拆解比亚迪海豹,成本比特斯拉还低15%,拆解报告(CTB 、八合一)
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《日经XTECH》编辑部和日经BP综合研究所实施了第5期新款电动车的拆解调查企划。此次的项目组选择的车是中国比亚迪(BYD)的纯电动汽车(EV)“海豹(SEAL)”。
海豹是比亚迪的全球战略车。预计2023年底引入日本市场。因此,拆解项目组决定在该车在日本上市之前从中国进口。通过拆解来调查正在进军全球市场的比亚迪的实力。
比亚迪的纯电动汽车“海豹”
中型轿车,被定位于纯电动汽车的高端车型,融入了比亚迪的多项最新技术(摄影:《日经xTECH》)
全球的纯电动汽车市场持续扩大,比亚迪逐渐显露头角。从2022年的全球纯电动汽车销量来看,比亚迪仅次于美国特斯拉排在第2位,销售了约86.8万辆。2021年的销量还是约31.8万辆,1年时间增长了两倍以上。
进入2023年以后,比亚迪的势头依然很猛。从各汽车厂商1~3月(第一季度)的中国市场销量来看,比亚迪首次超过德国大众位列第一。
比亚迪已开始进军全球市场。截止到2023年5月,比亚迪开展乘用车业务的国家和地区达到39个。2022年7月宣布进入日本市场。2023年1月,比亚迪在日本推出了SUV型纯电动汽车“ATTO 3”。2022年10月还宣布涉足欧洲市场。
引入日本市场的3款车型
左起分别为海豹、ATTO3、海豚(摄影:《日经xTECH》)
与日本和欧洲汽车厂商同台竞技的比亚迪,已经成为不可忽视的存在。公开信息显示,比亚迪自产零部件的意愿强烈,采用了缩减ECU(电子控制单元)数量的电气电子(E/E)架构。其思路似乎与特斯拉接近。比亚迪是模仿者还是引领者?通过拆解调查来一探究竟。
选择海豹的原因
此次选择的拆解对象是海豹,作为纯电动汽车的高端车型,融入了比亚迪的很多最新技术。
海豹的零部件配置图
此次的拆解调查选择了四驱版(4WD)(数据来源:《日经xTECH》根据比亚迪的资料作图)
比亚迪的优势之一是电池。比亚迪原本就是电池制造商起家,创立于1995年。目前,比亚迪也是全球份额排名靠前的车载电池制造商。海豹配备了比亚迪的最新电池,被称为“刀片电池”(Blade Battery)的磷酸铁锂(LFP)电池。磷酸铁锂类电池具有热稳定性高、循环寿命长的优点。尤其是纯电动汽车,驱动时会产生很大的功率,热稳定性十分重要。
磷酸铁锂类电池的安全性更高,但与锰类和三元类电池相比,能量密度较低。为了弥补这一点,刀片电池将细长扁平形状的电池单元作为1个结构零部件,直接嵌入电池组内。
除电池外,比亚迪还开发和生产纯电动汽车的主要零部件——驱动马达、逆变器、ECU等。使用这些主要零部件,比亚迪自产了将8个单元合为一体的“八合一”型电动驱动桥,并安装在了海豹的后轮端。
具体来说,八合一的电动驱动桥内嵌入了驱动马达、变速箱、逆变器、车辆控制器、电池管理系统(BMS)、DC-DC转换器、车载充电器、电源分配单元(PDU)。
海豹采用比亚迪的EV专属平台“e平台3.0”。特点是整合了刀片电池和底盘。目的是改善空间利用率,弥补刀片电池能量密度低的特点。最终,空间利用率比上一代“e平台2.0”增加了约50%。
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中国版海豹有后轮驱动和四轮驱动(4WD)两种驱动方式。此次项目组购买的是最高端的四驱版。
四驱版在前轮配备的马达最高输出功率为160kW、最大扭矩310N·m,后轮马达最高输出功率230kW、最大扭矩360N·m。都是永磁同步马达。电池容量为82.5kWh,续航距离在中国CLTC模式下为650km。价格为27.98万元,换算成日元约为553万日元。
长4800mm、宽1875mm,正好处于特斯拉“Model S”与“Model 3”之间的尺寸。在日本车中,与日产汽车“Skyline”及丰田“雷克萨斯IS”接近
海豹到了!
