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比亚迪秦plus拆解

为了揭秘比亚迪e平台电池包技术,我们拆了秦Pro EV500

作为纯电动汽车最核心的零部件之一,动力电池对车辆的续航里程、整备质量、动力表现、操控性能等息息相关。在纯电动汽车的制造成本方面,电池的占比也最高,普遍在30%以上,这导致了电动汽车较高的售价以及后期维护成本。因此,降低电池的单位成本,以及增加电池的能量密度,一直是电动汽车技术发展的主要方向。

对原本就是以电池起家的比亚迪来说,高性能电池是比亚迪的杀手锏之一。尤其是在换装了能量密度更高、放电电压更高、低温性能更好的三元锂电池后,比亚迪EV车型系列的核心竞争力更是得到大幅提高。

本期内容,我们将对比亚迪秦Pro EV500车型的电池包进行全面拆解,并邀请到专注于电机系统、电控系统、动力电池等领域的几位高级工程师,技术解析比亚迪所掌握的电池包安全设计、热管理设计等创新及管理技术。

方形铝壳集成工艺

在揭开电池包的超薄非金属上盖,以及二氧化硅气凝胶防火隔热层之后,我们可以清楚地看到电池包整体的布置结构,其中最直观可见的便是电池包的集成工艺。集成工艺在动力电池的研发中非常重要,必须满足机械防护、热安全防护、热管理、环境防护等全方面安全要求的前提下,追求轻量化及优化成本

与特斯拉所采用的圆柱型电芯方式不同,比亚迪采用了国内普及率更高的方形铝壳,具有能量密度高,集成难度低的优势。另外,方形的封装工艺,也有助于缩小电芯间的缝隙,让整体尺寸更加紧凑,而圆柱电芯必然要在电芯间留出三角形的空隙,降低了空间利用率。

镁铝合金材质打造的电芯壳体,与圆柱型电池所采用的不锈钢壳体相比,更轻成本更低,有利于提高电芯的能量密度,而且制造成本也更低。而且方壳的结构可以容纳更多电解液、电芯极片膨胀应力更低,电池寿命比圆柱形长2倍以上

电池模组

秦Pro EV500采用了比亚迪自主研发的镍钴锰三元电池,也就是在钴酸锂基础上,经过改进,以镍钴锰作为电池正极材料,并合理配比镍钴锰的比例。在优化成本、保证安全的同时,使得电池具有容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能。

并且有效提高电池能量密度,达到160.9Wh/kg,结合56.4kWh的容量。实现NEDC续航里程420km,60km/h等速续航里程500km,从而有效缓解用户在续航里程方面的忧虑。并且得益于电池组的高能量密度,有效降低汽车的电池装载量,从而减轻汽车的自重。

电池模组的成组方式充分考虑到了散热和轻量化的需求,采用两侧铝制短板加弹性钢带捆扎的方式,自适应电池在充放电过程中的膨胀。同时多种规格的模组可以实现灵活的布局,适应不同车型的需要。在车体中部尽量扁平,单层布局,增加车内高度空间。

在细节设计上,主回路连接和它信号采集的部分使用了铝巴,在同样导电能力的情况下,重量相比使用铜材质可以降低一半以上,而且成本也能得到控制。

不过我们发现在引出极上采用了铜排而非铝排,这是因为铝排的硬度较低,在高温、高应力的情况下,铝会发生塌缩,并且塌缩之后不易回弹,一热一冷就会导致缝隙加大,接触电阻上升,带来安全隐患。

而在铜铝不同材质的连接上,比亚迪采用了一种叫做电磁脉冲焊的技术。相对于现在常用的铜铝直接碾压连接或超声波焊接技术,电磁脉冲焊的工艺难度比较大,虽然成本也会相应提高,但效果是最好的,是目前比较先进的技术。

在每一个电池极柱和极柱之间,也用激光把铝制汇流排和极柱熔焊在一起,保证可靠性。并且在汇流排上设计有一个凹陷,用来吸收机械振动以及电击膨胀带来的应力。而如果是直铝巴,随着电池的老化膨胀,相邻电池的极柱间距会增大,拉伸应力会影响焊点的可靠性。

在信号连接的部分,比亚迪采用了柔性电路板,相对于传统采样线束的方案,集成度更高,也更轻薄。如果仔细观察,会发现柔性电路板上有细丝状的布线,我们称之为采样线熔断线。它的作用是在碰撞时,可能会挤压采样线束造成短路,进而引起采样线起火,这些细丝便会在短路时由于过流而发生熔断,从而切断短路回路,确保整个线束的安全和电池模块的安全。

