鉅大LARGE | 點擊量:1053次 | 2019年12月06日
唐EV動力系統(tǒng)關鍵要點分析
【文/朱玉龍】2018年比亞迪插電式的全新一代唐DM給了市場不少的驚喜,所屬同一BNA架構下的比亞迪全新一代唐EV。近日,在比亞迪2019王朝系列春季發(fā)布會上正式上市。作為唐系列的第一臺EV,是非常值得關注的。某種意義上其對標車型是特斯拉的ModelX。剛剛出臺的2019補貼新政還在過渡期內,在整個補貼退坡的大背景下面,比亞迪唐這款車型主要有以下的一些特點值得關注:
1)電池技術提升:比亞迪全新一代唐之前沒有純電版本,是因為在電池能量密度還沒有提升到一定程度的時候,做500公里續(xù)航的中大型SUV會導致電池系統(tǒng)占據(jù)過多的重量,使得車輛能效比較差。而在目前比亞迪NCM622配比的三元鋰電池系統(tǒng)能量密度已經(jīng)達到160Wh/kg的狀態(tài)下,全新一代唐家族有了足夠的理由引入純電車型。尤其唐EV是作為e平臺集大成者這個定位出現(xiàn),表現(xiàn)出比亞迪對自家純電技術的信心和推廣的決心。
2)區(qū)分動力配置,擴大用戶群體:從總體特性來說,全新一代唐EV擁有600D(四驅),雙電機最大功率360kW和全新一代唐EV600(前驅)單電機最大功率180kW兩種動力版本,滿足不同的用戶需求。
基于之前全新一代唐DM車型對于一二線城市市場的滲透,不難預測這次推出的四驅版和前驅版兩款車型針對的是完全不同的兩類車主群體:
唐EV600D:比亞迪擁有一部分“顏控”+“技術流”迪粉,會為了“極致動力+高顏值”而買單。唐EV600D的高性能+高顏值,剛好可以滿足這部分人的喜好。
唐EV600:在限購城市里面,苦于牌照的車主基于現(xiàn)實考慮,購買一款兩驅版的城市SUV,來滿足日常出行需求的群體也不在少數(shù),兩驅版越級的產(chǎn)品力和更經(jīng)濟的用車成本,剛好解決了這部分人群的燃眉之急。
3)價格優(yōu)勢:在價格層面上,唐EV以空間大、續(xù)航高和加速快等幾個核心屬性,能夠在補貼退坡下,以相對穩(wěn)定的成本和售價差站穩(wěn)腳跟(見圖1)。
圖1比亞迪的純電動汽車矩陣中,唐EV站在最頂端,受補貼退坡影響最小。
唐EV初始的對標對象是ModelX,但隨著Model3價格的下探,消費者也會同時比較這兩款車。從性價比層面來看,唐EV還是具備一定的競爭力的。
表2唐EV與特斯拉的核心參數(shù)對比
接下來我們從整車技術層面,特別是整車架構、驅動架構、功率電子和電池系統(tǒng)等幾個核心角度來解讀這臺車,從整合集成優(yōu)化的角度看如何在標準化技術發(fā)展路線下提升模塊的適配性和整車性能。
1)模塊化、平臺化
e平臺是比亞迪純電核心技術的集合,包括驅動三合一、高壓三合一、一塊低壓系統(tǒng)集成的PCB、一塊承載智能應用的懸浮大屏、一塊高能量密度動力電池組,集成化、標準化、模塊化是技術衍化的核心。
早期新能源車型的開發(fā)路徑大部分是燃油車改型或與插電式混合動力車型兼容,逆向開發(fā)的產(chǎn)品。隨著技術的發(fā)展,整個行業(yè)的開發(fā)模式遇到了一些瓶頸,核心的問題包括:
隨著新能源汽車的銷量和占比在進一步提高,汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略中心已經(jīng)有所變化
要適應不同市場的需求,目前自主品牌20萬左右的新能源汽車的銷量想要得到進一步發(fā)展就需要滿足不同細分市場的需求,同時也要肩負在Model3進入中國和補貼退坡之后的開發(fā)費用、開發(fā)速度還有成本的挑戰(zhàn),在產(chǎn)品的核心競爭力上正面抗衡。
圖2比亞迪之前的開發(fā)路徑和平臺化的配置
綜合內外部和宏觀因素,都使得比亞迪開始進一步調整自己,從之前的單臺車演化設計,開始形成各個系統(tǒng)的模塊化迭代,分別配置整合形成不同的駕駛特性、不同的續(xù)航里程和不同級別的產(chǎn)品組合。
因此可以看出,全新一代唐EV是在比亞迪之前的核心造車基礎技術上不斷積累的產(chǎn)物,同時它的誕生也是行業(yè)三電核心技術的一個分界點,用模塊化思路配置性能最優(yōu)化的產(chǎn)品,在比亞迪的純電動產(chǎn)品矩陣里面唐EV電池能量密度最高、電機輸出功率最高,升壓快充充電功率最高。通過各個模塊的集成化和標準化,提升性能可靠性、優(yōu)化純電汽車技術成本比例,讓純電汽車在性能、技術成熟度、綜合產(chǎn)品力上適應產(chǎn)業(yè)需求。