2023年3月下旬,海豹从中国被运到茨城县日立港,之后立即被送往新潟县进行拆解,进行了实车确认和行驶试验。
从市区道路上行驶给人的感觉是容易晕车。电动车与汽油车相比,没有变速,因此加速更加灵敏。正因为此,即使驾驶员开车很稳,乘客也会晕车。由于加速时发动机没有声音,人体习惯“无声加速”需要时间。与其他公司的电动车相比,感觉海豹也更容易晕车。尤其是后座随着电动车特有的加速,道路凹凸不平明显,乘坐舒适性不好。
弯道行驶时可体验EV特有的灵敏加速(摄影:《日经xTECH》)
弯道可以感受到电动车特有的灵敏加速。百米加速只需3.8秒。由于是四驱,猛踩油门也不会损坏牵引力,拐弯十分平稳。不过可能是对加速还不习惯的原因,司机在驾驶途中也感觉到了晕车。
海豹配备了一些日本车和欧洲车没有的装备和功能。中央显示屏通过旋钮可以切换竖屏和横屏。中控台配备了卡拉OK的麦克风。此外,还有很多以前在日本车上没有见过的装备,比如电动车和混动车低速行驶时会像垃圾车一样播放音乐,向周围提示有车辆靠近。
卡拉OK麦克风
在车内可以唱卡拉OK(摄影:《日经xTECH》)
持续快速增长的比亚迪比特斯拉及日欧汽车厂商的技术领先了多少?拆解项目组在2023年4月底进行了拆解调查,探寻比亚迪的技术实力。
02
拆解比亚迪海豹(2)是电池也是车身的CTB技术“先从电池开始拆吧。因为我觉得只是用底面的螺栓固定住了”。比亚迪纯电动汽车“海豹(SEAL)”的拆解调查已经开始(图1)。
图1:拆解比亚迪的EV“海豹(SEAL)”
此次拆解的车型选择了四轮驱动(4WD)、续航距离为650km(中国自主的行驶周期CLTC模式)的车型(摄影:日经xTECH)
不用说,电池是左右电动汽车性能的重要部件。虽然为了提高能量密度,电池新材料的研发不断推进,但并不会快速提高。某车企的EV技术人员指出,作为延长续航距离的现实办法,各家车企竞相“提高电池的配备效率,尽量增大容量”。
在这种背景下,比亚迪在海豹上采用的技术是“CTB(Cell to Body)”。通过使电池组起到车身构造体的作用,减少部件个数以确保空间,从而可以配备更多电池单元。
比亚迪采用了磷酸铁锂(LFP)类锂电池。与作为正极活性物质的主要成分使用镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)的三元(NMC)电池相比,磷酸铁锂类的能量密度一般更低。预计是为了弥补这一缺点而采用了CTB。
电池的安装方式与大众“ID.3”不同
为了研究支持CTB技术的电池组和车身,项目组从车身上拆下了配置在底板下面的电池(图2)。拆解是在日本新潟国际汽车大学校(通称GIA)的协助下实施的。日经BP的拆解项目之前已在该校的基地调查了美国特斯拉的EV“Model 3”、“ModelS”及德国大众的“ID.3”。
图2:拆下底板确认电池
底面被黑色的盖板覆盖(摄影:日经xTECH)
ID.3是将固定电池组的所有螺栓都配置在车体外部的底板下面。这样设计考虑到了在车辆生产线上安装电池组时的操作性,在车辆报废后拆下电池回收利用时也方便取下电池组。
拆解项目组在此前的拆解中了解这些优点,曾经以为比亚迪的海豹也会采用跟ID.3一样的设计。
“哎呀,拆不下来。或许是Model 3的模式……”,负责拆解的技术人员脸上露出困惑的表情(图3)。
图3 拆除车身外部的螺栓之后,电池并没有松动
拆解在新潟国际汽车大学校(通称GIA)实施(摄影:《日经xTECH》)
把用来固定电池组的车身底面的螺栓全部拆除之后,海豹的电池仍没有拆下来。拆解Model 3时,必须把座椅和地毯等拆掉,再把固定车身和电池组的螺丝拧下来,才能把电池拆卸下来。这样的记忆再次浮现。
检查海豹的车厢内时,在后座的脚底下、前座稍微隐蔽的位置发现了固定电池的螺栓。这样的话,即便没有准备特殊工具也能拆卸。虽然不需要拆卸座椅和地毯等繁杂的作业,但有的螺栓需要从上端拆除,因此拆解难度介于ID.3和Model 3之间(图4)。
图4 从海豹上拆下电池组时的情形
拆掉用来固定车身和电池组的螺丝及高压电缆等,用专用升降机拆下了电池组(摄影:《日经xTECH》)
用密封圈来确保密封性
拆下海豹的电池组后,让人感到吃惊的是车身一侧的结构。竟然没有地板。准确来说,是电池组的上表面同时起到了车身地板面的作用(图5)。ID.3和Model 3等大多数纯电动汽车都在电池组上面配置了钢板(图6、7)。
图5 拆掉电池组之后,可以看到地面
照片中的红圈部分是拆掉中控台后的样子(摄影:《日经xTECH》)
