池开发流程将分为四个阶段:首先由Kettering研发研究所开发新的电池化学体系;其次,由2023年启用的Wallace电芯创新中心制作大尺寸原型电芯;第三步是在新开发中心利用真实生产设备进行工艺验证,每天生产数千个电芯;最后,再将技术和数据移交给与LG Energy Solution的合资公司Ultium Cells等量产合作方,导入大规模生产。
为进一步缩短开发周期,GM还引入了数字孪生和人工智能技术。GM负责全球虚拟工程推进的高管表示,公司会在实际设备运行前,先利用数字孪生对制造流程进行仿真;同时结合过去10年积累的电池数据,预测化学体系和工艺变化可能带来的影响,从而减少制作实体原型所需的时间。
负责人Te Yuni表示,GM已通过对浆料混合工序建模,将混合时间缩短至现有推荐工艺的一半。GM电池与可持续发展业务副总裁也表示,即便调整硅或钴含量,相关结果也可以在数天内完成仿真。GM的目标是将电池全流程开发时间压缩至目前水平的大约一半。
副总裁Kelty表示,从长期来看,GM希望大幅减少原型电芯及制造工艺所需的物理测试。通过构建覆盖研发、工艺验证到量产的内部闭环体系,公司希望加快下一代电池商业化进程,并进一步提升电动车的价格竞争力。