电池管理系统

由于采用了锂电池,为了保证电池始终处在一个比较合适的温度范围内进行工作,比亚迪为其配备了一套独立的电池智能温控管理系统,以确保动力电池在复杂的温度环境之下可以获得稳定可靠的性能。这套智能温控管理系统通过液体介质保温和降温,能有效保证电池温度均一性。

在冷却方式上,比亚迪在电池内增加了散热回路,通过板式换热器与空调回路相连,电池进出水和电池级耳处都布有温度传感器,结合电池温度实时调节空调压缩机的功率来控制电池进水温度及流量,以此来控制电池温度在适宜工作温度。

在加热方式上,比亚迪在电池散热回路里串联PTC水加热器,通过调节水加热器的功率,控制进水温度及流量,以此来控制电池在冬季也能工作在适宜温度,确保充电速度和放电动力性。

并且通过电池管理系统BMS,实时监测电池状态,对低温、过充、过放、过温等进行保护,从而延长电池寿命。当温度过低或过高时,会限制充放电功率,而当温度严重过低或过高时,会禁止充放电,从而保护电池。

蛇形水冷扁管

用来冷却以及加热的水道管路布置在不同电池模组的底部或者侧面,同时我们注意到,电池包中的水管采用了与特斯拉相同的口琴管,这种口琴管很薄,壁厚在0.8-1mm,相比于传统的壁厚为1.6-2mm的铝合金水管,重量上要轻不少。

比较有特色的是,秦Pro EV500上所采用的这种横向弯折蛇形设计相比于特斯拉,可以说是采用了同样的技术路线,但从工艺角度上讲更难,尤其是在弯曲部分的外圈,材料内外侧的拉伸率相差比较大,容易发生褶皱和裂纹,对材料以及工艺的要求非常高。这样做的好处也是显而易见的,特斯拉管路是为了从侧面“包住”电池,但问题是圆柱形电池与散热管路的接触面几乎是一条直线,效率较差,这也是为什么在最新的21700(Model3采用)电池模组中采用了整体灌胶方式,只能牺牲“重量”换“热量”。比亚迪的管路设计与方形电池配合较好,管路完全贴在电池侧壁,最大化接触面积。

这种设计既保证了每块电芯都能被冷却到,同时相对于用整块铝板设计的冷却水道,实现了非常好的轻量化效果。这在整个行业上属于领先的技术,对比亚迪来说完成了一个挑战。

组装工艺

整个电池包在总装的过程中,对工艺的控制非常完美。特别是在每一个水冷管的连接点,每一个接插件的连接点,每一个高压电气的连接点,以及结构固定的点上面基本上都有两到三道确认。

举个例子,一些低压的接插件负责电池的信号采集,如果BMS系统丢失了单体电压信号或者单体温度信号,就不能继续可靠地工作,也就无法完全保证电池的安全。

一般的接插件只有一个锁扣,锁紧之后会有锁止声音作为提示。而比亚迪不仅有声音作为确认,同时还有一个副锁扣,只有一级锁扣接插到位时,才可以将副锁扣闭合,两级的锁止设计非常到位。

另外,高压电器的连接也是整个电池包组装中最核心最关键的一点,尤其是在主回路连接的可靠性和低内阻设计上。比亚迪的电池包在主回路的长距离连接上采用了耐高温的聚酰亚胺压封的铜排,并且设计了很多立体弯折,从而在受到振动,或是受热膨胀时,通过这些弯折来吸收长度的变化,避免将载荷转移到连接螺钉上。

虽然从接触内阻的角度来讲,单螺钉的接触内阻就满足发热要求。但比亚迪依然坚持用双螺钉的设计方案,从而大幅提高可靠性。而且在螺钉的拧紧确认上,我们发现有三种颜色的色标,这意味着进行了三遍确认。第一遍为自动拧紧轴拧紧,并打上红色标记,后两遍为人工利用扭矩扳手复检,分别打上黄色和白色标记。

