GM planea un regreso de vehículos eléctricos dentro de su laboratorio de baterías secreto

WARREN, Michigan - Si General Motors quiere desafiar con éxito a Tesla por la supremacía en vehículos eléctricos, la batalla comienza con una mejor tecnología de baterías. La investigación, la creación de prototipos y las pruebas se llevan a cabo aquí, en el Laboratorio Global de Sistemas de Baterías de la empresa, a 20 millas al norte de Detroit. Entrarán en nuevos vehículos eléctricos de GM a fines de este año o en 2021, y las baterías tendrán su propio nombre: Ultium.

'Estamos tratando de gastar las baterías (de prueba)', dice Douglas Drauch, ingeniero principal del laboratorio de baterías. GM tiene el laboratorio de pruebas de baterías más grande de todos los fabricantes de automóviles. Este se ha ampliado a 100.000 pies cuadrados, el tamaño de un Home Depot o un gran Walmart, dentro del Estes Engineering Center en el GM Technical Center de 710 acres, que tiene 38 edificios. Diseñado en la década de 1950 por el arquitecto Eero Saarinen, la mayoría de los visitantes no pasarán por los vestíbulos exteriores. De vez en cuando, GM trae editores y analistas, siempre que dejen atrás sus cámaras. (Las fotos aquí son de GM).

La cámara fría del Laboratorio de baterías de GM en Warren, Michigan, a 32 kilómetros al norte de Detroit.



Agitadores y cámaras ambientales

GM está trabajando con LG Chem en una nueva generación de baterías y carcasas de iones de litio, con nuevos módulos de batería. El primer diseño de batería de EV, alrededor de 2010, fue una forma de T utilizada en el híbrido enchufable Chevrolet Volt. Ocupó el espacio entre los asientos que habría sido el túnel de transmisión, así como debajo del asiento trasero.

Con el Chevrolet Bolt EV, GM cambió a un paquete plano rectangular, o rebanada, que formaba la parte inferior del automóvil (adecuadamente protegida de los peligros de la carretera), con un bulto que encajaba debajo del asiento trasero. Internamente se llama BEV2 (foto principal) y tiene 288 celdas. En el Bolt EV, tenía un rango EPA de 238 millas para los modelos 2017-2019; Los ajustes lo llevaron a 259 millas para el Bolt 2020. El Bolt de próxima generación está programado para su lanzamiento en 2021 como modelo 2022.

La nueva batería BEV3 o Ultium de GM. Puede dimensionarse de 50 a 200 kWh. GM dice que la empresa conjunta con LG Chem conducirá el costo por debajo de $ 100 / kWh

Batería de próxima generación: Ultium

El mes pasado, la directora ejecutiva de GM, Mary Barra, dio a conocer 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 vehículos eléctricos multimarca y multisegmento con economías de escala que compiten 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 empresa. Están en la cúspide de ofrecer un negocio de vehículos eléctricos rentable que pueda satisfacer a millones de clientes '. Y GM en un comunicado dijo: “La estrategia (permite a GM) aumentar las ventas de vehículos eléctricos (EV) de la empresa de manera rápida, eficiente y rentable. … Permitirán a la empresa competir por casi todos los clientes del mercado actual, ya sea que busquen un transporte asequible, una experiencia de lujo, camiones de trabajo o una máquina de alto rendimiento ”. (Habla sobre el día del bingo de palabras de moda).

La próxima batería de tercera generación, Ultium / BEV3, el tipo que se está probando ahora, también será una rebanada rectangular que puede ser más ancha y delgada para autos que no serán tan altos como el Bolt EV. Será modular, permitiendo seis, ocho, 10, 12 o 24 paquetes de celdas tipo bolsa que se pueden empaquetar vertical u horizontalmente. Algunas baterías BEV3 tendrán una salida de 400 voltios y admitirán una carga rápida de CC de 150 kW. Los paquetes más grandes de 800 voltios utilizarán cargadores de CC de 350 kW. Los cargadores rápidos de CC son para estaciones públicas; necesitaría de 10 a 20 veces la energía que entra en 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, un tomacorriente de 120 voltios se recargaría, pero podría llevar un día.

Ingenieros de GM con un paquete de baterías para el Chevrolet Volt, alrededor de 2010.

Agitadores y cámaras ambientales

El equipo de prueba, en su mayor parte, parece indescriptible: grandes gabinetes de metal azul con conductos para cables de alimentación o datos que se extienden hasta el techo.

