Як влаштована найбільша серед електромобілів батарея?

Розглянемо як влаштована та функціонує найбільша в промисловості автомобільна батарея на прикладі повнорозмірного пікапу Chevrolet Silverado EV. Він побудований на суто електричній платформі Ultium, та ділить її з найбільшими електромобілями сучасності, такими як Hummer EV та іншими «електричками» General Motors 

Великі позашляховики та пікапи по суті неефективні – через надмірну масу. Тому їм необхідна велика батарея, щоб мати пристойний запас ходу, через що Ford, Rivian і Tesla оснащують свої пікапи батареєю ємністю понад 100 кіловат-годин. Просто для того, щоб забезпечити своїм вантажівкам необхідний запас ходу, вантажопідйомність та буксирувальну здатність, необхідні для того, щоб конкурувати з аналогами з ДВЗ. А щоб стати кращим в цьому класі, потрібна ще більша батарея, якою й хизується новий Chevrolet Silverado EV 

Цікаво, що General Motors особливо не розповсюджується стосовно характеристик цього монструозного блоку, який використовується в далекобійних версіях своїх повнорозмірних електричних пікапів і в топовому Hummer EV. Але завдяки розмові з одним з головних архітекторів платформи Ultium, Джеррі Бімером, редактор InsideEVs Патрік Джордж дізнався багато важливого про її ємність, напругу та інші цікаві речі про батарею

Деякі факти про батарею платформи Ultium:

• Автомобіль – Chevrolet Silverado EV RST 2024
• Батарея NMC (Нікель-Марганець-Кобальт) номінальна напруга: 3,6 В – 3,7 В
• Форм-фактор комірки – мішечок 
• Ємність елемента 103Ач (~371 Вт-год)
• Загальна кількість модулів – 24
• Конфігурація модуля – 8S 3P
• Конфігурація блоку – 96S 6P
• Номінальна напруга блоку (3,6 В) – 345,6 В 
• Розрахункова ємність блоку (при номінальній напрузі) – 213,7 кВт-год
• Заявлена корисна ємність 204 кВт-год 

Так званий «літієвий матрац» GM, який знаходиться під підлогою всіх повнорозмірних електромобілів з архітектурою Ultium, яку американський автовиробник має на сьогоднішній день – з’єднує акумуляторні модулі паралельно. У таких автомобілях, як Cadillac Lyriq або Chevrolet Equinox EV, будівельні блоки Ultium з’єднані послідовно, а це означає, що напруга на клемах блоку повністю залежить від кількості модулів

Але пікап Silverado EV RST влаштований трохи інакше. Інвертори GM Ultium працюють при номінальній напрузі 350 В або менше, а це означає, що додавання більше 12 модулів вимагатиме паралельного з’єднання між ними. Вищий доступний струм забезпечує більший потенційний крутний момент під час руху, а також набагато швидшу зарядку, коли дві половини блоку з’єднані послідовно

Це одна з найцікавіших особливостей великої батареї Silverado EV: її здатність заряджатися при напрузі ~800 вольт, незважаючи на те, що вона працює від ~400 вольт, завдяки особливій конструкції батареї Split Back. Інтернет-коментатори критикують низьку напругу приводу GM, хоча багато Tesla все ще працюють на трохи нижчій напрузі, навіть електромобілі з новими батареями 4680. Великою перевагою високовольтної архітектури є заряджання, і батарея від GM платформи Ultium дозволяє це робити

Дві половини батареї можна з’єднати послідовно, коли автомобіль підключений до потужного зарядного пристрою, що забезпечує швидше заряджання. До речі, саме таким чином Tesla Cybertruck віддає енергію зарядним пристроям з нижчою напругою, оскільки його архітектура розрахована на 800 В

Silverado EV може, принаймні теоретично, заряджатися навіть швидше, ніж його номінальна потужність 350 кВт. General Motors не розкриває фактичний зарядний буфер на кожному елементі, тобто пікову напругу заряду на практиці, а без цього не можна розрахувати необхідний для цього струм. Однак навіть при піковій напрузі близько 800 В, це понад 400 ампер безперервного струму

Тут варто нагадати про перевагу використання двонапругових блоків, як це робить GM. Так, архітектура E-GMP на 800 В від Hyundai по праву отримала визнання за свої інноваційні функції, але ця платформа потребує потужний конвертер, щоб отримувати живлення від зарядних пристроїв з низькою напругою. У цій системі фактично використовуються самі обмотки електродвигуна як гігантський індуктор, тобто, такий електромотор має чотири фази. Система GM, що використовує контактори (потужні реле) для отримання вищої/нижчої зарядної напруги – це набагато елегантніша конструкція з багатьох точок зору, ніж рішення Hyundai. В принципі, у Tesla Cybertruck схоже рішення 

В будь-якому випадку, можна вивести теоретичну цифру імпульсної зарядки для Silverado EV, більш відому як пікове число рекуперативного гальмування, виходячи з продуктивності батареї Cadillac Lyriq, який має такуж платформу Ultium. Повнопривідний Lyriq з вдвічі меншою батареєю може регенерувати до 240 кВт. Тобто, електричний Silverado може компенсувати до 480 кВт завдяки рекуперації, принаймні, теоретично 

Наскільки масивна батарея ємністю 204 кВт-год – не повідомляється. Можна лише опосередковано оцінити, тоді отримаємо цифри біля 1300 кг, що можна порівняти з седаном гольф-класу. Тим не менш, таким пікапом можна живити чималий приватний будинок досить довгий час, що особливо актуально для України в ці складні часи. Нажаль, альтернативна енергетика у нас поки що не дуже розвинена, а основна майже повністю знищена окупантами. Подібних пікапів немає, та й життєвий рівень населення не дозволяє зробити подібні електромобілі масовим транспортом