De EV’s van GM moeten met 20 procent minder accu toch even ver kunnen rijden
Nieuwe LMR-accu moet hoge energiedichtheid betaalbaar maken
Bij de ontwikkeling van zijn vierde generatie EV-platform bekijkt General Motors de accu, aandrijving, carrosserie en elektronica als één geheel. Minder gewicht kan het energieverbruik verlagen, waardoor een kleiner accupakket volstaat. Die samenhang staat centraal in de plannen die GM eind vorige week presenteerde.
Het platform is vooral bedoeld voor modellen waarvan het concern grote aantallen wil verkopen, waaronder elektrische cross-overs. De fabrikant verwacht daarmee zowel de efficiëntie als de productiekosten aanzienlijk te kunnen verbeteren. Hoewel de EV’s van GM alleen in kleine aantallen in Europa zullen komen – in principe alleen onder het merk Cadillac – is het nieuws van GM interessant genoeg om er de nodige aandacht aan te besteden.
Wat GM wil verbeteren
- Ongeveer een vijfde minder accucapaciteit bij een vergelijkbare actieradius, dankzij een lager energieverbruik.
- Ongeveer 15 procent minder voertuiggewicht en een 25 procent lagere luchtweerstandscoëfficiënt.
- Nieuwe LMR-accucellen met volgens GM 33 procent hogere energiedichtheid dan LFP, tegen vergelijkbare kosten.
- Compactere elektrische aandrijvingen met 40 procent minder onderdelen.
Hoe een kleinere accu toch dezelfde actieradius kan opleveren
De actieradius van een elektrische auto hangt af van de accucapaciteit en het energieverbruik. Een grotere accucapaciteit levert bij hetzelfde verbruik meer kilometers op, maar maakt de auto ook zwaarder en duurder.
GM wil daarom vooral het verbruik verlagen. De auto's moeten lichter en gestroomlijnder worden en efficiëntere elektromotoren krijgen. Samen moet dat ongeveer een vijfde meer kilometers per kWh opleveren. In de aankondiging schrijft GM:
"Dat is wat het oplevert wanneer je de hele auto als één systeem ontwerpt."
Zach Walker, bij GM verantwoordelijk voor de wereldwijde EV-architectuur, vertelde aan InsideEVs dat het concern hiermee een vergelijkbare of grotere actieradius wil bereiken, ondanks de kleinere accu.
De twee besparingsdoelen zijn niet helemaal gelijk: een vijfde meer kilometers per kWh betekent rekenkundig dat voor dezelfde afstand ongeveer 17 procent minder energie nodig is. De beoogde verdere verkleining van het accupakket is een afzonderlijk ontwikkeldoel.
Een kleinere accu bespaart meer dan alleen accucellen
Minder accucapaciteit betekent ook minder gewicht. Dat kan het verbruik verder verlagen, terwijl mogelijk minder materiaal nodig is voor de behuizing, koeling en constructie van het accupakket.
GM probeert al tijdens het ontwerpen rekening te houden met die onderlinge effecten. Een besparing op het ene onderdeel kan daardoor ook andere onderdelen kleiner of lichter maken.
LMR moet de voordelen van LFP en nikkelrijke accu's combineren
Voor het nieuwe platform ontwikkelt GM samen met LG Energy Solution een lithium-mangaanrijke accu. Die moet een hoge energiedichtheid combineren met relatief lage kosten.
Wat zijn LMR-accu's?
LMR staat voor lithium manganese rich. Bij deze lithium-ionaccu bevat de kathode, een van de twee elektroden, relatief veel mangaan. Daardoor zijn minder dure grondstoffen zoals nikkel en kobalt nodig.
LMR kan meer energie opslaan dan LFP bij een vergelijkbaar gewicht. De techniek bestaat al langer, maar problemen met capaciteitsverlies en een geleidelijk dalende spanning stonden grootschalige toepassing in de weg. GM en LG Energy Solution zeggen daarvoor oplossingen te hebben ontwikkeld.
Waar zitten de verschillen tussen LFP, NMC en LMR?
LFP-accu's worden steeds vaker gebruikt in betaalbare elektrische auto's. Ze zijn relatief goedkoop en gaan doorgaans lang mee. Nikkelrijke accucellen, zoals NMC, hebben een hogere energiedichtheid, maar bevatten duurdere grondstoffen.
GM wil met LMR de voordelen van beide technieken combineren. Volgens het concern moeten de nieuwe cellen een 33 procent hogere energiedichtheid hebben dan LFP-cellen, bij vergelijkbare kosten.
Dat betekent overigens niet automatisch 33 procent meer actieradius. Daarvoor zijn ook de constructie van het accupakket en het energieverbruik van de auto bepalend.
