Todo lo que sabemos sobre la tecnología de baterías Ultium de GM

Jun 24, 2023

La audaz ambición de GM de eclipsar a Tesla para 2025 está impulsada por su tecnología de batería ultraflexible Ultium. Y ciertamente tiene el potencial para hacerlo.

General Motors es uno de los mayores fabricantes de automóviles estadounidenses y tiene grandes planes para ganar la carrera de vehículos eléctricos. De hecho, la directora ejecutiva de GM, Mary Barra, confía en que la compañía superará a Tesla en ventas de vehículos eléctricos para 2025. Esto podría parecer una afirmación audaz considerando que Tesla reportó ingresos récord después de vender 1,31 millones de unidades (principalmente Model 3 y Model Y) en 2022 y 466,140 vehículos eléctricos en el segundo trimestre de 2023. En comparación, GM vendió solo 15,652 vehículos eléctricos en el segundo trimestre de 2023. Pero esto podría ser posible gracias a la estrategia de vehículos eléctricos de GM, que incluye invertir más de $35 mil millones en vehículos eléctricos y autónomos para 2025, lanzando 30 nuevos vehículos eléctricos en todo el mundo para mediados de la década, asociándose con Honda para compartir tecnología y diseño de vehículos eléctricos y, por supuesto, la tecnología única de baterías Ultium para superar a los competidores.

No sería un error decir que GM confía en gran medida en su tecnología de baterías Ultium. Después de todo, el fabricante de automóviles con sede en Detroit planea vender 1 millón de vehículos eléctricos al año en América del Norte a partir de 2025, la mayoría de los cuales utilizará la plataforma Ultium. Sin embargo, una pregunta persiste en muchas mentes (como si pudiéramos leerlas): ¿Es la tecnología de baterías Ultium lo suficientemente capaz como para ayudar a GM a superar a Tesla y mantenerse firme frente a los actores automotrices establecidos en el mercado de vehículos eléctricos y a la miríada de nuevas empresas emergentes con inmensas empresas? ¿potencial? Es una pelea de baterías, y GM espera que su Ultium sea el campeón definitivo (juego de palabras, por supuesto).

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GM comenzó a trabajar en la arquitectura Ultium EV en 2018 para crear una plataforma súper flexible con un sistema de batería modular capaz de alimentar casi cualquier vehículo que produzca GM. La plataforma Ultium incluye nuevos motores eléctricos, plataformas, diseños de baterías y software para su próxima ola de vehículos eléctricos. Dado que se basa en una arquitectura de batería flexible, puede ayudar a GM a aumentar la producción de vehículos eléctricos en diferentes tipos de vehículos (desde autos eléctricos cotidianos hasta vehículos comerciales pesados). Varios vehículos totalmente eléctricos se basarán en la plataforma Ultium, como la camioneta GMC Hummer EV, el SUV GMC Hummer EV, el Chevy Blazer EV, el Chevy Equinox EV, el Cadillac Lyriq y el Chevy Silverado EV.

GM y LG se asociaron en una empresa conjunta llamada Ultium Cells LLC para desarrollar las celdas de batería Ultium con planes de abrir cuatro fábricas de baterías en los EE. UU., mientras que la primera fábrica encontró su hogar en Ohio y Ultium Cells está gastando $2.3 mil millones para construir otra planta cerca de GM. En la planta de ensamblaje de Spring Hill (donde el fabricante de automóviles ensambla el Cadillac Lyriq EV), ambos gigantes en sus respectivas industrias han cancelado la asociación para una cuarta planta de baterías. GM está buscando ahora un nuevo socio para construir la cuarta planta.

Y aunque las baterías Ultium pertenecen a la familia de iones de litio, tienen una ventaja distintiva. Una mezcla química de níquel-manganeso-cobalto-aluminio ha ayudado a GM a reducir el uso de cobalto en un notable 70 por ciento en comparación con numerosos competidores en el mundo de los vehículos eléctricos. Sin embargo, Tesla afirma que ya ha comenzado a equipar la mitad de sus nuevos vehículos eléctricos con baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) sin cobalto. Sin embargo, se trata de un avance significativo, ya que la demanda de cobalto en las baterías de vehículos eléctricos está aumentando y se avecina una escasez de suministro. Parece que GM ya se ha preparado para el peor escenario posible.

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La tecnología de batería Ultium de GM cuenta con un diseño modular para optimizar la densidad de energía. El módulo de batería que se ubicará debajo del piso de los vehículos eléctricos de próxima generación de GM está compuesto por celdas de bolsa larga que se pueden apilar para satisfacer la demanda del vehículo. Este apilamiento flexible no sólo conserva el espacio de la batería sino que otorga a los ingenieros de GM la libertad de amplificar la densidad de energía para mejorar el rango de conducción sin enfrentar el problema del peso excesivo. Además, GM promociona que una sola celda Ultium de gran formato de 100 amperios-hora puede rivalizar con la producción de 20 celdas cilíndricas pequeñas, el tipo en el que confían muchos competidores.