,整个电池包内的大部分管线都采用了尼龙网状编制管套,特别是与电池包壳体及内部器件接触的管线,在保护线束,避免磨损的同时,也起到降低噪音的作用。

总结

总的来说,比亚迪秦Pro EV500在整个电池包的轻量化和可靠性上做了非常多的努力,并且通过改良电芯配比、优化电池管理系统以及主动热管理技术,提高电池的能量密度,从而提高车辆的动力、操控以及续航性能。尤其是在安全性方面的设计上,比亚迪的工程师们考虑得更是细致,从而最大程度保护用户的行车安全。以上这些,都体现出比亚迪在电池研发领域所具有的技术优势以及发展空间,可以说引领了行业技术发展方向。

拆解秦Pro EV500 揭秘比亚迪动力电池核心技术

【文/ 盟主】作为纯电动汽车最核心的零部件之一,动力电池对车辆的续航里程、整备质量、动力表现、操控性能等息息相关。在纯电动汽车的制造成本方面,电池的占比也最高,普遍在30%以上,这导致了电动汽车较高的售价以及后期维护成本。因此,降低电池的单位成本,以及增加电池的能量密度,一直是电动汽车技术发展的主要方向。

对原本就是以电池起家的比亚迪来说,高性能电池是比亚迪的杀手锏之一。尤其是在换装了能量密度更高、放电电压更高、低温性能更好的三元锂电池后,比亚迪EV车型系列的核心竞争力更是得到大幅提高。

本期内容,我们将对比亚迪秦Pro EV500车型的电池包进行全面拆解,并解析比亚迪所掌握的电池包安全设计、热管理设计等创新及管理技术。

方形铝壳集成工艺

在揭开电池包的超薄非金属上盖,以及二氧化硅气凝胶防火隔热层之后,我们可以清楚地看到电池包整体的布置结构,其中最直观可见的便是电池包的集成工艺。集成工艺在动力电池的研发中非常重要,必须满足机械防护、热安全防护、热管理、环境防护等全方面安全要求的前提下,追求轻量化及优化成本

与特斯拉所采用的圆柱型电芯方式不同,比亚迪采用了国内普及率更高的方形铝壳,具有能量密度高,集成难度低的优势。另外,方形的封装工艺,也有助于缩小电芯间的缝隙,让整体尺寸更加紧凑,而圆柱电芯必然要在电芯间留出三角形的空隙,降低了空间利用率。

镁铝合金材质打造的电芯壳体,与圆柱型电池所采用的不锈钢壳体相比,更轻成本更低,有利于提高电芯的能量密度,而且制造成本也更低。而且方壳的结构可以容纳更多电解液、电芯极片膨胀应力更低,电池寿命比圆柱形长2倍以上

电池模组

秦Pro EV500采用了比亚迪自主研发的镍钴锰三元电池,也就是在钴酸锂基础上,经过改进,以镍钴锰作为电池正极材料,并合理配比镍钴锰的比例。在优化成本、保证安全的同时,使得电池具有容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能。

并且有效提高电池能量密度,达到160.9Wh/kg,结合56.4kWh的容量。实现NEDC续航里程420km,60km/h等速续航里程500km,从而有效缓解用户在续航里程方面的忧虑。并且得益于电池组的高能量密度,有效降低汽车的电池装载量,从而减轻汽车的自重。

电池模组的成组方式充分考虑到了散热和轻量化的需求,采用两侧铝制短板加弹性钢带捆扎的方式,自适应电池在充放电过程中的膨胀。同时多种规格的模组可以实现灵活的布局,适应不同车型的需要。在车体中部尽量扁平,单层布局,增加车内高度空间。

在细节设计上,主回路连接和它信号采集的部分使用了铝巴,在同样导电能力的情况下,重量相比使用铜材质可以降低一半以上,而且成本也能得到控制。

不过我们发现在引出极上采用了铜排而非铝排,这是因为铝排的硬度较低,在高温、高应力的情况下,铝会发生塌缩,并且塌缩之后不易回弹,一热一冷就会导致缝隙加大,接触电阻上升,带来安全隐患。

而在铜铝不同材质的连接上,比亚迪采用了一种叫做电磁脉冲焊的技术。相对于现在常用的铜铝直接碾压连接或超声波焊接技术,电磁脉冲焊的工艺难度比较大,虽然成本也会相应提高,但效果是最好的,是目前比较先进的技术。

在每一个电池极柱和极柱之间,也用激光把铝制汇流排和极柱熔焊在一起,保证可靠性。并且在汇流排上设计有一个凹陷,用来吸收机械振动以及电击膨胀带来的应力。而如果是直铝巴,随着电池的老化膨胀,相邻电池的极柱间距会增大,拉伸应力会影响焊点的可靠性。