图6 大众的ID.3
拆下电池组之后的样子,上面有钢板(摄影:《日经xTECH》)
图7 特斯拉的Model 3
虽然厚度只有0.6mm,但也配置了钢板(摄影:《日经xTECH》)
海豹在电池组上配置了横梁(cross member),目的是确保车身的强度以及保护电池避受碰撞冲击。上面是地毯。用发泡材料填充了电池组与地毯之间因横梁厚度而产生的空隙(图8、9)。
图8 用海绵填充空隙
在横梁之间配置了发泡材料(摄影:《日经xTECH》)
图9 揭下地毯之后,出现了大洞
拆解工作接近尾声时的情形(摄影:《日经xTECH》)
为了防止路面噪声和水等进入,海豹采用了下车体和电池组上部紧贴在一起的结构。具体来说,对电池组上表面的外周进行了彻底的密封处理(图10)。通过拧紧电池组的固定螺栓,使密封圈和下车体紧贴在一起,由此提高了车厢内的密封性。如上所述,电池组上表面同时起到了车身地板的作用,因此很平坦,密封处理并不难。
海豹的电池组
围住上表面外周的灰色部分是密封圈(摄影:《日经xTECH》)
CTB技术让电池组同时起到了车身构造体的作用。通过功能整合减少了零部件数量,而且有利于降低成本。可谓是拥有电池和汽车双重制造商身份的比亚迪才能专门设计出来的结构。
03
拆解比亚迪海豹(3)磷酸铁锂密度不输三元560.0kg,这是从中国比亚迪(BYD)的纯电动汽车“海豹(SEAL)”上拆下来的电池组质量。以这些数字为基础,项目组比较了比亚迪与美国特斯拉(Tesla)、德国大众的纯电动汽车。
从车身拆下来的海豹电池组的制造商为比亚迪旗下的中国无为弗迪电池有限公司(Wuwei FinDreams Battery、图1)。电池组上标明的电流容量为150Ah,电压为550.4V。由此可以计算出电池容量为82.56kWh,与标示值82.5kWh没有差异。作为电池组的质量能量密度为147.4Wh/kg。
图1 海豹的电池组质量为560.0 kg。
电池容量为82.5kWh(照片:日经XTECH)
日经BP的项目组过去拆解调查过的纯电动汽车数据如下。特斯拉“Model 3”的电池组质量为451.5kg,电池容量为75kWh,质量能量密度为166.1kWh/kg。大众“ID.3”的电池组质量为374.5kg,电池容量为58kWh,质量能量密度为154.8Wh/kg。
ID.3和Model3均采用将镍(Ni)、锰(Mn)和钴(Co)作为正极活性物质的主要成分的三元(NMC)锂电池。另一方面,海豹采用的电池是磷酸铁锂(LFP)类。
一般来说,磷酸铁锂电池在质量能量密度方面显得逊色。日本一家电池制造商的技术人员表示,“按电池单元的量产品比较,磷酸铁锂电池的质量能量密度比三元电池低约3~4成”。但是,海豹的质量能量密度仅比ID.3少5%。比亚迪通过提高电池单元的成组效率,提高了电池组的能量密度,接近ID.3。
以车身保护电池的特斯拉
特斯拉在质量能量密度比较中占优势的因素之一是电池组的结构。值得注意的是外围部分。比亚迪的海豹和大众ID.3为了保护电池免受碰撞时的冲击,在电池组的外围设置了铝合金制的加强部件(图2)。
图2 ID.3的电池组
在外围配备了铝合金造的加强部件(照片: 日经XTECH)
特斯拉Model3的电池单元没有这种加强部件,作为电池组来说变得更轻(图3)。冲击全部都由车身承受。侧梁(sidesill)、中柱(CenterPillar)、车顶纵梁(roof rails)和地板横梁(Floor Cross Member)等采用了抗张强度为980MPa级以上的超高强度钢板。由此,在发生侧面碰撞时,特斯拉的电池组和乘客舱不会变形。
图3 Model3的电池组
外围没有加固部件(摄影:日经XTECH)
“过度保护”的丰田
与特斯拉形成鲜明对比的是,丰田利用坚固的加固零件来保护电池免受碰撞时的冲击。丰田纯电动汽车“bZ4X”的电池组经过精心设计,参与开发的相关人士将其描述为“过度保护”(图4)。
图4 bZ4X的电池组
照片为取下电池单元的状态。丰田对电池组侧面进行了精心加固(照片:日经XTECH)
bZ4X电池组侧面的加固部件长度(从最外部到电池的距离)单侧约为20cm。利用这个长度吸收碰撞能量,是比亚迪海豹和大众ID.3的2倍左右。丰田相关人士表示,“bZ4X重视安全方面”。
加固部件的长度和电池的搭载容量成为权衡关系。如何在确保安全性和延长续航里程之间取得平衡,或将成为汽车厂商的比武擂台。
04
