[汽車(chē)之家 新鮮技術(shù)解讀] 隨著新能源的浪潮越來(lái)越?jīng)坝,?chē)企們?cè)谛履茉促惖赖谋绕锤鼮榧ち摇H绻加蛙?chē)時(shí)代比拼發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和底盤(pán),那么新能源時(shí)代則轉(zhuǎn)向了電池、電機(jī)和電控(俗稱三電)。目前國(guó)內(nèi)包括長(zhǎng)安深藍(lán)、比亞迪、吉利、廣汽埃安等都在打造具有自己特色的三電系統(tǒng),這些最新的技術(shù)在完成開(kāi)發(fā)后都將應(yīng)用在自家的明星車(chē)型上,和各方豪杰同臺(tái)競(jìng)技。筆者本次有幸與長(zhǎng)安新能源的各部門(mén)工程師進(jìn)行了深入交流,本篇文章將為各位網(wǎng)友帶來(lái)長(zhǎng)安汽車(chē)在新平臺(tái)和三電方面的思考,同時(shí)也詳細(xì)的向各位介紹應(yīng)用在長(zhǎng)安深藍(lán)SL03上的三電技術(shù)。
○以電控為大腦,電池/電機(jī)為軀干
鑒于三電系統(tǒng)這種概念畢竟比較專業(yè)(冷門(mén)),所以在詳細(xì)講解之前,先用一段淺顯易懂的圖示給各位做個(gè)簡(jiǎn)要介紹。
電控也可以更泛泛的理解成電子電氣架構(gòu),它相當(dāng)于大腦,雖然硬件部分不多,但卻是核心中的核心,電池、電機(jī)的管理,車(chē)輛內(nèi)部的智能化、駕駛輔助系統(tǒng)、車(chē)載系統(tǒng)(車(chē)聯(lián)網(wǎng))……
所有的這些都可以算電控的范疇。同樣的電池和電機(jī),不同的電控是可以帶來(lái)不同續(xù)航和駕駛體驗(yàn)的。
○長(zhǎng)安電池設(shè)計(jì)簡(jiǎn)史
電池是消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源車(chē)型時(shí),最常討論的話題。這同樣也是車(chē)企們宣傳的重點(diǎn),而圍繞的主題無(wú)非是安全、安全和安全。
長(zhǎng)安的電池系統(tǒng)發(fā)展到今天,大約經(jīng)歷了3個(gè)主要階段:第一階段為2008年北京奧運(yùn)會(huì),當(dāng)時(shí)奧組委提出了綠色奧運(yùn)的理念,長(zhǎng)安也開(kāi)始為奧運(yùn)提供新能源車(chē)。
第二階段從2014年開(kāi)始,此時(shí)采用油電兼容的鋰離子電池系統(tǒng),這就是我們常說(shuō)的油改電,雖然電池也是平鋪在底盤(pán),但受車(chē)身設(shè)計(jì)的影響,電池的安全性冗余設(shè)計(jì),空間設(shè)計(jì)都受到限制,當(dāng)時(shí)很多車(chē)型或多或少都會(huì)因?yàn)椴贾迷颍绊戃?chē)內(nèi)空間。
○長(zhǎng)安深藍(lán)SL03電池包設(shè)計(jì)思路
長(zhǎng)安深藍(lán)SL03目前還是采用了常見(jiàn)的MTP模式,也就是傳統(tǒng)的電池包設(shè)計(jì),電芯組成模組,通過(guò)590模組的多種組合滿足不同電量需求。再匹配上BMS、熱管理等軟硬件,并配合高強(qiáng)鋼、隔熱材料、絕緣材料的使用,形成電池包,最終安裝在底盤(pán)上。
長(zhǎng)安工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)電池包時(shí),在滿足正常國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加了柱碰、托底等嚴(yán)苛的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)要求,保證電池在極限情況下的安全性能。以此保證電芯在側(cè)柱碰時(shí),不會(huì)發(fā)生短路和漏液。
這個(gè)防爆閥的設(shè)計(jì),長(zhǎng)安工程師也花了不少心思,首先是內(nèi)部有通過(guò)精確設(shè)計(jì)的定向排氣流道,其次,防爆閥的位置設(shè)計(jì)也有講究,位置要最利于排氣溫度降低,且不對(duì)周?chē)悴考统藛T造成影響,在實(shí)車(chē)上,防爆閥位置還有導(dǎo)流罩,引導(dǎo)噴發(fā)方向。