在信号连接的部分,比亚迪采用了柔性电路板,相对于传统采样线束的方案,集成度更高,也更轻薄。如果仔细观察,会发现柔性电路板上有细丝状的布线,我们称之为采样线熔断线。它的作用是在碰撞时,可能会挤压采样线束造成短路,进而引起采样线起火,这些细丝便会在短路时由于过流而发生熔断,从而切断短路回路,确保整个线束的安全和电池模块的安全。

电池管理系统

由于采用了锂电池,为了保证电池始终处在一个比较合适的温度范围内进行工作,比亚迪为其配备了一套独立的电池智能温控管理系统,以确保动力电池在复杂的温度环境之下可以获得稳定可靠的性能。这套智能温控管理系统通过液体介质保温和降温,能有效保证电池温度均一性。

在冷却方式上,比亚迪在电池内增加了散热回路,通过板式换热器与空调回路相连,电池进出水和电池级耳处都布有温度传感器,结合电池温度实时调节空调压缩机的功率来控制电池进水温度及流量,以此来控制电池温度在适宜工作温度。

在加热方式上,比亚迪在电池散热回路里串联PTC水加热器,通过调节水加热器的功率,控制进水温度及流量,以此来控制电池在冬季也能工作在适宜温度,确保充电速度和放电动力性。

并且通过电池管理系统BMS,实时监测电池状态,对低温、过充、过放、过温等进行保护,从而延长电池寿命。当温度过低或过高时,会限制充放电功率,而当温度严重过低或过高时,会禁止充放电,从而保护电池。

蛇形水冷扁管

用来冷却以及加热的水道管路布置在不同电池模组的底部或者侧面,同时我们注意到,电池包中的水管采用了与特斯拉相同的口琴管,这种口琴管很薄,壁厚在0.8-1mm,相比于传统的壁厚为1.6-2mm的铝合金水管,重量上要轻不少。

比较有特色的是,秦Pro EV500上所采用的这种横向弯折蛇形设计相比于特斯拉,可以说是采用了同样的技术路线,但从工艺角度上讲更难,尤其是在弯曲部分的外圈,材料内外侧的拉伸率相差比较大,容易发生褶皱和裂纹,对材料以及工艺的要求非常高。

这样做的好处也是显而易见的,特斯拉管路是为了从侧面“包住”电池,但问题是圆柱形电池与散热管路的接触面几乎是一条直线,效率较差,这也是为什么在最新的21700(Model3采用)电池模组中采用了整体灌胶方式,只能牺牲“重量”换“热量”。比亚迪的管路设计与方形电池配合较好,管路完全贴在电池侧壁,最大化接触面积。

这种设计既保证了每块电芯都能被冷却到,同时相对于用整块铝板设计的冷却水道,实现了非常好的轻量化效果。这在整个行业上属于领先的技术,对比亚迪来说完成了一个挑战。

组装工艺

整个电池包在总装的过程中,对工艺的控制非常完美。特别是在每一个水冷管的连接点,每一个接插件的连接点,每一个高压电气的连接点,以及结构固定的点上面基本上都有两到三道确认。

举个例子,一些低压的接插件负责电池的信号采集,如果BMS系统丢失了单体电压信号或者单体温度信号,就不能继续可靠地工作,也就无法完全保证电池的安全。

一般的接插件只有一个锁扣,锁紧之后会有锁止声音作为提示。而比亚迪不仅有声音作为确认,同时还有一个副锁扣,只有一级锁扣接插到位时,才可以将副锁扣闭合,两级的锁止设计非常到位。

另外,高压电器的连接也是整个电池包组装中最核心最关键的一点,尤其是在主回路连接的可靠性和低内阻设计上。比亚迪的电池包在主回路的长距离连接上采用了耐高温的聚酰亚胺压封的铜排,并且设计了很多立体弯折,从而在受到振动,或是受热膨胀时,通过这些弯折来吸收长度的变化,避免将载荷转移到连接螺钉上。

虽然从接触内阻的角度来讲,单螺钉的接触内阻就满足发热要求。但比亚迪依然坚持用双螺钉的设计方案,从而大幅提高可靠性。而且在螺钉的拧紧确认上,我们发现有三种颜色的色标,这意味着进行了三遍确认。第一遍为自动拧紧轴拧紧,并打上红色标记,后两遍为人工利用扭矩扳手复检,分别打上黄色和白色标记。