拆解比亚迪海豹(4)八合一电动驱动桥省电缆中国比亚迪(BYD)的纯电动汽车(EV)“海豹(SEAL)”的拆解项目已进入与自主“刀片电池”并列为主要零部件的电动驱动桥的调查阶段。日经BP拆解的是四轮驱动(4WD)车型,前后轮各搭载1个电动驱动桥。本次介绍值得特别关注的后轮处的电动驱动桥(图1)。
图1 后轮处的电动驱动桥的搭载位置
搭载在电池组的后方。(摄影:加藤康)
EV动力总成周边的整合化在加速
电动的动力总成(Powertrain)及其周边零部件正在迈向整合化。其代表就是正在成为EV核心零部件的电动驱动桥。把驱动马达、逆变器、齿轮箱(减速器与差速齿轮装置)作为3种主要部件合为一体的“三合一”模式正在成为主流。
在周边零部件中,具有DC-DC转换器、车载充电器、配电单元(PDU)实现一体化的案例。日经BP在2019年拆解的美国特斯拉(Tesla)的EV“Model 3”把这些零部件集中到设在电池组后方上部的名为“阁楼(Penthouse)”的箱体中。
最近出现了似乎把这2种整合趋势结合在一起的例子,以中国为中心成为一种趋势。把3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、电池管理系统(BMS)等集成到1个模块中,被称为“X合一”。
致力于强化汽车业务的中国华为技术已经开发出把3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、BMS、PDU一体化的电动驱动桥的标准产品。作为电动驱动桥的海外厂商在中国市场占据首位的尼得科(原日本电产)也表示,计划2024年6月投放整合了与华为相同零部件的电动驱动桥 注)。
注)据称尼得科还将根据客户要求增加PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器。
比亚迪可以说是这种X合一潮流的引领者。在海豹和“ATTO3”等全球战略EV车型上,集成8种零部件的电动驱动桥已经实用化。据悉,比亚迪的八合一电动驱动桥除了3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、BMS、PDU之外,还把车辆控制器集成到一个模块中。整合的目的是“有效利用车内空间,降低成本,实现轻量化”(比亚迪)。
下面,让我们来看看从车辆上拆下的八合一电动驱动桥(图2)。
图2 从车辆上拆下的后轮处的八合一电动驱动桥
马达上附有可能是用于降低声音和振动的外罩。(照片:《日经XTECH》)
采用简单的2层结构
八合一电动驱动桥的结构为2层,下部配置马达和齿轮箱单元,上部配置逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等组成的高压零部件单元(图3)。这种零部件配置与许多三合一电动驱动桥采用的形式大致相同。类似于把三合一中,相当于逆变器的部分替换为集成高压零部件的单元。
图3 拆下电缆和外罩的八合一电动驱动桥的外观
高压零部件单元配置在马达和齿轮箱单元之上。实际测量质量为114千克。(照片:《日经XTECH》)
外形尺寸(标称值)为车辆前后方向591.3×宽度方向612.2×高度方向360mm。虽然把八种零部件合为一体,给人的印象却很紧凑。标称质量为104~106 kg,实际测量结果为114 kg。
显眼的高压电缆较少
比亚迪的八合一电动驱动桥引人注目的是用于连接的高压电缆数量少。与电动驱动桥通过高压电缆连接的有3处,分别是电池组、直流电源用充电口、交流电源用充电口(图4)。通过把DC-DC转换器、车载充电器、BMS集中至电动驱动桥,尽量减少了高压电缆和连接器。
图4 后轮处的电动驱动桥的侧面
高压电缆从汇聚逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等的上侧单元的3处伸出。(照片:《日经XTECH》)
有分析认为,比亚迪进行整合的目的之一降低成本,很大程度上是通过削减这些高压电缆和连接器来实现的。对于EV和混合动力车(HEV)等电动汽车来说,这些高压电缆和连接器是不可或缺的零部件,但也有人感叹“总之成本很高”(美国大型零部件企业的动力总成技术人员)。
安装高压电缆多为手工作业,由于电缆直径较粗且较硬,因此难以操作。如果能减少电缆数量,应该也能减轻配线作业的负担。
与大众ID.3的不同
如果分别配置三合一电动驱动桥和DC-DC转换器、车载充电器、BMS,则所需的高压电缆数量和连接器个数会随之增加。以日经BP在2021年拆解的德国大众(VW)首款EV“ID.3”为例很容易理解。
