深度解码比亚迪e平台:新能源时代的核心科技,强在哪里?- 汽车相对论

当汽车从燃油时代迈向新能源时代,汽车本身也从机械产品慢慢向IT产品进化,也就意味着汽车也将像我们身边的手机、电脑等电子产品一般,可以通过核心技术的进步,变得结构更简单、更安全、更可靠、性能更强、价格更低。比亚迪面向新能源汽车推出的e平台,就是在这样的思路下诞生的,通过对原本繁杂、分立的零部件进行标准化、集成化设计,比亚迪让纯电动汽车的“内脏”终于实现了“通用”与“整合”,这意味着消费者可以用更少的钱买到更可靠、更安全、更舒适、更长续航的新能源汽车。

无论传统汽车还是新能源汽车,若要实现快速产品迭代和平台化,那么标准化和集成化是必选项。所谓标准化,就是将大量零部件、接口、技术进行标准化开发,使之能在各级别的纯电动车型上通用,由此带来了规模效益,也令新产品开发速度提升,利于纯电动汽车产品线的快速展开。所谓集成化,就是对原本分立的系统进行集成,从而使得汽车相关组件数量精简,体积变小,质量变轻,效率提升。

比亚迪的e平台左手标准化,右手集成化,究竟是如何做到的呢?简单理解,“e平台”就是33111。两个“3”指的是驱动3合1加高压3合1。3个“1”就是1块板、1块屏和1块电池。龙叔带大家展开深入了解一下e平台的魅力。

驱动3合1

在“e平台”下,驱动电机、电机控制器和减速器三者高度集成,减少了复杂的机械结构和连接关系,实现轻量化设计,结构紧凑,成本低,总成传动效率高,有利于整车能耗降低。

对于比亚迪而言,集成化可以降低整车成本,降低零部件体积,提高相应参数。对于消费者而言,购车成本会降低,车内空间会提高,整车能耗更低。

相比于分体式总成,成本降低33%,体积降低30%,重量降低25%,扭矩密度提升17%,功率密度提升20%,NEDC效率指标增加1%。

比亚迪主要采用永磁同步电机,电机设计方面,比亚迪通过提升线圈占积率,改善冷却系统降低铜线温度,降低铜损;选用超薄高性能硅钢片,优化磁路,有效抑制铁损;优化组装工艺提高同轴度,选择低摩擦系数轴承降低杂散损耗,降低机械损耗。目前最高效率高达97%,NEDC综合效率高达94%。

其次采用高转速设计,以获得更高功率密度,比亚迪通过优化直轴电感及凸极率,减少磁化设计,提升电机抗退磁能力;采用高规格硅钢材料,优化磁钢排布及应力分布;电机定转子冷却优化,提升功率密度同时有效管控电机温度场,目前电机转速可达15000rpm。

IGBT是电机驱动方面的另外一个核心技术,IGBT的全称是“绝缘栅双极晶体管”,是能源变换与传输的核心器件,控制交流电和直流电的转换及高低电压的转换。

比亚迪打破了国外专利和技术封锁,在汽车级IGBT晶圆设计、模块散热、封装工艺和制造等关键技术获得突破,率先在新能源汽车电驱动系统上实现了自主IGBT芯片的批量应用。经过多年的充分验证,比亚迪车用IGBT模块累计装车数在国内排名第一。

高压3合1

在“e平台”下,高压系统的DC-DC、充电器和配电箱高度集成,体积小、重量轻、功率密度大于2KW/L,电池电压范围宽,能够适应于各种电池电压平台;PDU设计可选择性强、可灵活定制不同方案。

相比于分体式总成,高压三合一成本降低40%,效率提升1-2%,功率密度增幅25%。采用系统集成后的产品,体积较分体式产品降幅为40%;重量较分体式产品降幅为25%。

比亚迪的充配电三合一系统通过碳化硅应用技术、谐振软开关技术、同步整流技术提高了系统的效率,通过电压电流监控、温度监控保证了充配电三合一系统的安全可靠。此外,这个充配电三合一系统还拥有比亚迪首创的双向逆变充放电技术。该技术可以将电动汽车内部的电,逆变成220V交流电输出供家用电器使用。

1块PCB板

PCB板可集成的低压控制功能包括:网关功能;传统BCM功能,如灯光控制、电机驱动、解闭锁、整车电源档位、整车防盗、寻车功能、动力电池充电、电动车智能充电、远程更新软件、车窗/天窗控制及防夹等;PEPS遥控锁车、无钥匙进入、无钥匙启动、钥匙防忘、钥匙离车提醒、远程开空调、遥控启动车辆功能;驻车辅助系统模块;仪表;空调控制器;蓝牙钥匙;胎压监测;引擎音模拟器;丰富的诊断功能等等。

