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最近這兩年,國産新能源汽車的迎來快速發展的黃金期,而在 " 膨脹 " 的市占率背後,針對新能源多個維度的新技術研發也按下快進鍵,且大多在開發上已經擺脫燃油車的思維局限,開始以純粹的新能源視角重新審視并構建新時代的出行工具。聚焦于電機、電池、混動三個領域,本期我們就帶大家一起去了解一下,目前各大一線大廠在新能源領域都整出了哪些令人驚豔的 " 黑科技 "。
●從比亞迪 e 平台 3.0,到仰望易四方電驅技術
▲代表車型:比亞迪海豹、仰望 U8
▲一句話點評:四個獨立動力源帶來的電驅功能擴展,是燃油車時代沒法想象的。
比亞迪 e 平台 3.0+iTAC
燃油車該怎樣演變成電動車?這是個既簡單又複雜的問題。簡單是因爲,隻要把機艙裏頭的發動機變速器拆了換成永磁同步或交流異步電機,即 " 油改電 ",這如果都算新能源,那簡直就是全球汽車工業的笑話;複雜是因爲,如果以電驅爲核心來設計一輛汽車(例如比亞迪 e 平台 3.0),那就必須從平台架構開始做方案,才能最大限度體現 " 電驅 " 帶來的用車方式的全面革新。
比亞迪海豹
最直觀案例的就是當下新能源汽車已經比較常見的封閉式前格栅,既然都沒發動機了,那還保留進氣&散熱幹嘛?前臉高度封閉、前蓋下壓、門把手隐藏,再加上低風阻輪圈設計,把風阻壓到 0.25Cd 以下,不香嗎?而在看不見的動力架構部分,既然笨重的發動機 + 變速器沒了,那前機艙也沒用了,改成了前備箱;A 柱給我瘋狂往前移(軸長比增大),騰出駕乘空間;動力源後置也不是超跑專利,後橋分分鍾給你塞個電機進去;後輪驅動也不需要傳動軸了,白車身的底闆做成純平。類似的案例不說一萬也有八千,而這也是燃油車平台和新能源汽車最本質的不同。
比亞迪易四方技術平台
至于比亞迪的易四方電驅技術則做得更徹底,既然一個電機 = 一個動力源,那幹脆直接整上四個電驅單元,不僅增強動力變得極爲直接高效(最大功率 1100+ 馬力),而且因爲每個車輪分配一個,怎麽個轉法也都能精準控制還互不幹涉。在燃油車時代,這相當于一台車有四個 " 發動機 + 變速器 "(顯然不可能),由此帶來的整車控制方式改變無疑是颠覆性的。
仰望 U8
首先是是爆胎模式,當某一個車輪爆胎失去牽引力時,車子還可以通過對另外三個車輪的動力分配控制,讓整車以動态平衡狀态(靜态并不平衡)撤離現場,這也是燃油車做不到的。另外還有兩個目前不太成熟的功能擴展:如果在沙地 / 雪地 / 泥地上,左側前轉 / 右側後轉,車子就能繞着定圓順時針掉頭,但不建議在強抓地力的鋪裝路面嘗試,因爲牽引力的矢量方向不對,車輪還是存在滑動。最後,理論上這種車隻需要控制左右側車輪的轉速,而不需要方向偏轉就能實現轉向,例如左邊比右邊快,車子就會右轉,反之則是左轉。當然,實際仰望 U8 并沒有這麽幹,還是裝了能讓改變前輪牽引力矢量方向的傳統轉向系統的。
●從特斯拉 1865 三元锂,到甯德時代麒麟電池
▲代表車型:特斯拉 Model 3、比亞迪漢 EV、極氪 009
▲一句話點評:不止 BYD 懂得電池整包工藝創新,甯德時代也會,且可能做得更好。
特斯拉 4860 三元锂電池包
傳統汽車用的電池包都采用的圓柱電芯外加兩個電極,現在特斯拉準備用的 4860 三元锂電池、甯德時代的現役三元锂電池都是這種。在此基礎上,有些小廠圖方便就直接定制整包,而大廠具備一定的生産能力,則會采購電芯,然後自己加上電控、隔熱、冷卻、安防進行封裝。
比亞迪磷酸鐵锂刀片電池
後來,比亞迪整出了刀片電池的封裝工藝," 刀片 " 就是 " 電芯 ",雖然這會影響整包的充放電功率上限,但空間利用率大大提高,而且整包的主被動安全都更爲可控,畢竟同等體積的整包,刀片陣列的數量要比圓柱電芯少得多。
