Alles, was wir über die Ultium-Batterietechnologie von GM wissen

Jun 24, 2023

GMs kühnes Ziel, Tesla bis 2025 in den Schatten zu stellen, wird durch seine ultraflexible Ultium-Batterietechnologie vorangetrieben. Und das Potenzial dazu hat es auf jeden Fall.

General Motors ist einer der größten amerikanischen Automobilhersteller und hat große Pläne, das Rennen um Elektrofahrzeuge zu gewinnen. Tatsächlich ist die CEO von GM, Mary Barra, zuversichtlich, dass das Unternehmen Tesla bis 2025 beim Verkauf von Elektrofahrzeugen überholen wird. Dies mag wie eine kühne Behauptung erscheinen, wenn man bedenkt, dass Tesla nach dem Verkauf von 1,31 Millionen Einheiten (hauptsächlich Model 3 und Model Y) im Jahr 2020 einen Rekordumsatz meldete 2022 und 466.140 Elektrofahrzeuge im zweiten Quartal 2023. Im Vergleich dazu verkaufte GM im zweiten Quartal 2023 nur 15.652 Elektrofahrzeuge. Dies könnte jedoch aufgrund der EV-Strategie von GM möglich sein, die vorsieht, bis 2025 über 35 Milliarden US-Dollar in elektrische und autonome Fahrzeuge zu investieren 30 neue Elektrofahrzeuge weltweit bis zur Mitte des Jahrzehnts, Partnerschaft mit Honda, um Elektrofahrzeugtechnologie und -design und natürlich die einzigartige Ultium-Batterietechnologie zu teilen, um sich von der Konkurrenz abzuheben.

Es wäre nicht falsch zu sagen, dass GM stark auf seine Ultium-Batterietechnologie setzt. Schließlich plant der in Detroit ansässige Autohersteller, ab 2025 in Nordamerika jährlich eine Million Elektrofahrzeuge zu verkaufen, von denen die meisten die Ultium-Plattform nutzen werden. Dennoch geistert in vielen Köpfen eine Frage herum (als ob wir sie lesen könnten): Ist die Ultium-Batterietechnologie in der Lage, GM dabei zu helfen, Tesla zu überholen und sich sowohl gegen etablierte Automobilhersteller auf dem Elektrofahrzeugmarkt als auch gegen die unzähligen aufstrebenden Start-ups mit immensem Potenzial zu behaupten? Potenzial? Es ist eine Batterieschlägerei und der GM hofft, dass sein Ultium der ultimative Champion ist (Wortspiel natürlich beabsichtigt).

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GM begann bereits 2018 mit der Arbeit an der Ultium EV-Architektur, um eine superflexible Plattform mit einem modularen Batteriesystem zu schaffen, das nahezu jedes von GM hergestellte Fahrzeug antreiben kann. Die Ultium-Plattform umfasst neue Elektromotoren, Plattformen, Batteriedesigns und Software für die nächste Welle von Elektrofahrzeugen. Da es auf einer flexiblen Batteriearchitektur basiert, kann es GM dabei helfen, die Produktion von Elektrofahrzeugen für verschiedene Fahrzeugtypen (von alltäglichen Elektroautos bis hin zu schweren Nutzfahrzeugen) zu steigern. Mehrere vollelektrische Fahrzeuge werden auf der Ultium-Plattform basieren, darunter der GMC Hummer EV Pickup, der GMC Hummer EV SUV, der Chevy Blazer EV, der Chevy Equinox EV, der Cadillac Lyriq und der Chevy Silverado EV.

GM und LG haben sich in einem Joint Venture namens Ultium Cells LLC zusammengetan, um die Ultium-Batteriezellen zu entwickeln, mit Plänen zur Eröffnung von vier Batteriefabriken in den USA, während die erste Fabrik ihren Sitz in Ohio fand und Ultium Cells 2,3 Milliarden US-Dollar ausgibt, um ein weiteres Werk in der Nähe von GM zu bauen Im Montagewerk Spring Hill (wo der Autohersteller den Cadillac Lyriq EV montiert) haben beide Branchenriesen die Partnerschaft für ein viertes Batteriewerk gekündigt. GM sucht nun nach einem neuen Partner für den Bau des vierten Werks.

Und obwohl Ultium-Batterien zur Lithium-Ionen-Familie gehören, haben sie einen besonderen Vorteil. Eine chemische Mischung aus Nickel-Mangan-Kobalt-Aluminium hat GM dabei geholfen, den Kobaltverbrauch im Vergleich zu zahlreichen Wettbewerbern in der Welt der Elektrofahrzeuge um bemerkenswerte 70 Prozent zu senken. Allerdings gibt Tesla an, bereits damit begonnen zu haben, die Hälfte seiner neuen Elektrofahrzeuge mit kobaltfreien Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) auszustatten. Dennoch ist dies ein bedeutender Fortschritt, da die Nachfrage nach Kobalt in Elektrofahrzeugbatterien steigt und eine Angebotsknappheit droht. Es scheint, als hätte sich GM bereits auf das schlimmste Szenario vorbereitet.

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Die Ultium-Batterietechnologie von GM zeichnet sich durch ein modulares Design zur Optimierung der Energiedichte aus. Das Batteriemodul, das unter dem Boden der Elektrofahrzeuge der nächsten Generation von GM sitzen wird, besteht aus langen Pouch-Zellen, die gestapelt werden können, um den Bedarf des Fahrzeugs zu decken. Eine solche flexible Stapelung spart nicht nur Platz für die Batterie, sondern gibt den GM-Ingenieuren auch die Freiheit, die Energiedichte für eine größere Reichweite zu erhöhen, ohne sich mit dem Problem eines übermäßigen Gewichts auseinandersetzen zu müssen. Außerdem wirbt GM damit, dass eine einzelne großformatige 100-Ampere-Stunden-Ultium-Zelle mit der Leistung von 20 kleinen zylindrischen Dosenzellen mithalten kann, dem Typ, auf den viele Konkurrenten setzen.