El laboratorio de baterías tiene 19 cicladores de batería de 600 kilovatios (600,000 vatios cada uno) programados para simular la conducción en la ciudad y la carretera, esperando en el tráfico en días calurosos, regenerando energía bajando colinas o frenando, y lidiando con posibles subidas de energía de regreso a la batería bajo pánico. frenado o un tiro alto instantáneo si un neumático que patina sobre el hielo encuentra tracción repentinamente en un parche seco. Si todos los termocicladores están en uso, pueden consumir tanta energía como todos los residentes de Warren, 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 establecer tan bajas como menos 90 grados Fahrenheit) o ​​un clima monzónico.

Por último, hay mesas vibradoras que emulan las carreteras cada vez más accidentadas de la infraestructura de carreteras de EE. UU. O senderos todo terreno.

También hay pruebas sobre 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 una casa o negocio.

Un prototipo de Cadillac EV, el Lyric, que implementará la nueva arquitectura de vehículos eléctricos de GM. GM también anunció una colaboración con EVgo, ChargePoint y Greenlots 'para establecer la red colectiva de carga de vehículos eléctricos más grande de los Estados Unidos con acceso a más de 31,000 puertos de carga'. Debía haberse presentado el 2 de abril; que se pospuso debido a la pandemia de coronavirus.

Fabricación en Lordstown, Hamtramck

Todos los fabricantes de automóviles de bandera estadounidense critican a los políticos y sindicatos sobre las plantas cerradas y los trabajadores despedidos. En el caso de GM, la fabricación de vehículos eléctricos y baterías traerá a GM de regreso a una ciudad industrial y reutilizará una planta existente.

GM había cerrado la planta de Lordstown, Ohio, que había producido el ahora 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 otra parte, GM está convirtiendo la planta de Hamtramck en la frontera de Detroit en una instalación de ensamblaje exclusivamente para vehículos eléctricos. Había estado construyendo el Chevrolet Impala, posiblemente el mejor sedán grande jamás construido por GM, pero los sedanes están en desgracia, el Impala envejecido estaba perdiendo ventas y la producción está terminando.

En sus mejores años, ni el Chevrolet Volt híbrido enchufable ni el Bolt EV superaron las 25.000 ventas. Tesla Model S vendió más de 50.000 unidades en sus primeros tres años. El Model 3 promedió 150.000 ventas durante los últimos dos años.

Ponerse al día con el ratón que rugió

Es hora de comprobar 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. Avance rápido hasta el siglo XXI, y fue solo del 17 por ciento en 2019. En vehículos eléctricos, Tesla derrotó al General en la última década. Como muestra el gráfico anterior, ni el híbrido enchufable Volt ni el Bolt EV totalmente eléctrico vendieron más de 25,000 unidades al año, mientras que todos los años desde 2015 ha habido un modelo de Tesla con al menos 50,000 ventas. El año pasado, el Model 3 de tamaño mediano vendió más que el Bolt EV 10 a uno.

Esto solo muestra cómo el mercado de vehículos electrificados (PHEV y EV, pero no híbridos), aunque es pequeño con menos del 2 por ciento de las ventas, ha seguido el camino de Tesla. De ahí la necesidad de que GM se ponga al día, incluida, especialmente, la tecnología de baterías. GM dice que las baterías Ultium y las arquitecturas de los vehículos permitirán rangos de hasta 400 millas, aceleración de 0 a 60 mph en tan solo 3.0 segundos y ubicación del motor para tracción delantera, tracción trasera, tracción en las cuatro ruedas o rendimiento en las cuatro ruedas. -arquitecturas de impulsión. GM dice que planea inicialmente 19 configuraciones de batería / unidad de transmisión; en comparación, ahora tiene 550 configuraciones de motor de combustión.

La parrilla del GMC Hummer EV, programada para ser anunciada este año y salir a la venta en 2021 como modelo 2022 con hasta tres motores y 1,000 hp.

Carrera para entregar la primera camioneta eléctrica

Una de las razones por las que el laboratorio de baterías de GM es tan importante es que a GM le gustaría ser el primero, el mejor o ambos con una camioneta eléctrica. GM ha resucitado la placa de identificación del Hummer de 10 mpg que pisotea la tierra de principios de la década de 2000. Ahora, está en una camioneta pickup exclusivamente eléctrica de la marca GMC, con uno a tres motores y hasta 1,000 hp. Todas las fechas están sujetas a cambios, pero antes de que el mundo cambiara a raíz del coronavirus, parecía que el Hummer se iba a presentar esta primavera y se enviaría en 2021 como modelo 2022. En una reunión de analistas en febrero, el presidente de GM, Mark Reuss, insinuó que el Hummer podría ser el primero en comercializar.