另外,整个电池包内的大部分管线都采用了尼龙网状编制管套,特别是与电池包壳体及内部器件接触的管线,在保护线束,避免磨损的同时,也起到降低噪音的作用。

总结

总的来说,比亚迪秦Pro EV500在整个电池包的轻量化和可靠性上做了非常多的努力,并且通过改良电芯配比、优化电池管理系统以及主动热管理技术,提高电池的能量密度,从而提高车辆的动力、操控以及续航性能。

尤其是在安全性方面的设计上,比亚迪的工程师们考虑得更是细致,从而最大程度保护用户的行车安全。以上这些,都体现出比亚迪在电池研发领域所具有的技术优势以及发展空间,可以说引领了行业技术发展方向。

当汽车工程师遇到秦Pro EV500,忍不住要拆开看看

比亚迪于2018年北京车展发布了全新e平台核心技术,这标志着比亚迪向纯电动汽车零部件一整套集成化解决方案领域全面迈进。基于“e平台”打造的电动车,通过高度集成、一体控制,实现了整车重量的减轻、整车布局的优化、能耗效率的提升和可靠性的提高。

秦Pro EV500是比亚迪第一台采用e平台技术的A+级轿车,在传统汽车市场中,这一级别因为销量大,符合绝大多数用户日常使用需求,所以也是关注度最高的车型。同时作为厂家布局市场的重点车型,其在技术配置上既要考虑成本,也要提高品质,所以可以看做是厂家造车平均水平的展现。比亚迪秦Pro EV500自打上市以来,就备受消费者关注。为此,我们邀请到专注于电机系统、电控系统、动力电池等领域的几位高级工程师,针对比亚迪e平台进行全面的解析。

这篇内容,工程师们先对秦Pro EV500的动力性、操控性以及充电及续航表现进行了简单体验,并通过观察分析e平台的整体架构、高度集成化等核心优势来印证他们的主观感受。

动态性能表现

优异的加速表现是这台车给工程师们留下的第一印象。作为一台纯电动车型,秦Pro EV500配备的是一台最大转速可以达到15000rpm的高速永磁同步电机,动力数据为120kW,280N·m。从实际表现上来看,即便车速达到80km/h以上,再加速时仍然有较强的推背感。这说明整车有充足的扭矩储备和功率储备,是强劲电机系统和整体轻量化设计的结果。

整套动力系统在起步、加速响应以及加速和滑行反复切换的工况下,扭矩过渡都非常的平顺,并没有出现任何的顿挫感。尤其是在起步蠕行阶段,整体比较柔和连贯,没有传统自动挡的扭矩突增感。

并且扭矩响应也非常的快,扭矩上升连贯平滑,没有明显的延迟感和超调。可以说超过了国内的其他电动车,这些都要得益于比亚迪在驱动集成化方面的自主核心技术。

在进行蛇形绕桩以及高速过弯、变线的时候,车辆侧倾非常小,整体表现很稳定。同时在转向时并没有明显的过度转向和不足转向特性,转向非常轻盈和稳定。车辆能够很好地跟随驾驶员的意图,给驾驶员比较强的信心。以上这些,都得益于较低的电池和电驱系统布置,拉低了整车的重心。同时电池基本布置在两轴中间,减小了前轴的负荷,从而实现比较理想的前后载荷比。

另外在车辆进行急加速和紧急制动的时候,也没有任何的跑偏,这得益于良好的底盘设计和制动系统的调校。并且在长时间的剧烈操作过程中,系统表现依然非常稳定,没有出现任何的因为温度过高导致的功率或者扭矩限制。

在NVH表现上,这款车的整体表现也让工程师们感到满意,几乎听不到电机在加速时的高频噪声。在城市路况行驶时,驾乘舒适性和车内噪声的控制都比较好,说明驾驶舱的隔吸声处理比较到位。

充电表现

对于电动车来说,消费者对于充电速度的关注度并不低于对实际续航里程表现的关注。而对于工程师们来说,他们关注的不仅是充电速度,依靠充电时电桩上的很多信息,还能分析出不少背后的设计细节。

从充电桩显示数据来看,秦Pro EV500的电池系统充电需求电压在450V左右,比行业内普遍采用的350V电压平台(例如特斯拉)更高,在相同功率下可降低20%多的电流,一个显而易见的优势是降低了大电流的线损,发热更低,在热管理上提升安全级别。

