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宋楠:全面適配「e平臺」,比亞迪秦Pro EV500核心技術

文章摘要: 高密度三元鋰動力電池總成以及基於車型平臺的輕量化的比亞迪秦Pro EV500版本作為第一款全面適配比亞迪上圖為比亞迪秦Pro EV500電機三合一驅動總成細節特寫

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比亞迪最早提出e平臺這個概念是在今年的北京車展上,比亞迪董事長王傳福高調的推出「e平臺」,顯然是希望能夠定義未來新能源汽車的硬體標準,不過大家的目光似乎都被王董身後的全新一代唐、秦Pro和概念車E-SEED所吸引。從北京車展提出e平臺概念,到目前為止,e平臺已搭載於比亞迪元EV360(低配部分適配)、秦Pro EV500以及即將上市的全新一代唐EV600車型上面。

比亞迪針對純電動汽車正向研發的「e平臺」旨在通過整合與優化,提升整車的核心技術。搭載全新的「3合1」電驅動技術、「3合1」高壓配電模組、「10合1」低壓用電系統、高智慧的多媒體大屏,高密度三元鋰動力電池總成以及基於車型平臺的輕量化的比亞迪秦Pro EV500版本作為第一款全面適配比亞迪「e平臺」車型,到底相比之前的車型有哪些技術升級,筆者下面為大家深度解析秦Pro EV500車型技術特點。

1. 秦Pro EV500適配的全新「3合1」電驅動整合技術:

2018年,比亞迪整合了此前在全電驅動車型和插電式混動車型,研發和應用的電驅動技術。對成熟應用的「2合1」、「3合1」、「4合1」、「5合1」以及「6合1」等電驅動控制模組進行技術升級。

「2合1」驅動電機控制模組e6適配

「3合1」電驅動控制總成早起F6EV測試車適配

「4合1」電驅動控制總成秦EV適配(宋EV)

「5合1」電驅動控制總成K8電動客車

「6合1」電驅動控制總成T5改型超級電動卡車

而e平臺的驅動三合一是比亞迪電驅動系統的重新整合優化。在此前比亞迪多款新能源車型應用的驅動電機和減速器(變速器)總成的基礎上,用插排技術替代線纜連結技術,將驅動電機控制模組進行整合。

上圖為比亞迪秦Pro EV500電機三合一驅動總成細節特寫:

黃色箭頭:電機控制系統

紅色箭頭:電機減速器(變速箱)

藍色箭頭:全新120KW永磁電機

這種「3合1」電驅動技術的整合最大優勢,就是取消了驅動電機(減速器)總成與控制模組間的高壓和訊號線纜,以獲得降低自重和熱量,提升訊號傳輸速度等優勢。不僅可以提高效能和輕量化,還可以降低尺寸並有利於不同車型平臺模組化通用。

上圖為搭載在比亞迪秦Pro EV500的全新120KW功率電機示意圖,電機最大轉速為15000轉/分。通過上圖的效率圖可以看出,秦Pro EV500的經濟時速更高,在60-120公里/小時車速區間段的綜合電耗更小,從而間接提高長途駕駛的續航里程。這也是筆者在試駕秦Pro EV500時明顯感覺到的,即使在開啟暖風空調的情況下,電機輸出功率依舊能夠保持在一個相當不錯的範圍。

另外,整合的電機控制器中最重要的「IGBT(絕緣柵雙極電晶體)」的主要用途是能源變換與傳輸的核心器件,控制交流電和直流電的轉換及高低電壓的轉換。比亞迪IGBT 4.0晶片的綜合損耗相比當前市場主流產品降低了約20%,使得整車電耗降低。以秦Pro EV500為例,在其他條件不變的情況下,採用比亞迪IGBT4.0較採用當前市場主流的IGBT晶片,百公里電耗少約3%。目前汽車品牌中僅有比亞迪自行研發、生產以及適配整車的能力。

2. 秦Pro EV500適配的全新「3合1」高壓配電整合技術:

全新的「3合1」高壓配電總成,將DCDC(電壓轉換器)、OBC(車載充電器)和PDU(電源分配模組)高壓用電系統進行整合、集中散熱和控制。

相對過去4年,比亞迪電動汽車適配的「4合1」控制系統(驅動電機控制模組+DCDC+OBC+PDU)不同的是,驅動電機控制模組被「拿出」與驅動電機和減速器進行了整合。使得同屬於高壓用電單元的DCDC、OBC、PDU進行了單獨整合。

上圖為比亞迪秦Pro EV500拆除防塵罩後引擎倉細節特寫:

紅色箭頭:高壓「三合一」模組

黃色箭頭:動力電池溫控系統補液壺

藍色箭頭:電池高溫散熱、低溫預熱管路

這種技術狀態設定,將驅動電機控制模組剝離,有利於「3合1」電驅動系統,「3合1」高壓配電總成可以更便利的,以模組化形式整合至不同車型平臺,降低了車型設計難度和成本,提升了相容性。

通過筆者的深度研判,這套「3合1」高壓配電系統總成,可以應對300-700伏的高壓用電需求,這就意味著適配的動力電池元件的電壓可適配在700伏左右。在提供良好的散熱系統前提下,高壓線纜可以選用截面更小和更輕的材質,以便降低自重同時保持足夠的裝機電量。「3合1」高壓配電系統總成和不同壓力的散熱系統伺服,通過散熱介質對散熱單位需求的溫度進行精準控制,以達到節省散熱過程耗費的電池電量。

3. 秦Pro EV500適配的全新「10合1」低壓用電整合技術:

如果說高壓用電系統整合是一種功能性整合趨勢,有利於車輛效能的提升,那麼包括組合燈、電動空調、多媒體、車窗升降等低壓用電分系統的整合,就是要簡化結構、降低重量,以此「挽救」原本被浪費的電量,獲得更好的電耗和續航里程。

比亞迪秦Pro EV500車型的低壓模組十合一是將儀表、空調、音響、多媒體螢幕、智慧鑰匙等控制模組整合在一塊PCB電路板上。這其實非常難實現,因為汽車中不同的部件來自於不同的供應商,但比亞迪是中國範圍內,為數不多、有實力自研汽車「計算平臺」的整車製造商。

最終,低壓平臺的生產成本下降25%-30%;控制總成重量下降25%-30%,模組體積下降40%-50%。以此獲得,電器元件數量減少,降低故障率,提升品質和輕量化,間接的起到提升比亞迪秦PRO EV車型續航里程的作用。

4. 秦Pro EV500適配的全新智慧開放的多媒體螢幕:

全新一代唐、秦上面搭載「DiLink系統」的12.8英寸智慧旋轉螢幕將成為e平臺比亞迪車型的標配,其擁有8萬+的跑分成績,充分保證使用者使用的流暢體驗,並提供多重軟硬體安全保障,讓車主安享智慧互聯的新體驗,使汽車座艙真正變成高效能的網際網路終端產品。在比亞迪全球開發者大會上,比亞迪面向全球開發者開放了汽車裏面341個感測器,以及66項控制權限,這能夠讓汽車座艙真正變成高效能網際網路終端。

5. 秦Pro EV500適配的高密度三元鋰動力電池總成:

比亞迪原本就是以電池起家,所以高效能的電池也是比亞迪獨有的殺手鐗之一。搭載高能量密度、高功率輸出、高耐寒效能、高安全效能的專業動力電池,可為使用者提供長續航、高穩定性、高安全性的使用者體驗,同時也為新能源行業的噶站提供可靠動力。

秦Pro EV500型電動汽車適配的能量密度160.9wh/kg、裝載電量56.4度電的鎳鈷錳酸鋰動力電池總成。相對以往比亞迪電動汽車而言,電芯外殼適配鋁合金材料、電池總成散熱管路結構進行了優化,電池總成外殼體以及固定錨點二次輕量化。