En un movimiento pionero dentro de la industria de los vehículos eléctricos, GM planea emplear celdas apiladas verticalmente para sus SUV y crossovers totalmente eléctricos, mientras adopta celdas apiladas horizontalmente para vehículos de alto rendimiento. El fabricante de automóviles también afirma que sus baterías Ultium pueden ofrecer importantes ahorros de espacio gracias a la integración de componentes electrónicos dentro de los módulos. Esta ingeniería innovadora tiene el potencial de reducir hasta el 80 por ciento del cableado del paquete de baterías que se encuentra en los vehículos eléctricos de la competencia. Además, el diseño compacto del módulo de batería, estratégicamente ubicado debajo de la segunda fila, garantizará mayor espacio para las piernas y mayor comodidad para los pasajeros de la segunda fila.

Lo más importante es que las opciones de batería GM Ultium van desde 50 kWh hasta más de 200 kWh, lo que permite una distancia de conducción de 300 millas o más con una sola carga. Este alcance podría exceder las 600 millas con las baterías de litio-metal de segunda generación de GM. Los paquetes de baterías Ultium en los vehículos eléctricos y SUV crossover de GM funcionan a 400 voltios y cuentan con capacidades de carga rápida de CC de hasta 250 kW. Sin embargo, el Hummer EV conecta dos paquetes de 400 voltios para imitar un sistema de 800 voltios, que puede cargar a velocidades de hasta 350 kW. Estamos especialmente impresionados por la autonomía que ofrecen las baterías Ultium, dado su coste de menos de 100 dólares por kWh, un objetivo que la industria de los vehículos eléctricos ha estado persiguiendo con avidez. Vale la pena mencionar que el precio promedio estimado de la batería para 2022 rondaba los 150 dólares por kWh. Ambiciosamente, el fabricante de automóviles pretende reducir aún más este costo a menos de 70 dólares por kWh para "mediados o finales de la década".

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GM tiene como objetivo superar a Tesla en la carrera por el mercado de vehículos eléctricos, apostando en gran medida por su innovadora tecnología de baterías, fundamental para la plataforma Ultium. Sin embargo, el camino por delante es desafiante para el gigante de Detroit, especialmente porque Tesla ha comenzado su propia producción de baterías cilíndricas de iones de litio tipo 4680. Además, Tesla está transfiriendo su capacidad de producción de celdas de batería de la Gigafactory Berlín de Alemania a la Gigafactory Texas de Estados Unidos, con el objetivo de capitalizar el crédito de producción de baterías de 45 dólares/kWh disponible.

Dicho esto, la batería GM Ultium parece tener una ventaja sobre Tesla debido a su densidad de energía superior, que promete una mayor autonomía. Por ejemplo, la Chevrolet Silverado EV promete una autonomía de 450 millas. Ese parece ser el caso por ahora, ya que no hay información clara sobre la fecha de lanzamiento del Tesla Cybertruck (que podría ofrecer un alcance de hasta 500 millas). Por el momento, una batería con una capacidad mayor que la de Tesla podría proporcionar a GM la ventaja sostenida que busca a largo plazo.

Además, el innovador sistema de gestión de baterías de GM supervisa la batería Ultium a un nivel más complejo en comparación con Tesla. Mientras que el sistema de gestión de baterías de Tesla se centra en todo el paquete de baterías, el enfoque de GM se centra en módulos individuales. Este enfoque único permite reemplazos de baterías segmentales a lo largo del tiempo, evitando por completo el reemplazo del paquete completo. Además, el fabricante de automóviles puede integrar perfectamente la tecnología de baterías más nueva con módulos más antiguos. En otras palabras, GM puede garantizar que la batería dure toda la vida útil del vehículo. Esto tiene un potencial significativo, ya que el alto costo del reemplazo de la batería, especialmente para los Tesla, es un importante elemento disuasorio para los posibles usuarios de vehículos eléctricos. Además, nadie haría estallar su automóvil eléctrico GM debido al alto costo de reemplazar la batería, como el propietario de un Tesla que hizo estallar su Model S cuando se enfrentó a un costo de reemplazo de batería de $22,500.

Como entusiasta de los automóviles, Abdullah siente una profunda pasión por todo lo relacionado con la automoción. Dedica gran parte de su tiempo a investigar y aprender sobre diferentes modelos de automóviles, sus características y especificaciones, y los últimos avances en la industria automotriz. En su tiempo libre, se le puede encontrar acurrucado con un buen libro o cuidando a sus amados gatos.