集成化主要是为了轻量化、节约成本(包括减少零部件、减少装配工序、减少整车线束等)、减少空间。集成式EEA优化了控制器的数量,灵活弹性的网络拓扑,大量减少系统交互的讯息量,降低总线负载率,同时也使售后服务更加方便快捷。集成化以后,减少模块数量,减少装配工序、减少线束等,将其封装在一个壳体。

集成化从降低成本、轻量化、区域化、布局可行性、技术可行性多维度分析得出多个电器集成化、平台化方案,其中包含车身域多合一控制器,门控域控制器、电动门控制器、灯光控制器、BYD-HEART。

集成的产品都是车上的标配产品,且功能具有关联性,可以布置在一起,减少空间、重量、线束、总装装配工序;从行业调研看,零部件供应商和主机厂有集成化趋势;现有MCU资源丰富,十个产品的MCU存在资源浪费,用1到2个MCU就能实现;材料成本和制造成本大幅减少;各个产品开发技术成熟,设计资源可充分调用。

低压电器集成化不仅大幅降低了整车电器成本,同时降低产品诊断、生产、测试、变更及售后成本、优化总线系统,对整车轻量化也做出了贡献。集成式EEA也是整车厂掌握核心竞争力的基础。

1块大屏

Di平台,用一块搭载DiLink系统的智能自动旋转大屏,将传统汽车的音响控制面板、空调控制面板、多媒体人机交互系统整合于一身,不仅减少了零部件数量,减轻了整车重量,还减少了控制面板占用的空间,彻底改变了内饰中控台的布局方式

采用安卓系统,100%兼容手机应用,完美“移植”手机生态。全球首创智能自动旋转Pad,可根据软件的应用场景和交互方式提前预判,进行智能自动旋转,同时,大屏还支持分屏功能,可充分利用屏幕宽度“左侧导航、右侧微信”。

1块电池

目前比亚迪EV车型全面换装了正极材料使用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂电池。

比亚迪高性能动力电池采用轻量化模组设计,重量比常规化设计模组重量降低44%,电池包采用轻量化材料,使得动力电池组能量密度高,可以大幅增加汽车的续航里程,有效缓解用户在续航里程方面的忧虑。并且得益于电池组的高能量密度,可有效降低汽车的电池装载量,从而减轻汽车的自重

电池放电电压高,输出功率比较大。低温性能极好,并且配合电池温控系统,使得汽车在一定程度上不受气候、地域的影响,保证用户一年四季用车的稳定性。可以说三元锂电池凭借它自身的一些优异性能、以及和国家政策方向的高结合度,如能量密度要求等,其在纯电动汽车行业中具有极好的发展前景。

比亚迪电池包配备包体系统四级七重保护,且电池拥有过充保护装置(CID)等比亚迪独创的专利技术。同时比亚迪动力电池包在出厂时,会严格进行专业且全方位的安全性测试,包括单体电芯安全性测试、电池模组安全性测试、以及电池包整体安全性测试等,安全性能远超行业标准。最大程度的保护用户的行车安全。

通过集成化和标准化,比亚迪e平台的各个模块都实现了“高性能、低成本”,并为下一步技术性能升级留有空间。2019年,在e平台的推动下,续航更长、性能更强、更经济可靠的比亚迪全新EV矩阵正在展开,以即将上市的全新一代唐EV为例,0-100公里/小时加速仅4.6秒,最高车速180公里/小时,综合续航里程500公里,百公里电耗仅17.8kWh,为同级产品树立了性能标杆。

比亚迪e平台技术路线的意义

汽车零部件的集成化、一体化一直是业界努力的方向,而作为汽车电动化革命的倡导者和推动者,比亚迪采用e平台模块开发整车,是解决困扰纯电动车研发的“轻量化”、“空间布局”、“能量密度”等难题的一条捷径。正因看到了e平台所具有的巨大行业价值,比亚迪在去年就宣布向全行业开放共享e平台技术,e平台由此成为全球首个可开放共享的电动汽车平台。目前,戴姆勒、北汽、长安、东风等汽车制造商纷纷与比亚迪进行e平台的技术探讨,共同利用比亚迪e平台的巨大行业价值。

正如一百年前福特通过流水线生产方式推动燃油汽车普及一样,比亚迪通过e平台将大大推动纯电动汽车的普及。

汽车相对论(AutoRelativity)

由前电动邦主编兼内容总监、前车云副主编,媒体人王云龙主理。

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