- InsideEVs US intervista Jerry Beemer, capo del dipartimento EV Propulsion. Vediamo com’è fatta la piattaforma elettrica del gruppo
- Una base comune
- Dalle celle ai moduli, dai moduli al pacco batteria
- Un’architettura ancora a 400 volt
- Una ricarica fino a 190 kW
- Ci sono ancora margini
- A proposito di GM
GM Ultium
InsideEVs US intervista Jerry Beemer, capo del dipartimento EV Propulsion. Vediamo com’è fatta la piattaforma elettrica del gruppo
La Cadillac Lyriq è uno dei primi modelli a utilizzare la piattaforma Ultium di General Motors. Questo sistema di trasmissione è ora alla base di tutti i veicoli elettrici attuali (e futuri), a eccezione della Chevy Bolt EV.
Il sistema Ultium, quindi, è in un certo senso il centro a cui ruota tutto il processo con cui la Casa americana sta affrontando la transizione ecologica. InsideEVs US ha quindi intervistato Jerry Beemer, che dirige il team “EV Propulsion” di GM per capire nel dettaglio come funziona questa tecnologia.
Una base comune
Partiamo dai dati della Cadillac Lyriq, che già ci fornisce una serie di indicazioni di base sulla batteria che usa, per esempio, celle a sacchetto da 103 Ah ciascuna (in kWh fa 0,372). Hanno chimica NMC, con 3,6-3,7 volt nominali. Il pacco da 102 kWh del SUV americano dispone di 12 moduli, con una tensione nominale di circa 345 volt, ma il sistema è altamente modulabile.
| 2024 Cadillac Lyriq AWD | |
| Chimica della batteria | NMC (3,6V – 3,7V nominali) |
| Fattore di forma delle celle | Sacchetto |
| Capacità della cella | 103Ah (~371Wh) |
| Numero totale di moduli | 12 |
| Configurazione dei moduli (serie, parallelo) | 8S 3P |
| Configurazione del pacchetto | 96S 3P |
| Tensione nominale del pacco | ~345V |
| Capacità calcolata del pacco | ~106,79 kWh |
| Capacità ufficiale del pacco utilizzabile | 102 kWh |
Celle della batteria Ultium da 103 Ah di GM
Non è chiaro se queste celle avranno la stessa forma delle attuali celle Ultium, ma Beemer ha detto che la cella in sé non è fondamentale per la piattaforma. “In Cina, per esempio, vendiamo le Lyriq con una batteria basata su moduli come quella attuale, ma con una chimica diversa e celle prismatiche di diverse dimensioni”, ha affermato.
In altre parole, sono altri gli elementi chiave che rendono la piattaforma Ultium quello che è. Ci si riferisce al sistema di gestione delle batterie, alla costruzione dei pacchi incentrata sui moduli e ad altri dettagli, come il modo in cui l’elettronica di potenza comunica tra di loro. Il sistema non è definito dalla cella da 103 Ah che la maggior parte degli EV nordamericani di GM utilizza.
Dalle celle ai moduli, dai moduli al pacco batteria
A proposito di queste celle, in ciascun modulo della Lyriq ce ne sono inserite 24, per una tensione nominale del modulo di circa 29V. Ogni modulo è collegato in serie per ottenere la configurazione del pacco Lyriq. Questo dettaglio smentisce la fiducia di GM nella sua architettura a bassa tensione. Per aumentare il voltaggio sarebbe necessaria una rielaborazione della costruzione dei moduli. Per questo motivo, i veicoli che montano meno moduli del Lyriq probabilmente funzioneranno a una tensione inferiore.
Il pacco batterie dell’Hummer EV
Un’architettura ancora a 400 volt
Per quanto riguarda l’alimentazione della trasmissione con una tensione superiore, Beemer ha detto che la casa automobilistica “ha preso in considerazione 800 volt”. Tuttavia, GM non ritiene che tensioni di trasmissione più elevate siano un elemento chiave del puzzle, almeno per il momento. “Non dico che non ci arriveremo mai – ha detto Beemer – ma le priorità sono altre. Prima di tutto, la riduzione dei costi attraverso l’aumento dei volumi di produzione”.
È chiaro che la tensione più bassa non influisce sui tassi di scarica del sistema. La batteria dell’Hummer, pur funzionando a 400 V, può ancora fornire una potenza di 745 kilowatt (1.000 cavalli). La Lyriq AWD con la metà dei moduli può logicamente fornire una potenza di picco di circa 373 kW (500 CV).
Una ricarica fino a 190 kW
La Lyriq può caricare in corrente continua a 190 kW. Calcolare la tensione di carica di picco è difficile perché GM è comprensibilmente cauta nel rivelare il buffer di tensione di carica e scarica delle celle Ultium. Altre case automobilistiche che sviluppano pacchi batteria vorrebbero sapere questo tipo di informazioni.
In termini di ricarica durante la frenata rigenerativa, la Lyriq può raccogliere fino a 240 kW, il che dimostra la fiducia che GM ripone nel sistema. Se i tecnici avessero avuto un approccio più conservativo, non avremmo visto valori di frenata rigenerativa molto più alti del tasso di carica continua del pacco.
Ci sono ancora margini
Sarà interessante vedere dove GM porterà questi tassi di carica/scarica nella Lyriq V, che è una versione ad alte prestazioni dell’auto. Probabilmente spingerà questi limiti di carica/scarica ancora più in alto, forse senza cambiare la cella principale.
A tal proposito, Beemer ha dichiarato che la casa automobilistica “non ha ancora realizzato il pieno potenziale” dell’unità. Nel caso di GM, ciò significa intuire la fisica di ciò che dovrebbe accadere alla cella/modulo/pacchetto in determinate condizioni e correlare tali informazioni ai dati dei test. “La maggior parte del nostro lavoro è analitico e poi supportato da alcuni test chiave che lo convalidano”, ha detto Beemer.
Così, mentre GM applica la cella da 103 Ah alla maggior parte dei suoi veicoli elettrici, i dati dei test potrebbero indicare che sono possibili configurazioni diverse. “Man mano che ci si addentra nell’elettrificazione – ha concluso Beemer -, possiamo aspettarci che venga sbloccato più potenziale da un qualsiasi elemento delle celle che sarà sottoposto a migliorie. Qualsiasi fattore di forma sembri ideale, che si tratti di celle a sacchetto, cilindriche o prismatiche, sarà preso in considerazione”.
Di nuovo, si conferma che la piattaforma Ultium si basa su alcune tecnologie fondamentali, ma le celle non sono un’elemento sul quale non si potrà mettere mano.
