詳解電動汽車比亞迪唐EV系統

锂電網訊: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王朝系列春季發布會上正式上市。作爲唐系列的第一台EV,是非常值得關注的。某種意義上其對標車型是特斯拉的Model X。刚刚出台的2019补贴新政还在过渡期内,在整个补贴退坡的大背景下面,比亚迪唐这款车型主要有以下的一些特点值得关注:

1) 电池技术提升:比亚迪全新一代唐之前没有纯电版本,是因为在锂電池能量密度還沒有提升到一定程度的時候,做500公裏續航的中大型SUV會導致電池系統占據過多的重量,使得車輛能效比較差。而在目前比亞迪NCM622配比的三元锂電池系統能量密度已經達到160Wh/kg的狀態下,全新一代唐家族有了足夠的理由引入純電車型。尤其唐EV是作爲e平台集大成者這個定位出現,表現出比亞迪對自家純電技術的信心和推廣的決心。

2) 区分动力配置,扩大用户群体:从总体特性来说,全新一代唐EV拥有 600D(四驱),双电机最大功率360kW和全新一代唐EV 600 (前驱)单电机最大功率180kW两种动力版本,满足不同的用户需求。

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EV 600D:比亚迪拥有一部分“颜控”+“技术流”迪粉,会为了“极致动力+高颜值”而买单。唐EV600D的高性能+高颜值,刚好可以满足这部分人的喜好。

唐EV 600:在限购城市里面,苦于牌照的车主基于现实考虑,购买一款两驱版的城市SUV,来满足日常出行需求的群体也不在少数,两驱版越级的产品力和更经济的用车成本,刚好解决了这部分人群的燃眉之急。

3) 價格優勢:在價格層面上,唐EV以空間大、續航高和加速快等幾個核心屬性,能夠在補貼退坡下,以相對穩定的成本和售價差站穩腳跟(見圖1)。

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?图1 比亚迪的纯電動汽車矩陣中,唐EV站在最頂端,受補貼退坡影響最小


唐EV初始的对标对象是Model X,但隨著Model 3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与特斯拉的核心参数对比

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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等幾個核心角度來解讀這台車,從整合集成優化的角度看如何在標准化技術發展路線下提升模塊的適配性和整車性能。


1) 模塊化、平台化

e平台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、標准化、模塊化是技術衍化的核心。

早期新能源車型的開發路徑大部分是燃油車改型或與插電式混合動力車型兼容,逆向開發的産品。隨著技術的發展,整個行業的開發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,汽車産業的戰略中心已經有所變化

要适应不同市场的需求,目前自主品牌20万左右的新能源汽車的销量想要得到进一步发展就需要满足不同细分市场的需求,同时也要肩负在Model 3进入中国和补贴退坡之后的开发费用、开发速度还有成本的挑战,在产品的核心竞争力上正面抗衡。

图2 比亚迪之前的开发路径和平台化的配置

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,從之前的單台車演化設計,開始形成各個系統的模塊化叠代,分別配置整合形成不同的駕駛特性、不同的續航裏程和不同級別的産品組合。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産物,同時它的誕生也是行業三電核心技術的一個分界點,用模塊化思路配置性能最優化的産品,在比亞迪的純電動産品矩陣裏面唐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准化,提升性能可靠性、優化純電汽車技術成本比例,讓純電汽車在性能、技術成熟度、綜合産品力上適應産業需求。

2) 驅動系統架構:從原來的分立式轉向了軸驅動的設計模塊化,這個也很考驗系統集成化的水平。

我們首先來看一下目前比亞迪的驅動系統的情況:

表1 比亚迪电驱动系统的参数

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从纯電動汽車的角度来看,动力系统需要体现其特有的优势,以加速度为卖点,这个是以特斯拉为源头,比亚迪在PHEV里面用542贯彻的很深。而在唐EV车型上面,比亚迪采用了180千瓦 “3合1”电驱动总成,形成了和唐DM完全不同的技术路线,直接在纯電動汽車的体系下进行设计改进(TZ200XSB-B驱动电机)。两驱版本:NEDC续航里程520km,采用单根峰值功率180kW的轴(最大功率180kW,最大扭矩是330N·m)。四驱版本:NEDC续航里程500km,采用两根峰值功率180kW的轴(最大功率是360kW,最大扭矩是660N·m),充分在功率层面进行了挖掘。这个轴控制器,用了最高的驱动电压,也在能量密度方面做了很多的专属设计考量,在技术层面上达到了很好的效果。

3) 電池系統架構?

我們重點來看一下比亞迪目前的電池系統架構,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,一路發展到現在做到了622的135Ah,能量密度往209Wh/kg來提升。

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图3 比亚迪电芯容量和能量密度的提升

在系統成組上,采用雙排電芯布置的方式,如下圖所示,雙排電芯20顆電芯爲一個常規模組,提升了從電芯到模組層面的利用率。

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图4 比亚迪的乘用车电芯成组方式

在電池系統的配置上面,因爲逆變器的輸入電壓範圍比較寬,比亞迪采用串聯的布局方式進行配置,通過串聯不同的數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來實現容量的差異化配置。相較特斯拉在圓柱電芯並聯組合的方式,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效率。?

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图5 比亚迪电池系统的配置情况(电量和串數)

如下图所示,在系统的集成效率上面,唐EV和特斯拉Model X都处在160Wh/kg的能量密度行业顶端水平。

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图6 特斯拉的模组设计

4) 充電系統:功率電子的考慮(DCDC+充電和配電盒的設計)

比亞迪的快充系統和慢充系統,之前用的逆變器整合技術限制已調整爲新一代的設計,在這代的技術中,需要把驅動系統和充電系統分開考慮。追求複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准化難度和重量,因此在技術選擇上擁有以驅動角度爲重心,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,爲了更好的匹配充電樁,在3合1系統上加入升壓系統,支持高于108串的車輛在常規的400V直流快充樁的充電,爲下一步進入800V快充做准備,同時兼容目前大部分現有的400V充電樁。而在下一步調整充電接口之後,這個直流充電功率有望得到進一步的提升。

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图7 比亚迪的交流充电系统的考虑

小结:在e平台的开发思路下,比亚迪走上了集成化、模块化、标准化开发技术路线,从原有的e6、e5单款车型纯电开发思路进化到现在的唐EV、宋EV、秦Pro EV和元EV等家族化体系化开发模式,全新一代唐EV是集成了平台化的技术产品特性。不仅从车辆部件层面出发,而是从整个电子电器系统进行车型的整合和调配,从整车的性能系统综合效果上来看各部分模块的设计水平,以全新一代唐EV为代表,从上往下来重塑其整体的纯電動汽車开发体系,在纯电动车型开发速度和开发质量上有了很大的变化。

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