說白了,刀片電池隻是封裝方式的改變,并不是類似半固态、固态、乃至凝聚态那種電芯技術的革新。
甯德時代 CTP 3.0 電池包
而随着甯德時代 CTP 3.0 麒麟電池的發布,我們再次見到了電池封裝方式的另一種創新。這是一種無模組動力電池包,其電芯也采用大體積的方形單元陣列設計以提高空間利用率(提升 72%),而且不同陣列可以進行三元锂電芯和磷酸鐵锂電芯的組合使用,從而結合兩者優勢,實現能量功率密度以及充放電循環壽命的平衡。在此基礎上,其橫縱梁、水冷闆與隔熱墊集成爲多功能彈性夾層,進一步提高整包的有效空間利用。
即将上市的極氪 009(麒麟電池)
按照官方公布的數據,這套第三代 CTP 電池包能夠達到 255kWh/kg 的能量密度,并實現 4C 快充,即 10 分鍾将電量從 10% 充至 80%,且得益于熱交換系統 50% 導熱性能升級,5 分鍾就可完成熱啓動。首款使用這套模組的是吉利旗下極氪品牌的高端 MPV ——極氪 009,該車将擁有超過 1000km 的純電續航裏程,後續的話,也會賽力斯(AOTO 問界)、理想汽車上應用。
●從沃爾沃 Drive E T8,到吉利雷神電混
▲代表車型:沃爾沃 XC90 T8、領克 09 EM-P
▲一句話點評:用做純電的思路去插混,這或許才是内燃機的最後 " 活路 "。
沃爾沃 P1+P4 混動方案
把内燃機和電機組合使用的思路,并不是近幾年才出現,但在不同曆史時期,混動的具體技術方案五花八門,市場對混動的理解&态度也都大不一樣。比亞迪 DM-i 之後,各品牌對混動車要實現的價值以及在未來新能源時代的定位,已經有了更爲清晰的認識,即,TA 并不是從燃油到純電的過度,而是純電的補充。
理想 L9 位于前橋的 1.5T 汽油增程器
最簡單的混動技術就是類似日産軒逸 e-power、理想 L9 那種增程式,即,内燃機帶着一台發電機将汽油燃燒的熱能轉化電能,然後儲存在電池裏頭,最後再通過驅動電機把電能轉化爲動能輸出到車輪。這個方案的技術門檻之低,随便哪家主機廠都能做。其本質就是給純電汽車加了一個 " 汽油發電機 ",因爲是全場景電驅,所以在高速巡航或激烈駕駛這種高功率需求的工況下效率還不如燃油車。道理很簡單,穩定工況的燃油車沒有離合 / 變速帶來的能量損失,而增程式會因爲電池充放電這個 " 中間商 " 而拉低工作效率。
吉利 Hi · X:P1+P2+P4 混動方案
因此,現在更主流的思路都是 " 混動專用發動機 + 前橋雙電機 " 的混動方案,TA 既可以在複雜工況主要靠高效電機驅動(純電或增程模式),也可以通過專門設計的機電耦合&解耦模塊讓發動機直接參與驅動(并聯或直驅模式)。像吉利雷神電混這種還會通過額外的行星齒輪組在實現功率分流的同時,實現發動機輸出端的三個物理擋位調節,可以在 20km/h 左右的車速即可讓發動機在物理意義上參與驅動,最大限度降低沒有獨立變速器調速對整車高效動力輸出的影響。
比亞迪曉雲 1.5T 混動專用發動機
要體現混動之間的差距,重點還在于發動機技術的革新,例如如何在穩定轉速&負載下提高熱效率,以及如何通過提高線圈的槽滿率達到更高功率密度等等。例如,通過阿特金森循環 / 米勒循環提高内燃機壓縮比,又或者通過更高壓的直噴系統配合滾流優化,提高燃燒效率,這使得目前主流的混動專用發動機都開始朝 45% 的高熱效率邁進(隻有在相對窄的工況内才能達到)。
更高效的雙電機單元(扁線繞組)
電機部分,如今大部分電機已經都通過扁線&發卡的繞組方式提高槽滿率,進而提高磁場強度,另外工藝的升級也讓定子 / 轉子間隙大幅減小,漏磁也随之減少,目前大廠的高效電機普遍能做到 95% 以上的能量轉化效率。
End
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