GM elektros ateitis priklauso nuo naujos baterijos ir šio pastato

Tarp architektūrinių įžymybių, esančių šalia Detroito esančio „General Motors“ išsidriekusio Warreno technologijų centro, yra naujas kertinis automobilių gamintojo 900 mln.

Neapsakoma 500 000 kvadratinių pėdų pora beveik baltų dėžučių, kuriose yra naujasis GM baterijų elementų kūrimo centras, gali atrodyti ne taip. Tačiau užrakintas viduje yra raktas į GM planą sumažinti savo elektromobilių kainą beveik 10%.

Tuo metu, kai kai kurios automobilių įmonės atsisako naudoti elektromobilius, naujasis GM baterijų elementų kūrimo centras yra iš naujo paleidžiamas. Ir tai, ką GM sakė „TechCrunch“, leis jai pateikti rinkai naują pigesnių baterijų paketą metais greičiau nei planuota.

GM nebuvo apsaugotas nuo negalavimo JAV elektromobilių rinkoje. Praėjusiais metais automobilių gamintojas pareikalavo 1,6 mlrd. Pranešama, kad ji taip pat laikinai atideda pilno dydžio elektromobilių sunkvežimių ir visureigių atnaujinimą.

Siekdamas sugrąžinti EV strategiją į vėžes, Kurtas Kelty, GM akumuliatorių ir tvarumo viceprezidentas, įmonės sėkmę remia nauja akumuliatorių chemija, žinoma kaip LMR. Kelty, anksčiau vadovavęs akumuliatorių technologijoms Tesloje, per dvejus darbo metus bendrovėje tai tapo savo išskirtiniu produktu.

„Tai tikrai bus mūsų duona ir sviestas“, – „TechCrunch“ sakė Kelty. „Tai bus pagrindinė mūsų produktų linija.

Akumuliatoriaus paleidimas iš naujo

GM sustabdęs elektromobilių diegimą atspindėjo platesnę JAV baterijų pramonę, kuri per pastaruosius porą dešimtmečių išaugo ir pradėjo veikti. Ankstyvieji startuoliai nepateisino savo pažadų, o pastaruoju metu intensyvi Kinijos įmonių konkurencija privertė automobilių gamintojus ir baterijų gamintojus permąstyti prieš penkerius metus sukurtus planus.

GM įmonėje šis slėgis sutrumpino Ultium, firminės baterijos platformos, kuri yra dabartinių elektromobilių pagrindas, tarnavimo laiką. Kaip ir daugelis pramonės atstovų, automobilių gamintojas labai lažinėjosi dėl brangios, bet galingos akumuliatorių chemijos, žinomos kaip NMC (nikelio-mangano-kobalto). Didėjančios medžiagų kainos ir Kinijos dominavimas svarbiausiose mineralinėse medžiagose lėmė, kad elektromobilių kainos yra didesnės nei tikėtasi. NMC neišnyks, bet GM jis bus skirtas tik aukščiausios klasės GM transporto priemonėms.

Vietoj to GM kuria LMR (turintis daug ličio mangano), kuris, anot jo, yra beveik toks pat energijos tankus kaip NMC, bet kaina panaši į pigesnes chemines medžiagas, tokias kaip LFP (ličio ir geležies fosfatas), kurios varo žemos klasės modelius, tokius kaip Chevrolet Bolt.

Kai praėjusiais metais GM pristatė LMR, ji teigė, kad tokiame sunkvežimyje kaip „Chevrolet Silverado EV“ naujoji chemija turėtų išlaikyti didžiąją dalį daugiau nei 400 mylių transporto priemonės atstumo, o išlaidas sumažinti mažiausiai 6 000 USD. Vidutinės klasės modelio atveju jis būtų mažesnis nei dujinės versijos.

Atrasti naują akumuliatoriaus chemiją yra vienas dalykas. Gigavatvalandžių vertės gamyba yra dar vienas dalykas, ypač tokiu tempu, kaip juda elektromobilių pramonė. Susidūrus su spaudimu iš automobilių gigantų, tokių kaip BYD, ir baterijų titanų, tokių kaip CATL, GM teigia norinti iki 2028 m. išleisti LMR transporto priemones. Jei nori pasiekti šį terminą, GM reikia, kad naujasis baterijų elementų kūrimo centras pristatytų darbą.

Naujasis pastatas yra GM baterijų strategijos kertinis akmuo. 2022 m. bendrovė atidarė savo Wallace baterijų elementų inovacijų centrą ir pirmąją gigafaktūrą. Trūko būdo sujungti Wallace proveržius su gamyklos aukštais Tenesyje ir Ohajo valstijoje.

BCDC, kaip viešai neatskleista informacija vadina įrenginį, yra kažkas panašaus į bandomąją liniją, bet didesnė. Kai jis visiškai veiks, jis galės pagaminti apie 2500 elementų per dieną arba apie pusę gigavatvalandės per metus. Šalia esančiame Wallace baterijų elementų tyrimų centre reikės baterijų, sukurtų mažomis partijomis – maždaug 30–50 per dieną – ir nustatyti, ar jos yra paruoštos gamybai.

Baterijos recepto įsisavinimas

Daugelis naujų baterijų receptų nepasiteisina, kai jie susukami iki komercinio masto, o įmonės neturi metų, kad išspręstų problemas. Remiantis McKinsey ataskaita, jei naujos cheminės medžiagos gamybos linijoje per 18 mėnesių negali pasiekti 85 % derliaus, ji neturėtų būti laikoma komerciškai perspektyvia.

