- 通用汽車は300,000種以上の電池設計を仮想テストし、迅速にプロジェクト承認段階に進んだ。
- 新プラットフォームのLMR電池技術は、より高いエネルギー密度を提供し、走行距離を向上させる。
- GMの電動駆動ユニットの部品数は40%減少し、製造コストの削減が見込まれる。
- デジタルシミュレーション技術により生産効率が向上し、電池パックの組立速度が30%向上する。
通用汽車 (GM) は、実体原型を建造する前に、300,000 種以上の電動車電池設計を仮想テストしたと発表した。これにより、同社はわずか1ヶ月で最初の電池パック概念から正式プロジェクト承認段階に進むことができた。この成果は、GM が第四世代電動車プラットフォームを開発する一環であり、同プラットフォームはより長い走行距離、低コストの製造、そしてシンプルな車両設計を提供することを目的としている。同社はコンピュータシミュレーションと新しいエンジニアリング手法を活用し、設計、製造、エンジニアリングチームが同時に作業できるようにしている。
GM は、この手法により従来の5年の車両開発時間を半分に短縮できると予測している。
新プラットフォームの中心には、富リチウムマンガン (LMR) 電池技術があり、GM はこの技術を高生産量の電動車向けに開発している。エンジニアたちは数百種類の電池設計を製造・実体テストするのではなく、コンピュータモデルを使って300,000種以上の可能な構成を評価し、その後にプロトタイプを製造した。GMによると、これによりエンジニアリングチームはわずか1ヶ月で初期のLMR電池パック概念から正式プロジェクト承認段階に進むことができた。これらの電池は、GMとLGエナジーソリューションの合弁企業であるUltium Cellsによって生産されるプリズム型電池を使用する。Ultium Cellsはテネシー州のスプリングヒルに位置している。
LMR電池技術の利点
GMは、そのLMR化学配合がリチウム鉄リン (LFP) 電池よりも33%高いエネルギー密度を提供することを目指している。LFPは広く使用されている低コストの代替品である。より高いエネルギー密度は、自動車メーカーが電池のサイズや重量を増やすことなく、より長い走行距離を実現する可能性がある。
GMは、第四世代電動車プラットフォームがLMR電池、改良された電動モーター、空気力学を組み合わせることで、1kWhあたりの走行距離が現在の車両より約20%向上すると見込んでいる。これらの改善は、今後のプラットフォームの目標であり、独立した検証済みの性能データではない。
電動駆動ユニット設計の改善
電池に加えて、GMは次世代電動車に使用されるモーター、電子機器、電気システムを再設計している。同社によると、新型電動駆動ユニットの部品数は40%減少し、より小型化・軽量化され、製造コストの削減が期待される。また、更新された電気アーキテクチャは、現在のGM電動車と比較して30%少ないケーブルと少ない制御モジュールを使用している。中央計算システムは、ソフトウェアの更新、エネルギー管理、Super Cruiseなどの運転支援機能をサポートするために、40倍の処理能力を提供することを目指している。
GMは、デジタルシミュレーションを車両製造にも拡張している。エンジニアは仮想モデルを利用して、組立プロセス、設備配置、潜在的な安全問題を確認し、その後に生産設備を設置することができる。製造が開始されると、GMのPlantBrAInシステムは工場現場の情報とコンピュータモデルを組み合わせて、生産方法の改善を見出す。自動車メーカーは、このような手法が電池パック組立施設の処理速度を30%向上させるのに役立ったと述べている。今後の車両は、組立プロセス中に電気接続をチェックできるようになり、最終的な電気検証ステップを省略する可能性がある。
GMは、第四世代電動車プラットフォームがいつ生産に入るかについて具体的に説明していない。同社は、これらの変更が電動車をより手頃な価格にし、開発と製造のペースを加速させることを目指していると述べている。
仮想テストが自動車開発プロセスを変える方法
通用汽車は、仮想テスト技術を活用して電動車の開発時間を大幅に短縮しており、これは急速に変化する市場環境において重要である。電動車の需要が高まる中、従来の開発プロセスでは市場の要求に応えることができなくなっている。GMの新しい手法は、設計効率を向上させるだけでなく、初期段階で潜在的な問題を発見し、リスクを低減することができる。この革新は、製品の競争力を高めるだけでなく、自動車業界全体の研究開発モデルを変える可能性があり、他の自動車メーカーもその後を追うことを促すだろう。