同时由于现有直流充电桩在最大输出电流范围内是宽电压的,比如最大电流120A,输出电压200~750V。市场上2018年以后的主流车型普遍能支持120A的充电电流,但受限于350V的额定电压,一般平均充电功率只能到42kW,而秦通过提高电压到最大近500V,可在同样的充电桩上实现近60kW的充电功率,相当于充100km电量只需要15分钟。同时13.8kW·h/100km的能耗对于1.6吨的车而言,相当于8.6度电/吨/100km,这个电耗水平也是相当不错的。

另外充电桩上显示电池温度22℃,处于最优工作温度区间。测试当天气温13℃、电池SOC37%,这个温升或许是因为激烈驾驶产生的,也或许是电池热管理系统加热所实现的,总之对于提升充电功率起到很大的帮助。

在实际充电过程中,充电功率最高达到了57kW,考虑到涓流充电保护电池的功能设计,秦Pro EV500从20%充到80%仅用时45分钟,30-80%大约30分钟,充电速度不错,很多号称达到2C充电倍率的其他品牌车型,在国网充电桩上至少要1个小时以上,要提升充电速度就只能使用自己的超级充电系统。

虽然简单看上去仅仅是提高了电压,但要想实现这个目标并不容易,难点在于所有的高压部件,包括DC-DC、OBC、电机控制器、电机、空调压缩机、PTC、高压接触器、高压保险等等这些全部都是600V以上的等级,这也是比亚迪e平台的优势。

BNA架构优势

作为基于全新e平台开发的车型,比亚迪的全新BNA架构可实现传统燃油车型、DM双模混动车型、EV纯电动车型共享平台进行生产。不仅生产效率提升,成本降低,同时零部件的统一也使得质量得到更加有效的控制。

对于秦Pro EV500这台车来说,低矮的电池包结构,有利于降低整车的重心。整个电池包底部被双层底板镁铝合金体保护,并通过两侧纵梁上的吊耳,平行地固定在车身的纵梁上,电池包的上部被车身底板包裹保护起来。

特别值得一提的是,比亚迪的全新平台,将车身纵梁与门槛梁融为一体,从而实现非常高的纵向刚度以及优秀的侧向碰撞保护能力,同时对整个电池包的固定提供非常好的固定点。e平台加强后的纵梁宽度几乎为传统燃油车型的两倍,而抗弯强度很可能不止两倍。同时,所构成的电池仓保证了20多厘米的碰撞间隙,而传统车型的碰撞侵入量大约在10厘米左右,对于e平台来说,侵入量只会更小。因此无论是横向碰撞还是纵向碰撞,电池都能得到坚固的保护。

与此同时,加强的车身结构也就加强了整车的刚性,对于提升操控性也有很大的帮助。从保护人,到保护“双舱”,这在新能源普及化的今天可以说是一次巨大的进步,也标志着新能源汽车设计思路的转变。

当然,这只是BNA架构的优势之一。对于比亚迪这种负责任的企业,或者说有长远战略的企业来说,模块化、集成化一定是发展方向。就像很多品牌都在开发整车底盘平台、动力系统平台,都一定是为了5年之后的考虑,做目标去优化。

不可否认的是,新能源汽车发展到现在,可以说从2014年开始高速发展,肯定避免不了有很多企业是在投机。而像比亚迪这种战略性投入性的企业,还是比较少的。

集成化、模块化、标准化开发

高度集成化是比亚迪e平台最大的特点之一。通过高压三合一(30公斤左右)与驱动三合一(70公斤左右),相比一个200多公斤的2.0L发动机,实现前舱以及整车的轻量化。而整车的轻量化设计,带来的是实际能耗的降低,以及续航能力的提升等等。

在前舱的轻量化设计上,比亚迪不惜成本最大限度采用了铝合金,比如高压三合一的支架、电机悬置等,能够降低2-3公斤的重量。

另外低压辅助电源采用了重量仅为4.5公斤的12V锂电池,而非传统的铅酸电池,这能够节省掉差不多10多公斤的重量。欧洲高端的车型采用锂电池已比较常见,但国内还很少见,因为确实成本要高很多,但对于轻量化上的提升来说还是很划算的,毕竟如果想在车身上省10公斤并不容易。并且锂电池基本可以做到全生命周期不坏,不像铅酸电池三年到五年就需要更换。虽然高温会对锂电池造成一些压力,但好在在集成化之后,比亚迪车型的机舱空间比较富裕,通风良好,因此舱内温度也比汽油车低很多。

