噪音减小还能大增续航!电机核心科技SiC模块,究竟是什么
2021年,持续一年多的疫情不仅深深影响了我们的生活,也着实让人感慨工业大国的全产业链对抗疫是多么重要。
就在2020年初,口罩需求是多么迫切。作为汽车媒体,电哥印象最深的,还是比亚迪用3天的时间完成图纸、7天造出口罩、10天大规模生产,迄今最大单日峰值产能超1亿只,迅速成为全球最大的口罩生产商。
这样恐怖的产能爆发速度,是和强大的研发、生产能力脱不开干系的,少了研发就难免受制于人,缺少生产能力又会造成产业空心化,大大削减我们应对极端情况的反应速度。
比亚迪就是这种不喜欢让人“卡脖子”精神的代表,无论是轨道交通、半导体设计、新能源电池、材料、高精导航、高端制造等全产业链,一句话来说就是:“我全都要”。
知道三电重要,功率器件居然更难?说回造车本身,一直以来汽车三大件的说法还是很深入人心的,从燃油车为人熟知的发动机、变速箱、底盘,再到新能源车电池、电机、电控,
事实上,这是一个非常笼统的叫法,我们知道动力电池内部包含电芯、电解液、冷却等等复杂机构,那么电机也不例外。
随着技术的进步和性能要求越来越高,电机实质上由多个模块合并而成,目前主流技术常见的是驱动电机、电机控制器、减速器三合一。
因此,硬件的集成化、小型化是渗透在方方面面的,占用空间更小同时提升效率是我们亘古不变的追求
明白了这点,而比亚迪更是在行业主流技术的基础上,进一步整合出了8合1电驱总成,包含了驱动电机、减速器、驱动电机控制器、PDU(高压配电箱)、DC-DC(高低压直流转换器)、 Bi-OBC(车载充电器)、VCU(整车控制器)、BMS(电池管理器),综合效率89%。
这驱动电机,或者说驱动总成的核心关键部件,正是电控单元。
简单解释一下,我们已经知道电动汽车是由电机来用来“出力”的,但是这个力怎么出呢,必须要通过电控单元(电机控制器)来实现,电动汽车电机控制器就是通过逆变桥调制输出正弦波来驱动电机工作。
我们继续深挖一下,这个电控单元(电机控制器),一般是由配电回路、辅助电源、驱动回路功率器件(IGBT)、DSP电路、结构与散热系统等构成。
当然了电路知识非常复杂,我们只要知道其中最重要最核心的是功率器件,也就是IGBT或SiC功率模块,目前比亚迪e平台3.0电控单元使用了全新一代SiC电控,功率密度提升近30%,电控最高效率99.7%。
既然是核心中的核心,那当然可以等量代换一下,功率器件就是驱动电机总成的核心。
国内首个自主研发量产的SiC功率模块就是这样一个看上去很小的关键模块,此前大多掌握在诸如英飞凌等公司手中,一直坚持自主研发的比亚迪,一路自研自制,从IGBT再到SiC模块,成为国内首批自主研发并量产应用SiC器件的半导体公司。
这块自主研发制造的高性能碳化硅功率模块 ,国内唯一实现在电机驱动控制器中大批量装车的SiC三相全桥模块。
SiC功率模块性能更强劲,成本也相对更高,目前比亚迪SiC模块主要应用在高端车型电机驱动控制器中,在汉EV中就有使用,大幅提升了性能表现。