2)驅動系統(tǒng)架構:從原來的分立式轉向了軸驅動的設計模塊化,這個也很考驗系統(tǒng)集成化的水平。
我們首先來看一下目前比亞迪的驅動系統(tǒng)的情況:
表1比亞迪電驅動系統(tǒng)的參數(shù)
從純電動汽車的角度來看,動力系統(tǒng)需要體現(xiàn)其特有的優(yōu)勢,以加速度為賣點,這個是以特斯拉為源頭,比亞迪在PHEV里面用542貫徹的很深。而在唐EV車型上面,比亞迪采用了180千瓦“3合1”電驅動總成,形成了和唐DM完全不同的技術路線,直接在純電動汽車的體系下進行設計改進(TZ200XSB-B驅動電機)。
兩驅版本:NEDC續(xù)航里程520km,采用單根峰值功率180kW的軸(最大功率180kW,最大扭矩是330N·m)。四驅版本:NEDC續(xù)航里程500km,采用兩根峰值功率180kW的軸(最大功率是360kW,最大扭矩是660N·m),充分在功率層面進行了挖掘。這個軸控制器,用了最高的驅動電壓,也在能量密度方面做了很多的專屬設計考量,在技術層面上達到了很好的效果。
3)電池系統(tǒng)架構
我們重點來看一下比亞迪目前的電池系統(tǒng)架構,比亞迪的電池的尺寸一直是173*122.5*50,采用在原有PHEV2規(guī)格上增加寬度和高度來提高電芯的容量和能量密度。從一開始的LFP電芯的75Ah,一路發(fā)展到現(xiàn)在做到了622的135Ah,能量密度往209Wh/kg來提升。
圖3比亞迪電芯容量和能量密度的提升
在系統(tǒng)成組上,采用雙排電芯布置的方式,如下圖所示,雙排電芯20顆電芯為一個常規(guī)模組,提升了從電芯到模組層面的利用率。
圖4比亞迪的乘用車電芯成組方式
在電池系統(tǒng)的配置上面,因為逆變器的輸入電壓范圍比較寬,比亞迪采用串聯(lián)的布局方式進行配置,通過串聯(lián)不同的數(shù)量組合出不同的電量值。在這個方面,由于有著母線電壓720V的提升,使得比亞迪在技術上可以通過調整不同的串數(shù)來實現(xiàn)容量的差異化配置。相較特斯拉在圓柱電芯并聯(lián)組合的方式,比亞迪通過累積電壓的方式在同等功率下降低電流,往更高的電壓方面去尋求更高的系統(tǒng)效率。
圖5比亞迪電池系統(tǒng)的配置情況(電量和串數(shù))
如下圖所示,在系統(tǒng)的集成效率上面,唐EV和特斯拉ModelX都處在160Wh/kg的能量密度行業(yè)頂端水平。
圖6特斯拉的模組設計
4)充電系統(tǒng):功率電子的考慮(DCDC+充電和配電盒的設計)
比亞迪的快充系統(tǒng)和慢充系統(tǒng),之前用的逆變器整合技術限制已調整為新一代的設計,在這代的技術中,需要把驅動系統(tǒng)和充電系統(tǒng)分開考慮。追求復用的結果會在主流的驅動上面存在限制,進而加大驅動軸的標準化難度和重量,因此在技術選擇上擁有以驅動角度為重心,分離充電需求的道路。在慢充的技術選擇上,目前比亞迪選擇了6.6kW和DCDC一體化集成方式(可以實現(xiàn)殼體和連接器簡化使得成本降低、重量降低),這是對之前的技術選擇的回歸,之前比亞迪選擇的是深度整合逆變器的方式進行交流充電。
而在目前的技術選擇上,選擇升級和整合DCDC、車載充電機和配電盒的方式,從某種程度更合理。由于電壓層面的差異,為了更好的匹配充電樁,在3合1系統(tǒng)上加入升壓系統(tǒng),支持高于108串的車輛在常規(guī)的400V直流快充樁的充電,為下一步進入800V快充做準備,同時兼容目前大部分現(xiàn)有的400V充電樁。而在下一步調整充電接口之后,這個直流充電功率有望得到進一步的提升。
圖7比亞迪的交流充電系統(tǒng)的考慮
小結:在e平臺的開發(fā)思路下,比亞迪走上了集成化、模塊化、標準化開發(fā)技術路線,從原有的e6、e5單款車型純電開發(fā)思路進化到現(xiàn)在的唐EV、宋EV、秦ProEV和元EV等家族化體系化開發(fā)模式,全新一代唐EV是集成了平臺化的技術產(chǎn)品特性。不僅從車輛部件層面出發(fā),而是從整個電子電器系統(tǒng)進行車型的整合和調配,從整車的性能系統(tǒng)綜合效果上來看各部分模塊的設計水平,以全新一代唐EV為代表,從上往下來重塑其整體的純電動汽車開發(fā)體系,在純電動車型開發(fā)速度和開發(fā)質量上有了很大的變化。