ID.3在后轮处搭载三合一电动驱动桥,DC-DC转换器与车载充电器分别配置(图5)。电动动力总成及其周边零部件的高压电缆的连接包括(1)逆变器和电池组(2)DC-DC转换器和电池组(3)车载充电器和电池组(4)直流电源用充电口和电池组(5)交流电源用充电口和电池组,共有5个系统。
图5 大众ID.3的高压零部件的配置
DC-DC转换器搭载于车辆前方,车载充电器搭载于车辆最后方。
(来源:《日经XTECH》根据大众的资料制作)
此外,ID.3把BMS内置于电池组中,通过高压电缆把9个电池模块与BMS连接起来(图6)
图6 大众ID.3的电池组
连接9个电池模块和电池管理系统(BMS)的高压电缆位于电池组内部的中央。
(照片:《日经XTECH》)
电动动力总成和周边零部件的集成不仅可以减少高压电缆和连接器。与单独配置各个零部件相比,还可以减少零部件数量和占用的体积。有分析认为,由于可减少容纳各零部件的外壳数量,因此也有助于削减金属材料等。
中国比亚迪(BYD)的“八合一”电动驱动桥把8个零部件合为一体。除了驱动马达、逆变器、减速器这3个主要零部件外,还把DC-DC转换器、车载充电器、电池管理系统(BMS)等也合为一体。从比亚迪纯电动汽车(EV)“海豹(SEAL)”的后轮处拆下电动驱动桥后,本次展开进一步拆解,调查个别零部件(图1)。
图1:比亚迪海豹的八合一电动驱动桥
在马达和减速器单元上面,配置了由逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元。(摄影:加藤康)
比亚迪八合一电动驱动桥的构成零部件如(图2)所示。首先从驱动马达来看。最高输出功率为235kW,最大扭矩为360N·m的永磁同步马达(PMSM)的内部是什么样子?
图2:八合一电动驱动桥的构成
高压零部件单元在上侧搭载了逆变器、BMS、车辆控制器,在下侧搭载了DC-DC转换器、车载充电器功能。
(出处:《日经XTECH》根据比亚迪的资料绘制而成)
永磁同步马达(PMSM)是在EV拆解调查中很难拆的零部件之一。因为定子和转子凭借强大的磁力固定得很牢固。之前拆解过美国特斯拉“Model S”和“Model 3”、德国大众“ID.3”的技术人员们这次也被迫面临困难(图3)。即便如此,终于成功分离了定子和转子。
图3:与强大的磁力斗争,分离定子和转子
(摄影:加藤康)
八合一电动驱动桥的马达出现了(图4)。定子的绕线使用的是扁线(图5)。成本比圆线高,但容易提高占积率(铜线在线圈截面积中的占比),有利于提高马达的效率。或许因为海豹在比亚迪的EV中是旗舰车型,并未选择一味降低成本。
图4 后轮处的驱动马达的定子
前端包覆有被认为用于绝缘的树脂。(摄影:加藤康)
图5 定子的内部
似乎通过使用扁线作为绕线,提高了马达的效率。(摄影:加藤康)
在此前日经BP拆解的纯电动汽车中,大众的ID.3与海豹一样,在马达定子中采用了扁线。而日产汽车的“Leaf”(中国名:聆风)、特斯拉的Model S、Model 3则使用了圆线。
从颜色的变化来看,转子似乎被分成了5个块体(图6)。转子2端的轴承上带有“FAG”字样,可见是德国舍弗勒(Schaeffler)的产品。
图6 后轮处的驱动马达的转子
最高转速为1万6000rpm。转子似乎分成了5个块体。2侧的轴承均为舍弗勒的产品。(摄影:加藤康)
与特斯拉和大众的共同点
接下来,我们来看一下拆开的齿轮箱的内部。减速器是现行量产纯电动汽车的电动驱动桥中主流的3轴(平行轴)型(图7)。采用单档2级式结构,与特斯拉的Model 3和大众的ID.3减速器相同(图8)。安装在从马达伸出的输入轴上的轴承是瑞典斯凯孚(SKF)的产品。
图7 八合一电动驱动桥的减速器
为3轴(平行轴)型,采用单档2级式结构。减速比为10.81。从马达伸出的输入轴的轴承由斯凯孚生产。(摄影:加藤康)
图8 从上面看减速器的齿轮机构
(摄影:加藤康)
由逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元目前尚处于拆掉外盖部分的阶段(图9、10)。计划在实施2次拆解之后,再介绍详细情况。
图9 高压零部件单元的上侧
被认为搭载了逆变器、BMS、车辆控制器功能(摄影:加藤康)
图10 高压零部件单元的下侧
被认为搭载了DC-DC转换器和车载充电器功能。(摄影:加藤康)
与大众ID.3的电动驱动桥及其他高压零部件对比一下就会发现,在比亚迪海豹的八合一电动驱动桥中,印有供应商名称的单独零部件很少。除了全球市场份额数一数二的电池之外,估计驱动马达、逆变器、其他高压零部件也大多由比亚迪自己开发。比亚迪的汽车业务号称采用垂直整合模式,其实力之强大可从八合一电动驱动桥窥见一斑。
