平衡成本与品质的利器 比亚迪e平台将带动国产电动车持续前行

近日,英国知名电器制造商戴森宣布放弃电动汽车项目,他们曾在三年内投入的20亿英镑用于研发电动车,而放弃的原因则是电动车不具备商业价值。另一方面,去年还风光一时的蔚来汽车累积亏损高达220亿人民币,其股价在近期已跌至1.56美元,相比最高峰时跌去了85%以上。如果再加上今年补贴退坡的政策因素影响,电动汽车行业给人感觉是前途暗淡。

镜头的另一面,特斯拉第三季度全球产量达9.6万辆,交付量约9.7万辆,双双创下生产与交付记录,Model 3的国产也在紧锣密鼓的推进。比亚迪近期则推出唐EV树立起豪华电动汽车标杆,元EV荣登全球纯电动汽车单品月销量冠军,全新的电动车e网在全国铺设,e1、e2等车型陆续上市。

上面两段文字呈现的正是当下电动汽车冰火两重天的格局,在渡过了前几年的狂热期,电动汽车事实上已经进入适者生存的淘汰阶段。在这个阶段,成本与品质的控制能力就是企业能否持续发展的关键。戴森正是困于成本不得不放弃,而蔚来却是栽倒在品质上。

作为自主品牌中一直引领着新能源汽车格局的比亚迪汽车,能够在电动汽车的大浪来临之际,连续快速的推出高品质的电动产品,正是因为他们在去年就已经完成了e平台的建设。所谓e平台,是行业内首个可开放共享的专门针对纯电动汽车研发、制造平台。它包括了“33111”五大核心功能模块,即驱动三合一系统、高压三合一系统两个三合一系统,以及高性能动力电池、低压控制系统集成PCB板和DiLink智能网联服务系统。e平台促进了整车重量减轻、布局优化、能耗降低、可靠性提高等一系列性能品质提升,同时它不仅能够为比亚迪自身设计和生产电动车,同时也能成为电动车核心部件的开发和供应商,能够拉动国产电动车的整体水准。

平台的核心 33111高度集成 减重缩小体积减少装配

第一个3是指高压三合一,将DC-DC、车载充电器和高压配电箱三者集成在一个壳体,成为一个总成模块。如此方法,将体积减小40%,重量降低25%,功率密度提升25%,成本降低43%。

第二个3是指驱动三合一,将驱动电机、电机控制器和减速器三者集成在一个壳体内,成为一个总成模块,可以将扭矩密度提升17%,功率密度提升20%,重量降低25%,体积减小30%,成本降低33%。

第一个1是指一块整合的集成电路板,将仪表、空调、音箱、智能钥匙等10多项控制模块高度集成在一块电路板上,使得重量下降25-35%,体积下降40-55%,成本下降25-35%。

第二个1是指一块智慧屏幕,也就是搭载Dilink系统的智能自动旋转大屏。

第三个1是指一块高性能安全电池,目前比亚迪有三元锂和磷酸铁锂电池可选。

通过上面的数字,大家不难看出,通过各种集成,真的有效降低了体积、重量、零部件数量和装配步骤,可谓优势明显。那么,这里有一个问题,为什么之前比亚迪车没有用这种集成的策略?或者说,其他的电动车厂家为什么难以实现同样的集成策略?

这就不得不说到,比亚迪之前十年在电动车领域积累收获的经验,或者说踩的坑多了,就知道怎么避开。就拿驱动三合一来说,其实他们很早也知道集成是大方向,但在技术不成熟的前提下,根本不能实现。因为如果电机或控制器或减速器,三者中有一个硬件的质量不稳定,在维修过程就需要将集成壳体拆开,再组装回去。那么,三个产品的稳定度都不高的时候,这种集成反而会成为大的累赘。比亚迪在e6等车型上经过长年的跟踪、故障分析,基本可以将硬件容易出现的问题全部规避,在这个基础上,三合一的策略才能得以实现。

 平台的适用范围广 除了满足自身需求 还可以为其他厂家供应

为了满足不同车型的动力需求,e平台目前开发出了5款不同的动力版本,分别是40kW平台、70kW平台、120kW平台、150kW平台和180kW平台,对应的车型也涵盖从小型车到大型车。

从上图我们可以看到,现在比亚迪的升级后的高转速永磁同步驱动电机转速都可以做到比较高,达到14000-15000rpm水准,工作电压也去到比较高的水平,比如180kW电机最高电压去到了772V。高电压高转速可以转换为大扭矩,比如180kW电机拥有330Nm最大扭矩,双电机就是660Nm,从而实现0-100km/h加速4.4秒的水平。

除了加速体验相当好,电驱系统还要解决能耗问题。除了上述已经介绍过的减重,比亚迪还通过技术手段来降低电机自身的能源损耗,包含降低铜损、抑制铁损、低摩擦设计来降低损耗,而通过优化电磁场、旋转件和冷却系统,又能提高转动效率。以上月刚上市的e2为例,它就实现了同级别最低的10.9kWh/100km的能耗表现,结合综合工况305km的续航,相当于每公里成本仅需5.2分钱。

在平台模块化基础上,加上不同子平台的拓展性,使得比亚迪e平台除了可以满足自身的电动车开发生产需求,更可以为其他电动车厂家供应平台或动力底盘系统或动力总成,让更多中国电动车企业少走些弯路,实现行业整体的优质发展。

 关于电动车的品质问题

上面几个点主要从控制成本的角度看待e平台,对于普通消费者而言,电动车最为关注的安全性问题,比亚迪又是怎么做的?