那么,比亚迪比亚迪半导体碳化硅模块,又有哪些独到之处呢?还得从工艺上说起。
首先,这个模块采用纳米银烧结工艺代替传统软钎焊料焊接工艺,提升了高温可靠性,充分发挥SiC高工作结温性能。
这样的好处是相比传统焊接,大幅提升可靠性,寿命提升5倍以上,连接层热阻降低95%。
纳米银烧结工艺烧结体的导电性更加优异,另外在导热性、高粘接强度等方面,稳定性也更加突出,此工艺烧结的模块最大的优势是能够长期工作在高温工况,那么稳定性肯定是要好上许多了。
哦对了,纳米银烧结工艺,还有一个优势就是芯片烧结层形成可靠的机械连接和电连接,这样一来半导体模块的热阻和内阻均会降低,性能得以提升,当然可靠性也会随之提升。
▽纳米银烧结对比传统焊料烧结
这个工艺中,烧结料为纯银材料,不含铅,这意味着环保性更为突出。SiC的芯片正面互联采用先进的Cu clip bonding工艺,提高了SiC模块的过流能力,增强散热性能且降低了芯片的温升,温控更强。
至于超声波焊接工艺连接绝缘基板金属块与外部电极部分,能够最大化减小模块杂散电感,增强过流及散热能力,增强整体的稳定性。
▽超声波焊接图
生产过程中使用氮化硅AMB(活性金属钎焊)陶瓷覆铜基板,能够大幅降低热阻,使芯片的散热性能更强,提升使用寿命。
同时,很多人使用电动车,会感觉到电机的“啸叫”声,一方面这个声音的确存在,其次是电动车没有发动机的轰鸣,车内会更加安静,使得这个不那么大的“啸叫”声更为突出。
鉴于此,比亚迪SiC模块可满足20KHz以上的使用频率,这样即便是加速阶段也能够把工作噪音降到最低,最大化电动车的静谧驾乘优势。
综合来看,SiC功率模块的好处就很多了,导通损耗低的同时工作结温高,对于高性能电机来说,这是实现系统效率和高频化的重要条件。
对于用户而言,意味着更强的性能、更长的续航表现,大幅提升功率密度,输出功率提升至250KW以上,相同的性能表现下,占用的体积也只有IGBT的一半。
王传福:比亚迪什么都可以造最后,电哥想起前不久看过的纪录片《酌见》,在这档节目中,俞敏洪对王传福进行了现场采访,最让人记忆深刻的是王传福那句:“比亚迪什么都能可以造”
从电池、造车、材料、半导体...比亚迪就是如王传福本身一样,认死理,不服输,总是不断学习和改造自己。
新能源技术如是,刀片电池如是,e平台3.0如是,SiC功率模块亦如是。
(图/文/摄:皆电 宗泽)
新车|“老将”出新招,大空间和低油耗都要?试驾比亚迪宋MAX DM-i
汽车日报 曹浩
最近几年,有不少车企都开始将目光瞄向了MPV市场,和比亚迪有关的MPV传言也层出不穷,虽然确实也有几款MPV车型在规划当中,但截至目前比亚迪仍然仅有宋MAX这一款车型。
而对于宋MAX这样一款在市场当中征战许久的“老将”,比亚迪也确实需要给这款车赋予一些新的东西,所以在宋MAX DM-i上我们不光看到的比亚迪的DM-i混动系统,还见到了很新鲜的“升舱顶”。
而在有了这两项新配置之后,宋MAX DM-i的燃油经济性得到了很好地保证,同时车内空间也得到了显著提升。那么,从日常使用层面来看,这款车的表现又是怎么样的呢?