GM plant in einem bahnbrechenden Schritt in der Elektrofahrzeugbranche den Einsatz vertikal gestapelter Zellen für seine vollelektrischen SUVs und Crossovers und den Einsatz horizontal gestapelter Zellen für Hochleistungsfahrzeuge. Der Autohersteller behauptet außerdem, dass seine Ultium-Batterien dank der Integration elektronischer Komponenten in die Module erhebliche Platzeinsparungen bieten können. Eine solche innovative Technik hat das Potenzial, bis zu 80 Prozent der Batterieverkabelung in konkurrierenden Elektrofahrzeugen zu reduzieren. Darüber hinaus sorgt das kompakte Design des Batteriemoduls, das strategisch unterhalb der zweiten Reihe platziert ist, für mehr Beinfreiheit und mehr Komfort für die Passagiere in der zweiten Reihe.

Am wichtigsten ist, dass die GM Ultium-Batterieoptionen von 50 kWh bis über 200 kWh reichen und eine Fahrstrecke von 300 Meilen oder mehr mit einer einzigen Ladung ermöglichen. Mit den Lithium-Metall-Batterien der zweiten Generation von GM könnte diese Reichweite 600 Meilen überschreiten. Die Ultium-Batteriepakete in den Elektrofahrzeugen und Crossover-SUVs von GM arbeiten mit 400 Volt und verfügen über eine Gleichstrom-Schnellladefähigkeit von bis zu 250 kW. Allerdings verbindet der Hummer EV zwei 400-Volt-Akkus, um ein 800-Volt-System nachzuahmen, das mit Laderaten von bis zu 350 kW laden kann. Besonders beeindruckt sind wir von der Reichweite, die die Ultium-Batterien bieten, wenn man bedenkt, dass sie weniger als 100 US-Dollar pro kWh kosten – ein Ziel, das die Elektrofahrzeugindustrie eifrig verfolgt. Erwähnenswert ist, dass der geschätzte durchschnittliche Batteriepreis für 2022 bei etwa 150 US-Dollar pro kWh lag. Der Autohersteller strebt ehrgeizig an, diese Kosten bis zur „Mitte bis Ende des Jahrzehnts“ weiter auf weniger als 70 US-Dollar pro kWh zu senken.

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GM hat sich zum Ziel gesetzt, Tesla im Wettlauf um den Elektrofahrzeugmarkt zu überholen, und setzt dabei stark auf seine innovative Batterietechnologie, die für die Ultium-Plattform von zentraler Bedeutung ist. Allerdings ist der Weg, der vor uns liegt, für den Detroiter Giganten eine Herausforderung, insbesondere da Tesla mit der eigenen Produktion der zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien des Typs 4680 begonnen hat. Darüber hinaus verlagert Tesla seine Produktionskapazität für Batteriezellen von der deutschen Gigafactory Berlin in die US-amerikanische Gigafactory Texas, um von der verfügbaren Batterieproduktionsgutschrift von 45 US-Dollar/kWh zu profitieren.

Allerdings scheint die GM-Ultium-Batterie aufgrund ihrer überlegenen Energiedichte, die eine längere Reichweite verspricht, einen Vorteil gegenüber Tesla zu haben. Ein typisches Beispiel: Der Chevrolet Silverado EV verspricht eine Reichweite von 450 Meilen. Dies scheint derzeit der Fall zu sein, da es keine klaren Informationen zum Erscheinungsdatum des Tesla Cybertruck gibt (der eine Reichweite von bis zu 500 Meilen bieten könnte). Vorerst könnte eine Batterie mit einer größeren Kapazität als die von Tesla GM langfristig den nachhaltigen Vorsprung verschaffen, den das Unternehmen anstrebt.

Darüber hinaus überwacht das innovative Batteriemanagementsystem von GM die Ultium-Batterie im Vergleich zu Tesla auf einer komplexeren Ebene. Während sich das Batteriemanagementsystem von Tesla auf das gesamte Batteriepaket konzentriert, konzentriert sich der Ansatz von GM auf einzelne Module. Dieser einzigartige Ansatz ermöglicht den schrittweisen Austausch der Batterie im Laufe der Zeit und vermeidet den kompletten Austausch vollständig. Darüber hinaus kann der Automobilhersteller neuere Batterietechnologien nahtlos in ältere Module integrieren. Mit anderen Worten: GM kann sicherstellen, dass der Batteriesatz über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs hält. Dies birgt erhebliches Potenzial, da die hohen Kosten für den Batteriewechsel, insbesondere bei Teslas, potenzielle Elektrofahrzeuganwender stark abschrecken. Außerdem würde niemand sein GM-Elektroauto wegen der hohen Kosten für den Austausch der Batterie in die Luft jagen, wie der Tesla-Besitzer, der sein Model S in die Luft jagte, als er mit 22.500 US-Dollar für den Austausch der Batterie konfrontiert wurde!

Als Autoliebhaber hat Abdullah eine große Leidenschaft für alles, was mit dem Automobil zu tun hat. Er verbringt einen Großteil seiner Zeit damit, verschiedene Automodelle, ihre Merkmale und Spezifikationen sowie die neuesten Entwicklungen in der Automobilindustrie zu recherchieren und kennenzulernen. In seiner Freizeit findet man ihn zusammengerollt mit einem guten Buch oder bei der Pflege seiner geliebten Katzen.