首先,从电池的路线看,比亚迪在近段时间使用了较多的NCM 622的三元锂电池,并没有采用目前容量最高的NCM 811,相对而言,对于电池的管理要容易些,安全系数自然高一些。另一方面,在自己最擅长的磷酸铁锂电池方面,通过技术上的突破,电池能量密度也能基本达到三元锂电池的水平,而电池的热失控可能性则大幅降低,因此,比亚迪将重新在一些车型上导入最新技术的磷酸铁锂电池。

其次,在电池结构上,他们采用了目前国内使用较多的硬壳方形电池,从空间利用率上来说是最高的。而在e平台的加持下,电池包的尺寸进行了标准化统一,高度为110-140mm,宽度为1100-1300mm,根据不同车型的车身尺寸调整。同时,电池的热管理、机械和电器接口全部标准化,其他基础功能也实现了标准化,预留OEM特殊功能接口增加拓展性。而电池的标准化对于一致性和热管理都有起到积极提升,就是提升了安全性。

我们都知道,目前的电池包是由模组组合而成,模组又是由电池单体组合而来,针对电池包进行高压分段设计,针对模组和单体则进行绝缘耐压设计,同时整个系统又是在严密的温度和电压监测下工作,基本上杜绝了严重事故发生的可能性。

这里面涉及的技术很多,我们就以电池单体的CID技术为例,CID的全称为current interrupt device(电流切断装置),当电芯失效时(如过热、短路、过充等),内部将产生很多气体,压力增大时焊接到铝板及泄压片上的焊点脱落,泄压片翻转,导致电芯内部短路,而起到保护作用。

关于电子电器构架EEA

说到车身的电子电器构架,传统车企都能感受到面临的巨大挑战,因为伴随着汽车大量部件的电子化,车内搭载了大量不同功能的ECU,按照最为粗放的分类,也至少可以分为车身与便利系统、车用资讯娱乐系统、底盘与安全系统、动力系统以及高级驾驶辅助五大领域,不同的功能ECU的算力不能协调,产生大量冗余浪费,增加车内布线与插口的数量,导致内部通信效率很低,很多系统还是多家供应商提供的,很难实现统一维护和OTA升级。

目前汽车行业中,以特斯拉为代表的互联网造车实力在这个领域有着天然的优势,特斯拉的EEA构架设计就非常不同寻常,在Model 3上它实现了CCM(中央计算模块)和BCM LH(左车身控制模块)和BCM RH(右车身控制模块)三个部分组成,整套结构不仅简化而是功能非常清晰。

回到比亚迪e平台上来,我们不要忘记比亚迪也是IT行业出身,对于这个领域同样有着深厚的积淀。虽然他们的EEA还没有做到像特斯拉那么极致,但至少也实现了将车身众多模块合成的技术,他们展示的数字仪表盘背后一共拥有10个插口,意味着至少有10个模块可以集中,大大简化了车身内部布线和插口,达到重量减轻、能耗降低、节省空间等诸多优势。

另外,目前比亚迪的车全部搭载了Dilink系统,这套系统第三方运用多,操作反应很快,语音识别准确,是目前国内做的最好的系统之一。未来还将支持车家互联、快递到车等全新功能。

一点思考:

通过对比亚迪e平台的了解,我们确实能够感受到比亚迪对于电动车的技术积累终于到了水到渠成的阶段,这个平台将诞生出更多价廉物美的电动车,同时还能为友商提供基础服务,共同推动电动车事业的发展,了解了这些,就不难理解为什么王传福一直在提燃油车禁售的时间表问题。 

站在行业发展的角度看,虽然比亚迪确实做的很优秀了,不过侃哥还是对于比亚迪提出三个关切点:

1、 关于NCM 811电池。今年宁德时代已经把它推出装车,占领了行业技术方面的制高点,比亚迪虽然也在研发,但毕竟晚了一步。希望比亚迪的811电池能尽快完成实验验证和实车测试。

2、 电动车采用双级减速器技术能够有效解决高速能耗问题,但采用双级减速器对于变速器的控制、电机的匹配又提出新的挑战。比亚迪并未透漏在双级减速器方面的技术储备问题,如果有,驱动三合一技术是否还能适用?

3、 未来的电动车很有可能是EEA的竞争,作为IT行业出身的比亚迪,我们期待比亚迪在整车电子电器构架方面再有新的突破。

侃哥点评:

在国产Model 3到来之前,我们还是为中国的自主电动车们捏了一把汗,但比亚迪在这个时刻用e平台来告诉我们——放心吧!我们看到的是电动车全方位的解决方案,这个方案有着非常详尽的细节,可以把电动车的品质与成本做到较为理想的平衡,为未来大规模量产打下坚实的基础。而且不要忘记,比亚迪的三电等核心技术都掌握在自己手中,是能够真正主宰自己命运的企业。


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