Iššūkiai yra panašūs į receptą, skirtą keturių asmenų šeimai, ir jį padidinti iki vestuvių priėmimo su 400 svečių. Tai taip pat ne tik didžiulis gamyklos pralaidumas. Iš tyrimų centro išleidžiamos baterijos yra mažos monetos, tačiau EV pakuotėje esantys elementai labiau atrodo kaip maža pjaustymo lenta.

„Kai išmoksite gaminti receptą Wallace, turėsite išsiaiškinti, kaip tai padaryti dideliu kiekiu? Kelty pasakė. „Iš tos monetos elemento į didelį formatą jūs tikrai daug išmokstate, nes jis neperduoda tobulai.

BCDC siekiama, kad šis žingsnis būtų mažiau skausmingas.

Bandomasis paleidimas objekte kainuoja apie 200 000 USD, o tai yra daug mažiau nei viso dydžio Ultium gamykloje. Kelty sakė, kad kai BCDC komanda yra įsitikinusi, kad procesas baigtas, pereiti prie visos gamybos turėtų būti lengviau. „Įranga tarp jų yra beveik tokia pati, todėl perdavimas neturėtų būti toks sunkus.

BCDC yra viena ar dviem eilėmis mažesnė už 2,8 milijono kvadratinių pėdų Ultium baterijų gamyklą Tenesyje. Ultium gamykla pagamina apie 300 000 elementų per metus, arba 45 gigavatvalandžių vertės. BCDC turi mažiau gamybos linijų, sudaro apie šimtąją dalį elementų, o jo maišymo bakai, kuriuose maišomos baterijų medžiagos, talpina 40 litrų, o ne 2000. Nors ir mažesnis, BCDC vis tiek yra eilės tvarka didesnis nei šalia esantis Wallace centras.

„BCDC skirtas įveikti atotrūkį“, – „TechCrunch“ sakė GM BCDC vadovas Mo Gallegosas.

Kreipimasis į AI modelius

Siekdama dar labiau sumažinti išlaidas, GM stengėsi imituoti kuo daugiau procesų, naudodama įvairius AI modelius. Bendrovė daug investavo į skaičiavimo galią ir, nors niekas jos nenurodytų, man sakoma, kad tai „nacionalinio laboratorijos mastu“.

Automobilių gamintojas sukūrė fizikos modelius, kad imituotų, kaip chemijos ar gamybos proceso pakeitimai paveiks akumuliatoriaus elemento veikimą.

„Naudodami LMR, mes užregistravome daugiau nei 150 milijonų procesoriaus valandų“, – „TechCrunch“ sakė Radu Theyyunni, GM pasaulinės virtualios elektrifikacijos ir jėgos pavaros direktorius. „Dauguma variklio programų nenaudoja tiek daug pagrindinių valandų.

Taip pat yra skaitmeninis dvynys iš viso BCDC, įskaitant įrangos valdymo plokštes, laidus ir net maišymo bakų ašmenis. Prieš įkeliant koją į BCDC, komanda man padėjo užsidėti VR ausines ir pervedė mane per skaitmeninį dvynį, kur galėjau sekti gamybos liniją nuo pradžios iki pabaigos.

Įgijus BCDC formą, skaitmeninis dvynys buvo naudojamas įvairioms užduotims atlikti. Vienu atveju komanda naudojo jį, kad nustatytų, ar planuose liko pakankamai laisvos vietos, kad būtų galima atlikti reguliarias operacijas ir remontuoti įrangą. Kitu atveju jie imitavo įrangos valdymo sistemas, siekdami užtikrinti, kad viskas veiktų taip, kaip numatyta.

„Ar įranga veikia taip, kaip turėtų? Ar ji veikia saugiai? Ar ji daro viską, ką, mūsų manymu, atliks ši valdymo sistema? Tai sutrumpina mūsų derinimo ir įsibėgėjimo laiką”, – sakė Gallegosas. Iš viso GM teigia, kad modeliavimas sutaupė milijonus dolerių.

GM reikia viso greičio.

Nors pastaruoju metu JAV elektromobilių rinka sušvelnėjo, pasauliniu mastu ji pernai išaugo 20 proc. Kylanti didelių naftos kainų šmėkla kartu su mažėjančiomis baterijų kainomis rodo, kad perėjimas nuo iškastinio kuro įvyks ilgainiui, jei ne anksčiau.

Jei LMR bus pasiruošęs laiku, tai galėtų padėti GM pasiūlyti ekonomiškus, konkurencingus elektromobilius, kurių diapazonas yra pakankamas, kad nuramintų nerimą keliančius amerikiečius. Tačiau pirmiausia LMR turi praeiti per BCDC. „Gallegos“ tikisi, kad pirmosios partijos bus išleistos vėliau šiais metais.

Ateinantį dešimtmetį akumuliatorių kūrimas bus toks pat svarbus automobilių gamintojams, kaip ir variklių kūrimas praėjusį šimtmetį. GM EV ateitis priklauso nuo jos gebėjimo kurti naujas chemines medžiagas nuo mokslinių tyrimų ir plėtros iki gamybos.

Kelty mėgsta sakyti, kad GM kuria „tinkamą akumuliatorių tinkamam naudojimui“, galbūt pakartodamas seną įmonės šūkį „automobilį kiekvienai piniginei ir paskirčiai“.

LMR gali būti pirmasis BCDC bandymas, bet mažai tikėtina, kad tai bus paskutinis.