中国比亚迪(BYD)的纯电动汽车(EV)“海豹(SEAL)”的拆解项目已经进入前轮处的电动驱动桥的调查。值得关注的是采用了与后轮处不同类型的驱动马达。
移除前发动机罩下的前备箱,逆变器就会显露出来(图1)。确认安装位置后,像后轮处一样从车身下方取下电动驱动桥。
图1 移除前发动机罩下的前备箱的情形
(摄影:加藤康)
现身的是驱动马达、逆变器、减速器这3个主要零部件实现一体化、被称为“三合一”的普通电动驱动桥(图2)。结构为在马达和减速器的单元上方搭载逆变器的双层结构(图3)。这是许多三合一电动驱动桥采用的零部件配置。其质量的标称值为88.5kg,实际测量时为90kg。
图2 从车辆上拆下的前轮处的电动驱动桥
马达和逆变器的外壳上安装了外罩。被认为是用于降低声音和振动。(摄影:加藤康)
图3 前轮处的电动驱动桥的零部件配置
逆变器安装在马达和减速器的单元上方。这个双层结构与后轮处基本相同。(摄影:加藤康)
把拆下的前轮处的电动驱动桥分解为单个零部件。拆除逆变器后,可以确认驱动马达的制造商是比亚迪旗下的中国比亚迪实业有限公司(Fuzhou BYD Industrial)。本次还进一步把马达拆解为定子和转子。
“比预想的更轻松地完成拆解。咦,结构与后面(后轮处)不一样”。后轮处使用的是在现行纯电动汽车上主流的永磁同步马达(Permanent Magnet Synchronous Motor、PMSM)。定子和转子借助强磁力固定,难以分解,但前轮处则轻松拆下。观察定子的结构,与后轮处有所不同(图4)。
图4 前轮处的驱动马达的定子
线圈等与后轮处的驱动用马达有所不同。(摄影:加藤康)
为了确认是否使用了永磁体,将铁棒靠近转子,但没有反应(图5)。仔细观察马达的外壳,发现上面印着“Asynchronous Motor”(异步马达)的字样。有鉴于此,前轮处的驱动马达应为感应马达(Induction Motor、IM)。
图5 前轮处的驱动马达的转子
将铁棒靠近,没有任何反应。最高转速为16500rpm。(摄影:加藤康)
前后马达的选择与特斯拉相同
比亚迪海豹是主要依靠在车辆后部搭载永磁同步马达的后轮驱动(RWD)纯电动汽车。此次日经BP拆解的是最高端款的四轮驱动(4WD)车型,以后轮驱动车的标准款为基础,在前轮处追加了感应马达(IM)。作为主要驱动源的后轮处永磁同步马达(PMSM)的最大输出功率为235kW,最大扭矩为360 N·m。前轮处的感应马达的最大输出功率为160kW,最大扭矩为310 N·m,输出功率和扭矩均小于后轮处。
以在后轮处搭载永磁同步马达的后轮驱动车为基础,在高端款的前轮处追加感应马达,使之成为四轮驱动车,这一思路与美国特斯拉的“Model 3”和“Model Y”如出一辙。Model 3和Model Y的标准款均为后轮驱动车,针对高端款设计为四轮驱动车。两者均在后轮处采用永磁同步马达,在前轮处采用感应马达(图6)。
图6 特斯拉“Model 3”的前轮处的电动驱动桥
驱动马达为感应马达。(照片:《日经XTECH》)
从四轮驱动的纯电动汽车来看,根据行驶条件,前轮处存在不工作的时间,在此期间转子空转。永磁同步马达在转子中嵌入了永磁体,在空转时转子和定子的线圈之间产生的吸力会导致拖曳阻力,从而导致耗电增加。把基于后轮驱动的纯电动汽车改为四轮驱动时,出现了在前轮处使用感应马达的例子。
感应马达也存在缺点。那就是功率密度小于永磁同步马达,如果要产生相同的输出功率,则感应马达的体积要大于永磁同步马达。不过,就像比亚迪的海豹、特斯拉的Model 3和Model Y的前轮处一样,“作为辅助的驱动源时不需要太大扭矩,因此即使用感应马达也可以控制体积”(美国零部件巨头的动力总成技术人员)。
此外,感应马达属于不使用稀土的马达,因此在规避地缘政治风险方面也备受关注。永磁同步马达使用钕(Nd)磁铁,为了在高温环境下提高保磁力(保持磁力的能力),通常添加镝(Dy)和碲(Tb)等重稀土元素。稀土生产集中于中国,还存在价格上涨等风险。
比亚迪是一家中国企业,如果是在国内生产,几乎不会出现采购稀土的隐忧。不过,该公司也开始在海外生产,预计泰国的乘用车组装工厂2024年投产。在电动汽车的驱动马达方面拥有永磁同步马达以外的选项,也有助于应对海外生产过程中稀土采购出现问题的情况。比亚迪把感应马达掌握在自己手中是否是在为全球扩张铺路?