通常对于传统前驱的汽油车来说,前后轴荷比大概在55:45甚至以上,想达到50:50的平衡确实很难。但是对于电动车来说,尤其是比亚迪这种进行高度集成化和轻量化之后,前舱的总重量相当于从传统的200多公斤降低到100多公斤,再加上一个300多公斤重的整套电池包布置在了前后轴之间,所以更利于实现50:50的完美平衡。

另外多合一除了能降低重量,也降低了整体的体积。尤其是模块越多,接插件和线束就越多,这些零部件与电机本体的体积相比占比还是很大的。同时在前期设计时也要考虑到管线回弯的半径、插拔时的操作难易度等等。像比亚迪这样的高度集成化,除了整体体积可控、布置更加简洁以外,可维修性也非常好。

体积小了,机舱内各零部件之间就能够留出足够的间隙,如果发生碰撞的话,溃缩空间是非常充足的。再加上驱动电机的位置非常低,电机控制器也是紧贴着电机来布置的,因此整个动力总成下沉的比较多,碰撞的时候,也能够避免侵入乘员舱,提高碰撞安全性。

三合一之后,线束相比其他电动车型要少很多。线束的走向比较清晰,并且非常牢固地固定在车架上。同时跟周围的其他零部件之间有足够的间隙,这样不会在颠簸振动的时候,高压线束与零部件发生摩擦,引发漏电风险。尤其是对于高压线来说,一般分为外部护套、绝缘层、屏蔽层和中间的导电层。一旦外壳磨破,会对整个控制器的密封性产生影响,如果磨损较深,还可能会有漏电短路风险,

当然,高压走线的布置如果不合理,还可能会对低压信号产生影响。所以我们可以在这台车上看到,中间部分大多是高压线,而低压线分布在机舱边缘,划分还是比较清晰的。

同时从成本上来说,集成化也要比分成几块更省钱,因为更多的接插件以及线束等等都会带来很多附加的成本。所以说多合一是一个非常高效的技术路线。

但是多合一在开发难度上技术难度很高,尤其体现在工程化难度上。首先,高度集成化之后,零部件的散热压力会增大。但最关键的是,对于很多新能源车型来说,其实无论是高压系统还是低压系统中的很多零部件,都来自不同的供应商。如果希望实现高度集成化,就要求不同供应商之间有着非常好的协同开发能力,才能发挥出集成化的最大价值。

或者像比亚迪这样,具备全产业链自主开发能力的品牌,并且具有集成创新能力,所以在整合的过程中相比其他品牌速度要更快,效率也更高。特别是对于汽车开发来说,整个产品的开发过程必须非常严谨,同时验证周期也非常长,所以对于供应商来说,为了保护各自的利益,往往会把边界分得很清。有时为了保证设备的电磁兼容,之间互不干扰,甚至会单独分隔成仓。而如果要想实现高度集成化必然会涉及到一些零部件做出妥协或牺牲,这对于供应商来说很难接受,所以最终的呈现必然避免不了很多冗余。有些虽然看似是整合在一起,但还是会有些貌合神离。

现在市场上比较常见的就是把充电机和DC-DC两个合在一起,但如果是DC-DC、充电机和高压系统需要合在一起的时候,因为每款车的高压系统都不一样,比较难以标准化和通用化。受限于上述因素,对于很多品牌来说,只能采用市场上的标准电机和充电机零部件,分离地组装在前舱内。

整体来看,虽然集成化开发过程中很多零部件都需要定制,导致成本会上升很多。但在比亚迪看来,希望通过共享平台,实现模块化开发,也就增加了单个零部件的使用范围和数量,降低摊销成本,同时又通过集成化来降低零部件总成本。虽然这势必会增加研发的技术难度,同时需要投入大量的研发成本,但如果销量得到保证,集成化开发所带来的成本降低,就要远远大于所投入的研发成本。

这是比亚迪的长远战略目标,为了实现这一目标投入全部的资源,这种偏极客的、工程师的做事风格,还是比较值得肯定的。

总结

通过工程师们的深入解读,我们对比亚迪全新e平台的意义以及核心优势有了初步的了解。接下来,我们还会将e平台进行全面彻底的拆解,将其背后的设计及技术全面展示在消费者面前。而秦Pro EV500,也将作为第一台被全面拆解的e平台车型,对此,你期待吗?

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