尤其是秦Pro EV500型電動汽車適配的最新狀態的動力電池熱管理系統,繼承了e6、e5、宋EV和秦EV等電動汽車在售的8年時間積累的豐富經驗,再次細化了電芯低溫預熱、高溫散熱、快充熱平衡等工況下,電量分配和溫度控制精度。

在此前筆者之前撰寫的稿件中指出,秦Pro家族以「型號牽引」模式為出發點,綜合燃油車型、DM車型和EV車型各自不同技術特點和整車適配需求,特別在車身焊接架構進行功能型設定,可以將EV型動力電池總成(大)「鑲嵌」進車內,以平衡通過性和安全性。

6. 秦Pro EV500基於「型號牽引」設計模式的車型輕量化:

秦Pro EV500電動汽車歸屬的秦Pro家族,則採用更高階的「型號牽引」模式設計。秦Pro家族將燃油版、電動版和插電混動版車型所需要的技術設定通盤考量,以此為車型長寬高、軸距、前後軸荷、電驅動系統、高低壓控制系統、動力電池系統以及整車和分系統輕量化等技術,進行重新研發和適配。秦Pro EV500作為秦Pro家族中的一員,在車型平臺層面就針對前部電驅動系統、中置動力電池元件、兩種技術狀態的後懸架,進行了軸荷的適配和均衡的材料輕量化。

上圖為比亞迪秦Pro EV500前懸掛細節特寫:

黑色箭頭:做打孔處理的鑄鐵前下襬臂

藍色箭頭:中空設定的傳動半軸(輕量化)

紅色箭頭:鋁合金材質下襬臂球銷

綠色箭頭:鋁合金材質前轉向節

紫色箭頭:平衡拉桿

上圖為比亞迪秦Pro EV500後懸掛細節特寫:

黃色箭頭:高強度鋼材質下拉桿

白色箭頭:高強度鋼材質橫拉桿

藍色箭頭:後平衡拉桿

紅色箭頭:鋁合金轉向節

綠色箭頭:高強度鋼材質副車架

通過前後懸掛細節特寫可以發現,秦Pro EV500在鋁合金材質比例上相比於老款秦EV450要少,但實際情況是全新一代秦Pro EV500車型在舒適性和操控性方面比老款車型要強很多。這正是由於秦Pro家族以型號牽引的設計模式,在鋁合金材質比例並沒有老款車型大的情況下,依舊能夠保證整車在輕量化和操控性方面取得較於老款車型的優異表現。

筆者有話說:

比亞迪王董高調推出「e平臺」是希望傳遞給消費者的概念是,一個好的電動車硬件平臺應該達到如下幾個標準:1.核心電控模組、電機模組高度整合化;2.電動車核心平臺及其他電子設施控制模組整合化;3.使用者互動介面集中化。

毫無疑問,e平臺設立的標準是其他電動車平臺短期內難以企及的,比亞迪的優勢就在於掌握核心技術,打造技術領先的新能源產品。那基於e平臺研發下的秦Pro EV500具體效能如何之強,筆者可以拿日產軒逸純電進行對比。

通過上圖資料對比,筆者有理由認為,自重1.65噸,搭載56.4度電動力電池總成秦Pro EV500的百公里綜合電耗為13.4度電(官方標定)綜合技術狀態,明顯優於自重1.52噸、搭載38度電動力電池總成、續航僅338公里,並且沒有電池溫控管理系統的軒逸純電。也就是說,基於正向開發的「e平臺」技術的全新一代秦Pro EV500,比軒逸純電大了整整一圈兒的前提下,裝下了更大的電池組、更大的電機,同時做到了更快的加速和更長的續航。

比亞迪通過基於正向研發的e平臺技術,單從三電技術綜合水平而言已經達到全球領先水平。因此筆者更加期待後續全面基於e平臺下的全新一代唐 EV600版本以及後續的漢等車型的驚豔表現。

文/新能源情報分析網(換個角度看車市)宋楠​​​​

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