比亚迪e系列第一款车拆解,底盘和e6一样,动力总成也一样
海鸥是比亚迪e系列的首款车型,比亚迪e系列的第一款车,在此之前,比亚迪主要做的是汉 EV,而这款车是从比亚迪e6衍生出来的,在之前我们也做过一期比亚迪e6的拆解。
海鸥这款车有个特点就是外观非常漂亮,很有冲击力,侧面看线条很流畅,有点像跑车的感觉。而且它的内饰也非常漂亮,配置也很高,在这个价位区间里算是非常优秀了。但是它不像e6那么好开,操控并没有那么好。
因为海鸥这款车是从e6衍生出来的,所以在底盘方面和e6完全一致,甚至动力总成也是一样的。但是这款车从底盘、内饰到驾驶感受上都有很大差别。今天我们就来详细介绍一下这款车。
底盘
海鸥是e系列首款车型,也是比亚迪e系列第一款车,所以在底盘方面采用了和e6一样的底盘设计。先来看一下这款车的悬挂,海鸥的悬挂采用了前麦弗逊式独立悬架,后扭力梁式非独立悬架,底盘布局很合理,从图中我们可以看到,海鸥的前悬用了横向稳定杆和多连杆式独立悬架,后悬用了横向稳定杆和扭力梁式非独立悬架。但这样的布置会导致整个车重偏高,同时也会让车辆重心偏高。所以实际开起来并不是那么好操控。
海鸥的底盘还有个特点就是很软,这种软是和e6完全不一样的。e6在前悬挂上用了横向稳定杆和多连杆式独立悬架,这样的设计可以降低车辆重心。但海鸥这款车用的是前麦弗逊式独立悬架和后扭力梁式非独立悬架。这样做带来的直接后果就是导致这款车在操控方面完全不如e6,因为它不像e6那样可以通过调整悬架来达到很好的操控。
动力
海鸥采用的是比亚迪的e平台,这个平台也是比亚迪的专利。它的优势就在于它能够将各个部件进行模块化设计,从而使其更好的进行组合,而不需要改变整体结构,从而让车辆的整个架构更加灵活。这一点和比亚迪e系列完全不同,e系列在产品层面上是要重新进行设计和开发,而海鸥则是直接将各个部件进行了模块化设计。
海鸥有三种动力总成可选,分别是55 KM、60 KM和80 KM。这三种动力总成分别是磷酸铁锂电池、三元锂电池和高性能电池。其中55 KM是55 kWh的三元锂电池,60 KM是60 kWh的磷酸铁锂电池,80 KM是80 kWh的磷酸铁锂电池。从动力参数上来看,海鸥和e6都差不多。
车身结构
底盘结构很简单,就是三根纵梁,两个纵梁之间是一根横梁,两根纵梁之间是一根横梁,横梁上有一条横向的加强筋。
最重要的一个地方就是电池包的位置。这款车的电池包放在了后排座椅下方,这个位置的电池包最大特点就是“不安全”。因为我们在拆解e6时发现,这款车的电池包在后排座椅下方,而且没有任何固定措施。这就导致了这个位置一旦发生碰撞,电池包就有可能会被挤压变形。
由于海鸥是新车型,所以说整车结构和e6是完全一致的。唯一不一样的地方就是海鸥的车身结构和e6完全不一样。所以在安全性方面海鸥肯定没有e6那么好。这也就是为什么我们在拆解e6时,会发现它有一个严重的安全问题。
电池
海鸥这款车的电池是由比亚迪自主研发的,电芯是比亚迪自家的,同时采用了比亚迪自主研发的 CTP技术,即电池包直接集成到车身框架中,没有采用传统的底盘电池包。
CTP技术可以让车辆拥有更好的续航和能量密度,同时也减少了整车重量。CTP技术与刀片电池技术是一脉相承的,在电池管理系统方面和刀片电池也是一致的。但是 CTP技术是需要车身底盘完整匹配才能实现更好的能量利用率,而刀片电池不需要底盘匹配,直接将电芯集成到了车身框架中。
海鸥这款车的动力电池组是比亚迪自主研发的磷酸铁锂电池,容量为70 kwh。电池组为两个单体结构,每个单体的容量为21 kwh,总容量为61 kwh。