○當(dāng)電池?fù)碛邢戎扔X(jué)
一提起汽車(chē)的主動(dòng)安全,我首先想到的是AEB、駕駛輔助等各種與“自動(dòng)駕駛”相關(guān)的功能。實(shí)際上電池也有主動(dòng)安全的相關(guān)功能。
為了保證大數(shù)據(jù)預(yù)警的準(zhǔn)確性,長(zhǎng)安新能源團(tuán)隊(duì)還與華為和清華大學(xué)進(jìn)行了合作,可以說(shuō)你買(mǎi)到的每一臺(tái)車(chē),只要在使用時(shí),它的電池?cái)?shù)據(jù)都會(huì)做記錄和發(fā)送,通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
后臺(tái)也會(huì)對(duì)電池的使用進(jìn)行干涉,比如降低損傷電芯的使用,后臺(tái)會(huì)對(duì)電池的使用情況進(jìn)行智能分析,并提前預(yù)判電池可能出現(xiàn)的異常,同時(shí)通知更高知情權(quán)的工程師進(jìn)行分析,快速給出處理方案。
○冬天不怕冷?電池脈沖加熱了解一下
電池除了安全問(wèn)題備受關(guān)注,第二個(gè)關(guān)注點(diǎn)就來(lái)自于冬季使用。比如冬天充電慢,動(dòng)力性下降等。長(zhǎng)安工程師們獨(dú)辟蹊徑的研發(fā)出一種新型的電池自加熱技術(shù)——高頻脈沖加熱。這個(gè)功能很好理解,就是利用脈沖電流使電池快速充放電,自己給自己加熱。
看到這里,了解電池知識(shí)的朋友肯定會(huì)問(wèn)了,這種通過(guò)內(nèi)阻生熱的方式,豈不會(huì)影響壽命?實(shí)際上,長(zhǎng)安的工程師們?cè)诳刂泼}沖的時(shí)候,采用了電機(jī)和BMS相配合,實(shí)現(xiàn)隨機(jī)高頻率的交流電方向轉(zhuǎn)換。正是因?yàn)殡娏鞣较蚴冀K在快速變化,所以即使為了升溫速度快采用較大的電流,也不容易出現(xiàn)影響電池容量的現(xiàn)象。
總的來(lái)說(shuō),長(zhǎng)安深藍(lán)在電池安全、低溫性能等方面下足了功夫。在采訪中,我也能真切的感受到長(zhǎng)安工程師對(duì)安全、對(duì)客戶體驗(yàn)的重視,并將這種重視轉(zhuǎn)換到了實(shí)際產(chǎn)品上應(yīng)用,就例如前面說(shuō)到的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)、脈沖加熱技術(shù)等。
○性能與高效并存的電驅(qū)系統(tǒng)
在燃油車(chē)時(shí)代,性能似乎都是超級(jí)跑車(chē)的專利,而新能源汽車(chē)的到來(lái),確實(shí)讓我們普通人體驗(yàn)到了風(fēng)馳電掣的快感。其中,電驅(qū)系統(tǒng)起到了重要作用。
長(zhǎng)安的電驅(qū)系統(tǒng)經(jīng)歷了三代的進(jìn)化,第一代(2015)還是傳統(tǒng)的分體式,電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器等零部件都是分開(kāi)的,第二代各個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始了集成化之路,電機(jī)、減速器等集成為一體,形成了EDU,相比分體式設(shè)計(jì),這種三合一的設(shè)計(jì)因?yàn)榱悴考臏p少,成本降低了35%,綜合重量降低了4%。
下面我們就來(lái)具體的了解一下最新電驅(qū)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。
首先是集成化方面。第二代只是集成了電機(jī)、減速器電控單元,而最新的電驅(qū)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)、減速器、控制器以及DCDC、DCAC、分線盒等更多零件的集成,以此實(shí)現(xiàn)更好的減重。
