- General Motors hat über 300.000 Batteriedesigns virtuell getestet und ist schnell in die Projektgenehmigungsphase eingetreten.
- Die LMR-Batterietechnologie der neuen Plattform bietet eine höhere Energiedichte und verbessert die Reichweite.
- Die Anzahl der Teile der elektrischen Antriebseinheit von GM wurde um 40 % reduziert, was voraussichtlich die Herstellungskosten senken wird.
- Digitale Simulationstechnologien erhöhen die Produktionseffizienz und unterstützen eine 30%ige Steigerung der Geschwindigkeit bei der Batteriemodulmontage.
General Motors (GM) hat bekannt gegeben, dass das Unternehmen vor der Herstellung physischer Prototypen über 300.000 Designs für Elektrofahrzeugbatterien virtuell getestet hat. Dies half dem amerikanischen Automobilhersteller, innerhalb eines Monats von dem ersten Konzept für ein Batteriemodul in die Phase der offiziellen Projektgenehmigung überzugehen. Dieser Erfolg ist Teil von GMs Entwicklung seiner vierten Generation von Elektrofahrzeugplattformen, die darauf abzielt, eine längere Reichweite, niedrigere Herstellungskosten und einfachere Fahrzeugdesigns zu bieten. Das Unternehmen nutzt Computersimulationen und neue Ingenieurmethoden, die es den Design-, Fertigungs- und Ingenieurteams ermöglichen, gleichzeitig zu arbeiten, anstatt ihre Aufgaben nacheinander zu erledigen.
GM erwartet, dass diese Methode die traditionelle Entwicklungszeit für Fahrzeuge von fünf Jahren auf die Hälfte verkürzt.
Im Zentrum der neuen Plattform steht die Lithium-Mangan-Rich (LMR) Batterietechnologie, die GM für seine hochvolumigen Elektrofahrzeuge entwickelt. Die Ingenieure haben nicht Hunderte von Batteriedesigns hergestellt und physisch getestet, sondern über 300.000 mögliche Konfigurationen mithilfe von Computermodellen bewertet, bevor sie Prototypen produzierten. Laut GM hat dies dem Ingenieurteam geholfen, innerhalb eines Monats von dem vorläufigen Konzept für das LMR-Batteriemodul in die Phase der offiziellen Projektgenehmigung überzugehen. Diese Batterien werden zylindrische Zellen verwenden, die von Ultium Cells produziert werden, einem Joint Venture von GM und LG Energy Solution, das sich in Spring Hill, Tennessee, befindet.
Vorteile der LMR-Batterietechnologie
GM gibt an, dass seine LMR-Chemie eine um 33 % höhere Energiedichte als Lithium-Eisenphosphat (LFP) Batterien bieten soll, die eine weit verbreitete, kostengünstige Alternative darstellen. Eine höhere Energiedichte könnte es Automobilherstellern ermöglichen, eine längere Reichweite zu erzielen, ohne die Größe oder das Gewicht der Batterien zu erhöhen.
GM schätzt, dass die vierte Generation seiner Elektrofahrzeugplattform in Kombination mit LMR-Batterien, verbesserten Elektromotoren und Aerodynamik die Reichweite pro Kilowattstunde um etwa 20 % im Vergleich zu aktuellen Fahrzeugen erhöhen wird. Diese Verbesserungen sind jedoch nach wie vor Ziele der bevorstehenden Plattform und keine unabhängig verifizierten Leistungsdaten.
Verbesserungen im Design der elektrischen Antriebseinheit
Neben den Batterien überarbeitet GM auch die Motoren, Elektronik und elektrischen Systeme, die in seinen nächsten Elektrofahrzeugen verwendet werden. Das Unternehmen berichtet, dass die Anzahl der Teile der neuen elektrischen Antriebseinheit um 40 % reduziert wurde, wodurch sie kleiner und leichter wird und gleichzeitig die Herstellungskosten senken könnte. Die aktualisierte elektrische Architektur verwendet auch 30 % weniger Kabel und weniger Steuergeräte im Vergleich zu aktuellen GM-Elektrofahrzeugen. Das zentrale Computersystem soll eine 40-fache Verarbeitungsleistung bieten und Software-Updates, Energiemanagement und Fahrassistenzfunktionen wie Super Cruise unterstützen.
GM erweitert auch die digitale Simulation auf die Fahrzeugproduktion. Ingenieure können virtuelle Modelle nutzen, um Montageverfahren, Geräteanordnungen und potenzielle Sicherheitsprobleme zu überprüfen, bevor Produktionsanlagen installiert werden. Sobald die Herstellung beginnt, wird GMs PlantBrAIn-System Informationen aus der Fabrik mit Computermodellen kombinieren, um Verbesserungsmöglichkeiten in der Produktion zu identifizieren. Der Automobilhersteller gibt an, dass ähnliche Methoden bereits dazu beigetragen haben, die Bearbeitungsgeschwindigkeit in seinen Batteriemodulmontageanlagen um 30 % zu erhöhen. Zukünftige Fahrzeuge werden auch in der Lage sein, ihre elektrischen Verbindungen während des Montageprozesses zu überprüfen, was möglicherweise den letzten Schritt der elektrischen Validierung überflüssig macht.
GM hat noch nicht konkretisiert, wann die vierte Generation seiner Elektrofahrzeugplattform in die Produktion gehen wird. Das Unternehmen erklärt, dass diese Änderungen darauf abzielen, Elektrofahrzeuge erschwinglicher zu machen und gleichzeitig die Entwicklungs- und Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Wie virtuelle Tests den Automobilentwicklungsprozess verändern
General Motors nutzt virtuelle Testtechnologien, um die Entwicklungszeit für Elektrofahrzeuge erheblich zu verkürzen, was in einem sich schnell verändernden Marktumfeld von entscheidender Bedeutung ist. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen kann der traditionelle Entwicklungsprozess den Marktanforderungen nicht mehr gerecht werden. GMs neue Methode verbessert nicht nur die Effizienz des Designs, sondern ermöglicht auch die frühzeitige Identifizierung potenzieller Probleme, wodurch Risiken gesenkt werden. Diese Innovation erhöht nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte, sondern könnte auch das gesamte Forschungs- und Entwicklungsmodell der Automobilindustrie verändern und andere Automobilhersteller dazu anregen, GMs Beispiel zu folgen.