驾驶感受
动力方面,比亚迪海鸥搭载了一台最大功率为135 kW,最大扭矩为280N·m的电机,匹配的是一台磷酸铁锂刀片电池。由于使用的是磷酸铁锂电池,所以这款车的续航里程可以达到550公里左右。不过需要注意的是,这款车并不支持快充,只支持慢充。
底盘方面,海鸥与e6的底盘完全一致,采用了前麦弗逊式独立悬架和后多连杆式独立悬架。这个悬架组合与比亚迪e6完全一样。
因为比亚迪海鸥是e系列的第一款车,所以在研发时,就将所有底盘系统进行了整合。而这款车使用的是一套由比亚迪自主研发的三电系统。由于这款车采用了磷酸铁锂电池,所以电池组会比三元锂电池更重一些,但是也不是特别重。
由于比亚迪e系列一直以来都是以轻量化为主要卖点,所以这款车在车身重量上应该会比e6轻一些。但是从实际感受来看,这款车的重心还是比较高的。
内饰
内饰方面,我觉得海鸥这款车的设计还是非常漂亮的,在这个价位里面属于比较优秀的了。同时它的用料和做工都非常好。方向盘采用了真皮包裹,握感非常舒服。仪表采用了全液晶仪表,显示内容非常丰富。中控屏幕是10.1英寸的,同时它还有一个10.1英寸的液晶大屏,这两个屏幕都很大,并且都是全触摸操作。
车内有很多物理按键,但是这些物理按键设计的都非常合理,手感也很好。方向盘前面有一个小小的显示屏,可以显示一些信息。空调面板是全触控操作的,空调出风口也是全触控操作的。这些设计都非常合理,也很实用。
在空调面板和中控屏幕上还有一些常用的物理按键和旋钮开关。
总结
在这个价位,海鸥算是非常优秀的一款车了。首先从外观上看,这款车的外观造型非常动感,侧面线条也很流畅。而且它的内饰非常漂亮,配置也很高。从底盘方面来看,这款车的操控并不像e6那么好开,而底盘是和e6一样的,所以从驾驶感受上来说,这款车和e6还是有一定区别的。但是从底盘方面来说,它又是和e6完全一致的。
因为比亚迪在新能源汽车方面有深厚的技术积累和品牌沉淀,这是其他品牌无法比拟的。但是海鸥也有自己不足的地方:首先是它的外观造型过于动感,运动风格不是很强烈。其次是它的内饰做工还可以进一步提升。最后就是它比较重。
它不仅颜值高、配置高、动力也不错、操控也很好。而且从底盘方面来说,这款车也不会给人太多廉价感。
比亚迪海洋网还不知道怎么放倒后排座椅?
我想告诉大家的是比亚迪海洋网的后排座椅都是可以放倒的,只是车型不一样放倒的方式有点不一样,但都大同小异,往下看图 :
海豚-后备箱345L
海豚后排座椅放倒就是拉动后排座椅上方有个拉绳,把拉绳提起,然后就可将座椅整排放倒,但海豚放倒的话需两个人同时拉动座椅左右两方的拉绳才可以,但是放回的话一个人就可完成,这一点有时候一个人确实不方便;
海豹-后备箱320L(还有一前备箱53L)
海豹放到就是扣动座椅上方的板块,左右两边各一人完成,看图可看出,两边可分开放倒,不会一放就整排放倒,这个设计蛮好;
护卫舰07-后备箱615L
护卫舰07放倒和海豹一样,都是扣动座椅上方板块,且可分开放倒,可以提供更多的一个储物空间;
驱逐舰05-后备箱 450L
驱逐舰05和前两放倒方式一样,扣动板块,也同样可以左右两边分开放倒;
宋plus DMi-后备箱 574L
宋pusDMi放倒也是拉绳式的,拉绳位置在座椅下方,图上可看到,可分开放倒,宋PluS EV的放倒方式和这个是一样的,拉绳位置都是在座椅下方。
你学会了嘛?
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