GM kiest voor rechthoekige, prismatische accucellen die efficiënt naast elkaar kunnen worden geplaatst. Ook wil de fabrikant het accupakket nauw in de voertuigconstructie integreren om ruimte en materiaal te besparen.
Een van de inmiddels vele alternatieven
Hoewel er veel aandacht uitgaat naar solid-state accu's, zoeken fabrikanten ook langs andere wegen naar een hogere energiedichtheid en lagere kosten.
Zo bevestigde CATL op 27 oktober dat het in 2027 de eerste kleine series volledig solid-state-accu's wil produceren. Grootschalige productie wordt echter pas rond 2030 verwacht. Ondertussen werkt CATL ook aan natrium-ionaccu's en lithium-luchtaccu's.
LMR is weer een andere ontwikkelingsrichting, die voortbouwt op bestaande lithium-iontechnologie.
GM en LG Energy Solution kondigden hun gezamenlijke LMR-ontwikkeling al in mei 2025 aan. Aanvankelijk was de techniek vooral bedoeld voor grote elektrische SUV's en pick-ups. Inmiddels wil GM de cellen ook gebruiken in modellen die in grotere aantallen worden geproduceerd.
De fabriek van hun gezamenlijke onderneming Ultium Cells in Spring Hill in de staat Tennessee wordt hiervoor aangepast. De werkzaamheden moeten in 2028 zijn afgerond.
Eenvoudigere techniek moet ook gewicht en kosten schelen
GM wil ook de aandrijving vereenvoudigen. De nieuwe elektromotoren en vermogenselektronica moeten 40 procent minder onderdelen bevatten dan de huidige aandrijfeenheden.
In het persbericht vat GM de ontwerpfilosofie kernachtig samen:
"Elk onderdeel, elke gram en elk atoom materiaal moet zijn plaats in de auto verdienen."
Dat kan de montage goedkoper maken en levert bovendien ruimte op. Compactere aandrijfeenheden laten meer plaats over voor inzittenden en bagage.
Minder kabels dankzij een centrale computer
Daarnaast wil GM verschillende voertuigfuncties samenbrengen in een centrale computer. Daarmee moet 30 procent minder bekabeling nodig zijn.
De nieuwe computerarchitectuur moet veertig keer zoveel rekenkracht bieden, onder meer voor voertuigsoftware, energiebeheer en rijassistentiesystemen.
Deze techniek is niet uitsluitend voor elektrische auto's bedoeld. Het debuut staat voor 2028 gepland in de elektrische Cadillac Escalade IQ. Daarna wil GM de architectuur ook toepassen in modellen met een verbrandingsmotor.
Meer dan 300.000 accuontwerpen onderzocht
Bij de ontwikkeling van de LMR-accu gebruikte GM op grote schaal computersimulaties. Voordat het eerste fysieke prototype werd gebouwd, onderzochten de ingenieurs meer dan 300.000 verschillende ontwerpen.
Volgens Fortune vergden die berekeningen ongeveer 300 miljoen processoruren, omgerekend ruim 34.000 jaar rekenen op één computer. In werkelijkheid werden de simulaties gelijktijdig op grote aantallen processors uitgevoerd.
Zo kunnen ontwikkelaars veel varianten vergelijken zonder ze allemaal daadwerkelijk te bouwen. Minder geschikte ontwerpen vallen vroeg af, wat tijd en materiaal bespaart.
Van ontwerp naar productie in minder tijd
Volgens GM kreeg het eerste ontwerp van het LMR-accupakket daardoor al binnen één maand de formele programmagoedkeuring. De accu was daarmee nog niet productierijp. Fysieke tests blijven nodig om onder meer de levensduur, veiligheid en laadprestaties te controleren.
GM laat ontwerpers, constructeurs en productiespecialisten bovendien vanaf het begin nauwer samenwerken. Het concern wil zo de gebruikelijke ontwikkeltijd van vier tot vijf jaar ongeveer halveren.
De eerste productieauto's moeten de voordelen bewijzen
Een kleiner accupakket kan flink schelen in de productiekosten van een elektrische auto. Als ook de accucellen goedkoper worden en de aandrijving minder onderdelen bevat, kan die besparing verder oplopen. Hoeveel daarvan uiteindelijk in de verkoopprijs terechtkomt, is nog onbekend.
GM heeft nog geen concrete modellen, prijzen of actieradiuscijfers voor het vierde generatie EV-platform bekendgemaakt. Ook de gewichts- en verbruiksverbeteringen zijn voorlopig ontwikkeldoelen. De eerste productieauto's moeten laten zien hoeveel daarvan wordt gehaald. De geplande LMR-productie vanaf 2028 is daarvoor een belangrijke stap.
Bas van der Weerd
Hoofdredacteur