核心信息快速阅读1.宋MAX DM-i将推出5款车型,包括2款带有升舱顶的车型,目前预售价区间为14.68万-17.38万元,预计正式上市时间会在3月初。
2.新车提供51公里和105公里两种不同的纯电续航里程,105公里版本所搭载的电动机动力更强,同时还配备快充转接头,可以支持最大60千瓦直流快充。
3.新车提供ECO、NORMAL和SPORT三种驾驶模式,标准、运动两种转向力度,以及标准、较大两种能量回收等级。
4.全系标配DiLink 4.0(4G)智能网联系统,并且51公里和105公里的两款高配车型还提供了DiPilot智能驾驶辅助系统。
设计微调,升舱顶是亮点如果不是多出来的升舱顶和车尾上的DM-i标识,估计我们很难看出这款车和燃油版车型的区别。但实际上,宋MAX DM-i在造型上还是有了一些细微的变化。
外观设计和燃油版车型没有明显区别
头灯经过了升级,矩阵式布局带有智能远近光等功能
比如说虽然都是Dragon Face设计语言,但在这款车上并没有采用和其他DM-i车型相同的中网造型,还是相对早期的设计。不过相比于其他车型上的设计,这种没那么激进的风格或许更加适合宋MAX。不过车灯部分无论造型还是功能都进行了升级,矩阵式排列更加犀利,还带有自动大灯、智能远近光等等。
高配车型会带有升舱顶,能优化车内头部空间
升舱顶材质和车身相同,安全性可以保证
车间基本可以保持半站立姿态
升舱顶的设计确实很有新意,不理解的用户可能会把这个当做是车顶行李箱,但实际上这部分是和车身框架焊接在一起的,为的就是可以让车内拥有更高的纵向空间。而从我们实际体验来看,身高180厘米的体验者在拥有升舱顶的情况下,基本上可以弯腰站在车内,不会太过于压抑。
带升舱顶车型的高度增加了190毫米
图为宋MAX燃油版车型
尺寸方面,宋MAX DM-i的普通版车型长宽高为4710/1810/1690毫米,轴距2785毫米,带有升舱顶的车型其他数据不变,只有高度增加到了1880毫米。
车尾设计也没有明显变化
只是增加了DM-i尾标
车尾方面没有明显的区别,只是在尾标部分增加了DM-i标识。C柱和D柱之间的区域在经过设计之后,在保证透光性的前提下又营造出了悬浮式的效果。另外,这部分的装饰件细节设计有所调整,看起来更精致一些。
车内升级了细节,同时采用了全新的可可棕颜色
波浪形纹路提升了车内质感
车内是标准的比亚迪设计风格,不过在细节上宋MAX DM-i要做的更好一些,采用了大面积软质材料包覆,同时中控台饰板上也加入了波浪形纹路。
仪表盘采用了传统指针和液晶屏的组合
仪表盘并不是全液晶屏,而是机械指针和8英寸液晶屏的搭配,或许这样的造型没有那么强的科技感,但确实也更简单,更实用一些。
高配车型中控屏尺寸达到15.6英寸
同时高配车型还提供了DiPilot智能驾驶辅助系统
顶配车型的中控屏尺寸达到了15.6英寸,而且边框也非常窄,其他版本车型则使用的是12.8英寸中控屏。全系都将搭载DiLink 4.0(4G)智能网联系统,全新HMI设计也更加人性化,操作起来也更加便捷,同时车辆的反应灵敏度、触电的准确性方面也有很好的表现。
座椅采用了渐变色
六座车型第二排为两个独立座椅
第三排座椅填充物也依旧很厚实
作为一款MPV车型,用户对于座椅舒适度的要求会比其他车型更高一些。宋MAX DM-i的座椅比较宽,填充物比较厚实,所以舒适度很高。并且这次新车还采用了渐变风格的皮质包覆,看起来也是比较有质感。
第二排座椅的极限状态,出入第三排仍然会有一些影响
新车提供了六座和七座布局可选,带升舱顶的车型都是六座,其他车型则是七座。从体验上来说,第二排座椅前后可调整的幅度不小,但座椅无法完全翻折,所以可进入第三排仍然会显得有点麻烦。
缺一些个性,但舒适性不错配备了比亚迪DM-i超级混动系统
