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上汽乘用車三電技術(shù)牛在哪?安全、性能、效率難題全破解!

2021 年 06 月 11 日 16 : 00 編輯:沈丹 來源:廠商供稿
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[ EV知道 實(shí)驗(yàn)室 ]去年8月,上汽E2純電平臺初露真容。據(jù)介紹,E2純電平臺是上汽三電技術(shù)的集大成者,在整車設(shè)計方面,例如底盤等全部按照純電汽車方案設(shè)計,配合全新設(shè)計的軟件和電子電氣架構(gòu),可支持更強(qiáng)大的智能駕駛系統(tǒng)。此外,E2純電平臺還有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化、智能化的特點(diǎn),形成了“一款底盤+標(biāo)準(zhǔn)電池包+靈活的驅(qū)動系統(tǒng)+整車電子電器系統(tǒng)+不同車身”的完整解決方案。

今年3月,上汽乘用車又發(fā)布了“R-TECH高能智慧體”,加速快充、快換等補(bǔ)能技術(shù)的商業(yè)化落地,進(jìn)一步緩解新能源用戶的里程焦慮和充電焦慮。

根據(jù)以往信息,廣汽、蔚來均已發(fā)布1000公里電池技術(shù),打響了新的“軍備競賽”。出自E2純電平臺的上汽乘用車下一代三電技術(shù)又將有何驚喜?今天,我們就來看看上汽乘用車此前在三電領(lǐng)域的“真功夫”。

高密度電池,更安全配方

電動汽車的續(xù)航問題,始終是消費(fèi)者購車時最為關(guān)注的要素。在不改變空間、車重的情況下,增加續(xù)航的最好辦法就是增大電池的能量密度。上汽乘用車通過自主研發(fā),做出了令人欣喜的成績。

以往,電池的發(fā)展思路是從電芯組成模組,再把模組組成電池包。但這兩個過程,都會有轉(zhuǎn)換效率,體積成組率大概在40-50%,質(zhì)量成組率在65-75%。換句話說,有近一半的體積和三分之一的重量都沒用來存儲能量。這個就像你買了一套90平的房子,套內(nèi)墻體越多,得房率也就越低。如果能在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下,減少墻體,得房率就會變高。

上汽乘用車在電池包方面,也是這么做的。通過大模組的設(shè)計思路,把多個標(biāo)準(zhǔn)模組進(jìn)行打散,再集成,使得零件數(shù)量大幅減少,零件安裝連接需求空間減少,可用于布置電芯的空間就明顯增大了。

大模組帶來的好處是非常明顯的,其中最重要的便是體積能量密度的提升。據(jù)測算,通過集成大模組的設(shè)計思路,電池包體積能量密度可提升34%,這也就意味著同樣尺寸的電池包,電池能量可以從54.3kWh提升到72.7kWh,足足多了近20kWh電量。反映到續(xù)航方面,行駛里程可至少增加100公里?;蛘哒f,相同電量的情況下,上汽乘用車能將電池包壓縮到同級最薄,將更多空間留給駕乘艙,為用戶提供更寬適的駕乘空間。據(jù)悉,E2純電平臺下,上汽乘用車的電池包厚度可做到110mm,到那個時候,汽車可以被設(shè)計得更加低趴、空間也會更大。

與此同時,上汽乘用車電池包還采用了一體式鑄鋁托盤,把冷卻板與框架集成在一體,兼顧電池冷卻和加熱功能,確保PACK框架強(qiáng)度的同時,還進(jìn)一步提高了集成效率,提升了質(zhì)量能量密度。

能量密度問題解決了,安全性怎么樣?在E2純電平臺的賦能下,上汽乘用車可實(shí)現(xiàn)L0級別熱失控方案,消滅自燃的可能。

上汽乘用車三電技術(shù)牛在哪?安全、性能、效率難題全破解!

8層Hair-pin電機(jī),有傳的那么神嗎?

在講電機(jī)之前,先進(jìn)行一個簡單的科普,說說電機(jī)的繞組。一般而言,電機(jī)的繞組都使用銅線來做,但即使是純銅也會帶來很小的電阻。物理知識告訴我們,當(dāng)通過繞組的電流很大時,即使是一點(diǎn)點(diǎn)電阻,也會造成很大的發(fā)熱和能量損耗。同時,歐姆定律還告訴我們,導(dǎo)線的電阻和導(dǎo)線的長度成正比,和橫截面積成反比。所以,要降低電阻辦法有兩個,一個是減少繞組的銅線長度,對于電動車的電機(jī)來說,這個方法顯然行不通;那剩下的也只有增大橫截面積。所謂的Hair-pin電機(jī),就是將橫截面上原來一個個圓形的繞組電線,做成了橫截面是扁長方形的繞組,互相直接緊密貼合,避免了橫截面的浪費(fèi)。

它能帶來什么樣的好處?

1、槽滿率更高。從圓線變?yōu)楸饩€,可以在相同的空間填充更多的銅材,槽滿率可以提升20%以上,從而提升電機(jī)的功率密度,提高性能。

2、熱性能更好。扁導(dǎo)線與鐵芯以及導(dǎo)線之間的接觸面積更大,散熱性能更好;導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線橫截面積反比,相同的空間下扁導(dǎo)線的面積更大,所以電機(jī)運(yùn)行時導(dǎo)線上的直流銅耗更小。電機(jī)溫升可以降低,效率得到提升。

3、運(yùn)行噪音更低。Hair-pin繞組電機(jī)采用的扁導(dǎo)線較圓導(dǎo)線繞組剛度更高,可以有效降低電機(jī)運(yùn)行時的電磁噪聲與機(jī)械噪聲。

因此,通用、豐田、寶馬大眾等大廠都已經(jīng)開始生產(chǎn)和使用Hair-pin繞組電機(jī)。雖然名字都一樣,但具體的繞線方式還是有很大區(qū)別的,一般的Hair-pin扁線繞組是2層一組,從上到下是兩組4層排布,而上汽乘用車當(dāng)前的技術(shù)方案中拆分成8層,可將效率提升至97%,逼近物理層面上的極限。電機(jī)效率提升帶來的好處,最直觀的就是能耗的降低。

此外,上汽乘用車的電機(jī)還采用了同軸結(jié)構(gòu),輸出軸、半軸、電機(jī)軸在同一軸線上,相比平行軸布局結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步壓縮電機(jī)的直徑,這樣車輛前懸就可以設(shè)計得更短,為用戶帶來更寬敞的乘坐空間,對于前驅(qū)車來說優(yōu)勢明顯。

電控技術(shù)持續(xù)突破,打造品牌護(hù)城河

上汽乘用車在電控領(lǐng)域也取得了技術(shù)突破,在升級整車控制器、域控制器的同時,將底盤控制、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)、再生制動控制系統(tǒng)等加入其中,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化、域控制、智能化。以BMS電池管理系統(tǒng)為例,上汽乘用車已完成兩代系統(tǒng)的研發(fā),第二代BMS系統(tǒng)可在不影響車輛續(xù)駛里程的情況下,綜合電芯容量、溫度及工作狀態(tài)等特征,分時擇機(jī)對電機(jī)進(jìn)行均衡,確保電池包的最佳狀態(tài),提升綜合續(xù)航里程、延長電池包壽命。

經(jīng)過長時間的自主研發(fā),上汽乘用車在三電領(lǐng)域已經(jīng)有了非常不錯的積累,可以說是內(nèi)功深厚、基本功扎實(shí)。面對日新月異的新能源發(fā)展大勢,不斷提升技術(shù)實(shí)力的上汽乘用車將帶來怎么樣的驚喜?我們拭目以待。

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