Mientras tanto, hay muchos otros con planes de camionetas eléctricas, un mercado que actualmente tiene cero ventas:

  • Tesla Cybertruck es más conocido porque es un Tesla, que es el estándar de oro para los vehículos eléctricos que se venden, y Tesla últimamente ha estado cumpliendo con las fechas de envío planificadas. Se habla de que el diseño en forma de cuña necesitará un rediseño. Tesla dijo lo mismo en un anuncio del 1 de abril, que fue una noticia inquietante: ¿Fue esto una broma de April Fools? ¿Era necesario un rediseño y Tesla estaba usando la fecha como una doble falsificación? Por supuesto, tendrá que haber algunas modificaciones del diseño presentado el otoño pasado (en el que Elon Musk arrojó una bola de metal al inastillable y la ventana, por supuesto, rota) para cumplir con las normas de impacto de parachoques en todo el mundo.
  • Rivan R1T es la mitad de una empresa emergente (también hay un SUV R1S) que es muy apreciada, con 500 millones de dólares invertidos de Ford y un equipo de administración que es joven pero normal (a diferencia de algunas nuevas empresas tecnológicas). Amazon y otros también han invertido, y a principios de 2020 Rivian había recaudado $ 2.2 mil millones con un valor estimado de $ 5 mil millones o más. Los analistas creen que Rivian será un sobreviviente, en parte porque está otorgando licencias de su experiencia a otros, incluido Ford.
  • Ford F150 es la camioneta pickup más vendida, y la Serie F se acerca a 1 millón de ventas al año. En 2018, Ford dijo que llevaría al mercado 16 vehículos eléctricos de batería (que podrían ser híbridos), comenzando con un crossover totalmente eléctrico (el Mustang Mach-E). Ford inicialmente planeó un F150 híbrido, pero luego el año pasado dijo que sacaría un F150 totalmente eléctrico en 2022.
  • Bollinger B2 ha sido autofinanciado por el director ejecutivo Robert Bollinger. La compañía se mudó del norte del estado de Nueva York a Michigan y también planea un SUV, y se dice que las entregas iniciales serán en 2021. Tendrán un precio de alrededor de $ 125,000. Los prototipos han estado en exposiciones de automóviles durante un año.
  • Nikola Badger se anunció en febrero, pero como un concepto, es decir, una o dos etapas retiradas de la producción. Las especificaciones (a veces las especificaciones se pueden pronunciar 'promesas') requieren 300 millas con batería, 600 millas en total, incluida una celda de combustible de hidrógeno, un supercondensador para asistencia de lanzamiento y la capacidad de subir una pendiente de 50 grados (para los pocos conductores que no entraría en pánico al intentarlo). Nikola es más conocido por el semirremolque con litera de pila de combustible de hidrógeno en desarrollo.
  • Resistencia de motores de Lordstown (Ohio) se ha mostrado en video pero aún no se ha anunciado; que estaba programado para el Salón Internacional del Automóvil de Norteamérica (Detroit) ahora cancelado en junio.

Un Chevrolet Bolt EV en corte con el diseño actual de la batería BEV2. El Bolt de próxima generación se ha reiniciado para un anuncio y fecha de envío de 2021.

¿Qué tamaño tendrá el mercado de vehículos eléctricos?

En 2019, se vendieron alrededor de 3 millones de camionetas de 17 millones de vehículos. Nadie sabe el tamaño del mercado de camionetas EV inicialmente, o qué tan mal sufre el rango EV bajo una carga pesada (los propietarios de Tesla conocen tanques de rango cuando un Model S o Model X remolca un remolque), o si los compradores están dispuestos a pagar más para obtener las baterías grandes que permiten 300 a 400 millas de alcance en camionetas.

En cuanto al mercado de todos los vehículos enchufables (vehículos eléctricos de batería e híbridos enchufables), las cifras finales de ventas de vehículos ligeros en EE. UU. En 2019 ascienden a automóviles con motor de combustión únicamente, el 98,1 por ciento del mercado, los BEV y los PHEV el 1,9 por ciento.

Existe cierta esperanza, al menos entre los ambientalistas, de que los estadounidenses, a raíz de la desaceleración del coronavirus, apreciarán los cielos más limpios en las principales ciudades y adoptarán vehículos enchufables para mantener el aire limpio y limpio. La I + D de baterías de GM es para sus mercados mundiales, no solo para los EE. UU., Y puede encontrar más tracción fuera de los EE. UU. Dependiendo de cuántas personas y empresas tengan dinero para gastar en automóviles nuevos el próximo año.

En el lanzamiento de Ultium, GM citó a los pronosticadores que pidieron que los volúmenes de vehículos eléctricos se duplicaran entre 2025 y 2030 a 3 millones de unidades al año, uno de cada seis vehículos vendidos, y agregó su creencia de que las cifras podrían ser 'materialmente más altas'.

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