动力这块,宋MAX DM-i搭载的是一套由骁云-插混专用1.5升发动机和电动机组成的插电混动系统,并且电动机还分为了两种调校。我们这次试驾的是顶配车型,电动机输出功率为145千瓦,峰值扭矩325牛·米。
105公里车型随车附赠转接插头
最高可支持60千瓦直流快充
而在纯电续航方面,我们这次试驾的是搭载了容量为18.3千瓦时磷酸铁锂刀片的版本,纯电续航里程为105公里。另外还有搭载容量为8.3千瓦时的版本,纯电续航里程为51公里。而105公里版本车型还可以支持60千瓦直流快充,只需要在充电的时候带上随车附赠的转接口就行。
日常驾驶整体表现和其他DM-i车型差别不大
通过我们这次的试驾体验来看,宋MAX DM-i这款车的整体表现和我们之前试驾过的DM-i车型整体感觉差不多,虽然是主打经济性,但由于是插混车型,所以整体动力表现也没有什么值得吐槽的地方。
一般情况车辆优先纯电驱动
只要是在电量高于SOC设定值的情况下,车辆一般都会使用纯电起步,这也是插混车型的常规逻辑。而且在正常情况下,无论是不是地板油,发动机都不太会介入驱动。
当电量低于SOC设定值或SPORT模式下的地板油,发动机便会介入工作
当电量低于SOC设定值时,车辆也不完全是发动机直驱,而是会根据需求在发动机直驱和混动之间切换。并且当发动机输出功率高于驱动所需时,多余的能量还会同时给电池充电,而这也就是DM-i系统在亏电情况下油耗也不算高的原因所在。
ECO和NORMAL模式差别不大
提供了三种驾驶模式
宋MAX DM-i也和其他比亚迪车型一样提供ECO、NORMAL和SPORT三种驾驶模式,ECO和NORMAL模式下车辆会处在纯电优先的驱动模式下,而SPORT模式则在极端情况下发动机也会和电动机一起并联驱动。整体来看,ECO和NORMAL模式会存在一定的差别,但从个人感知上行来说,差别并不算大。
能量回收不激进,比较好适应
能量回收强度需要通过中控屏调整
能量回收也是提供了标准和较大两种回馈等级,但无论是根据用户需求,还是插电混动车型的实际需求来说,即便是较大回馈时车辆也不会带来过于明显的减速效果,所以驾驶者适应起来并不难。而从仪表指针来看,在同等速度的情况下,较大回馈所带来的的回收效果会比标准回馈高一倍左右。
采用了前麦弗逊+后扭力梁的悬架搭配
新车采用了前麦弗逊+后扭力梁的悬架组合,这样的组合十分常见,而对于宋MAX DM-i来说,后悬采用扭力梁可以提供更好的横向空间,为第三排乘坐提供一定的便利。
车辆悬架调校优先舒适性
而实际开起来这款车的悬架表现还不错,底盘表现出了不错的韧性,前后排的舒适度都值得肯定。不过在面对连续颠簸的路面时,悬架对于路面振动的过滤没有特别彻底。
风噪和胎噪都控制的比较不错
电动机啸叫的控制还需要优化
这款车对于风噪和路噪的控制都不错,但唯一需要提升的就是对于电动机电流声的控制,尤其是在纯电行驶时,周围都很安静的情况下电动机啸叫就会显得尤为明显。反而是发动机介入工作时,车辆的动力衔接很平顺,发动机也没有特别明显的噪音传递到车内。
写在最后对于宋MAX DM-i来说,其实最为核心的一个是升舱顶,另外一个就是DM-i系统。升舱顶能带来的空间便利不言而喻,而很多用户会担心升舱顶会造成安全性隐患和风阻的提升,根据官方的反馈,升舱顶使用的是和车身相同的材质,通过焊接而固定在车顶的位置,所以安全性可以保证。至于风阻的话,有没有升舱顶的风阻系数可能只差零点几,对于整车的燃油经济性影响不大。
从目前市场来看,能和宋MAX DM-i形成竞争关系的车型并不多,所以这或许也是比亚迪一直没有放弃这款车型的原因之一,毕竟市场是由供需关系决定的,过去一年宋MAX还有差不多1万辆的销量,而在加入DM-i和升舱顶之后,虽然价格会有一些上涨,但其各方面表现确实要比之前的燃油版更出色。考虑到比亚迪之前DM-i车型的火热程度,宋MAX DM-i或许也会成为很多人眼里的“香饽饽”。