第二個(gè)是電機(jī)動(dòng)力的提升。新電機(jī)采用扁線繞組技術(shù),其最大功率可達(dá)到190kW,峰值扭矩高達(dá)320N·m。
最后就是電機(jī)效率的提升。通過(guò)采用低阻的銅排,優(yōu)化控制算法等方式,電驅(qū)總成最終實(shí)現(xiàn)了大于90%的最高效率。而高效率也意味著對(duì)電能的應(yīng)用更加高效,從某些方面講也降低了電量消耗。
○目前為區(qū)域控制,中央域控制已預(yù)留
最后,我們來(lái)看看電子電控架構(gòu)這一部分。實(shí)際上,電子電氣架構(gòu)在長(zhǎng)安也經(jīng)歷了幾個(gè)階段。
以前的時(shí)候,整車(chē)控制器比較少,但隨著新能源車(chē)的發(fā)展,智能化功能需求增多,控制器也越來(lái)越多,如果每個(gè)功能都配置一個(gè)控制器,那么對(duì)整個(gè)汽車(chē)電子來(lái)說(shuō)將會(huì)非常復(fù)雜。
最初,工程師們將EPA1平臺(tái)分成了5個(gè)域,包括車(chē)身、動(dòng)力、底盤(pán)、座艙以及遠(yuǎn)程控制域,在整合過(guò)程中,工程師發(fā)現(xiàn)動(dòng)力、車(chē)身以及底盤(pán)對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)性要求較高,因此長(zhǎng)安的工程師們又將這幾部分繼續(xù)進(jìn)行整合,重新整合成一個(gè)控制域。
這樣做的好處是能夠提升各功能模塊的響應(yīng)速度。但問(wèn)題也是顯而易見(jiàn)的,如果域控制器死機(jī)了,會(huì)導(dǎo)致一系列的功能失效,這對(duì)于車(chē)輛安全來(lái)說(shuō)是致命的。
長(zhǎng)安當(dāng)然知道這一點(diǎn),所以在全新的電子電氣架構(gòu)上加入了功能冗余和軟硬件失效應(yīng)對(duì)策略。第一目標(biāo)當(dāng)然是做到不死機(jī),萬(wàn)一死機(jī)了系統(tǒng)也有相應(yīng)的策略來(lái)應(yīng)對(duì),從而確保車(chē)輛安全。
除此之外,域控制整合,對(duì)于廠家來(lái)說(shuō)零部件更少,成本實(shí)際上是降低的,對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)也是個(gè)利好的消息。
說(shuō)白了,軟硬件解耦的好處就是能夠在保持硬件不變的情況下,通過(guò)軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn)功能的完善、優(yōu)化或升級(jí);或者保持軟件不變的情況下,對(duì)硬件進(jìn)行更換或升級(jí)來(lái)提升性能。軟硬件解耦可適應(yīng)智能化的迭代開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)整車(chē)的持續(xù)自進(jìn)化。
另外,全車(chē)OTA的時(shí)間也縮短到3分鐘以內(nèi),并支持遠(yuǎn)程優(yōu)化智能控制器,通信速率也相比當(dāng)前長(zhǎng)安的車(chē)型提高2000倍。
○全文總結(jié)
依托于EPA1平臺(tái)而來(lái)的三電系統(tǒng),解決了很多電動(dòng)車(chē)用戶的痛點(diǎn),比如冬季充電慢、續(xù)航里程短等等,它把長(zhǎng)安的電動(dòng)車(chē)水平又提升了一個(gè)新檔次。
而長(zhǎng)安深藍(lán)也不滿足于深藍(lán)SL03一臺(tái)車(chē)的推出,未來(lái)包括SUV在內(nèi)的各種車(chē)型已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā),通過(guò)本次采訪,我們也感受到長(zhǎng)安深藍(lán)面對(duì)未來(lái)的沖勁和期望,我們也衷心希望有更多的中國(guó)品牌能夠勇攀新高峰。(圖:冷曉陽(yáng) 唐朝 文/汽車(chē)之家 冷曉陽(yáng))
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