《EV技术台》是有车以后推出的新栏目,深入解析各大车企的新能源造车技术,看看各家都有哪些造车本领。这一期解析的是,造车新势力爱驰汽车。
爱驰汽车成立于2017年,总部及技术中心设立在上海,在德国设有全资子公司爱驰恭博汽车有限公司,还在美国底特律设有前瞻技术实验室。爱驰的首席产品官CPO及德国子公司爱驰恭博总经理,正是大名鼎鼎的奥迪quattro之父——Roland Gumpert。作为一个造车“新兵”,爱驰都有哪些“看家本领”呢?
平台化、模块化对于很多传统汽车企业来说,早已不是什么新鲜词汇,大家最熟悉的就是大众的MQB了。这种节约成本的“好事”,不少新造车企业也在搞,爱驰研发的叫MAS(More Adaptable Structure)模块化平台。正向研发是大家的共识,“油改电”只是权宜之计,我相信大部分新造车企业都明白这个道理。
MAS与市面上各家的模块化平台有很多的相同点,比如灵活性好、节约成本、安全性好。我认为,某种程度上灵活性好与节约成本是一种因果关系。MAS平台从A、A+到B级车可覆盖5种车系、至少15款车型,包括SUV、Sedan、MPV、Cross、Hatchback、Wagon、Coupe, 轴距可在2650-3000mm之间灵活调节。得益于MAS平台的应用,车辆的驱动形式可以是前主驱、后主驱、四驱的不同搭配,旗下首款车型爱驰U5就是很好的体现。新造车企业里能用一个平台囊括如此多车型的少之又少,像博郡汽车则是分开了三个不同级别的平台,可见爱驰的MAS在灵活性上有着自己的优势。
零部件通用化率高也是模块化平台的一个特点,MAS全系车型的通用化率可以达到60%,单车型通用化率达到70%,属于比较高的水准。作为对比,大众MQB的通用化率在60%-80%之间。通用化率高,一来可以让新车推陈出新的速度更快,二来这样能大大节约研发成本。就好比一个月饼模具做好了,月饼就能不断地产出。近期发布新车频率极高的比亚迪和吉利就是典型的例子。
吉利CMA平台
除了这些相同的特点,MAS还有一些自己的创新和亮点,比如采用了“上钢下铝”混合车身结构。我们知道,铝合金比钢更轻、强度更大,但成本更高,爱驰的“上钢下铝”是一种折中的方案。上车身应用了2000MPa的高强度热成型钢,下车身则是铝合金,这样比全钢车身更轻(约减轻20%),比全铝车身成本更低。
话虽如此,但反过来思考,这未尝又不是对成本控制的一种妥协。“上钢下铝”虽然比全钢更轻,但还是比全铝重;虽然比全铝成本低,但还是比全钢成本高。不要最便宜的,也不要最贵的,选中间性价比高的也是一个可行的方法。
燃油车讨论“三大件”,电动车则是“三电系统”,包括电机、电池和电控,这都是核心技术。爱驰是为数不多的拥有独立三电系统开发与测试能力的新造车企业。文章开头有提到,爱驰的技术研发中心在上海,在这座技术中心里可以独立完成设计、仿真测试、试生产、三电系统台架实验等整套车辆开发工作。
三电系统是一整套东西,如何才能让这套东西更好地运行起来,关乎到车辆的续航、性能和安全。爱驰在上海技术中心可以自主对三电进行试装测试,并在常熟拥有自己的电池组装工厂。在技术中心的动力总成实验室里,工程师可以实现极端温度、压力以及湿度三方面的环境舱测试,并且能进行工况仿真调试。
三电系统里面分开单独来看,电池是至关重要的,电芯由供应商提供后怎样去设计电池组是考验车企技术能力的部分。目前爱驰U5的电芯是来自宁德时代供应的方形电池,其首创的“三明治”电池包技术申请了国家发明专利。
爱驰电池组装工厂
“三明治”可以说是电池包的结构形态,包括上顶板、模组、电池模组框、散热器、电池包底板,其中电池模组框和散热器是单独固定在电池包壳体上,整个结构看起来像个“三明治”,所以有此名字。主要的特征首先是在电池模组和冷却板中间增加了一层隔离板,目前主流的做法是电池模组是直接与冷却板接触的。这个设计可以使电池模组与冷却板各自密封、互相独立,保证冷却板在极端情况下如受挤压而变形或遇冲击而开裂,泄漏的冷却液也不会浸入到电池箱体中,从而杜绝电池因接触冷却液发生短路,造成起火、爆炸等,提高了电池的安全性。
但电池模组和冷却板隔之间了一层隔离板,可能会对冷却效果有所影响。针对这一点,爱驰的技术团队采用特殊设计的悬浮液冷板结构,并采用低密度、传热效率高的导热材料,很好地解决了这一问题。据此前爱驰在吐鲁番整车夏季标定试验结果,整个电池箱体内所有电芯之间的冷却温差可控制在2℃以内。
此外,由于冷却板不会直接承受来自电池模组的压力和外界的冲击力,因此可以采用更轻量化的薄壁设计,从而降低整车重量的同时也提高了电池系统的能量密度。目前据官方最新透露,爱驰的电池系统能量密度可高达181Wh/kg,与广汽新能源、几何汽车的差不多,均属于目前业内最高水平。
另外,其电池包底板和电池模组之间留有15mm的间隙,当电池底部受到冲击时可以有缓冲的余地,避免撞击到电池模组。利用了这个防冲击间隙还可以做些保温设计,减缓外界环境与电池模组之间的热传递:夏天的时候电池可以隔绝部分的外界高温;冬天时电池不会过快地降温,可有效降低电池热管理的能耗。
电动车的电池组无非就是能量密度、安全性和能耗这几个方面,“三明治”电池包技术刚好让这几个方面都有所改善,可以说是一举多得了。
爱驰U5除了安置在底盘下方容量为65kWh电池包,在后备厢下方还可以装多一块小的电池包,也就是A包和B包。这是选装的方案,如果只有A包,车辆的NEDC续航为503km,如果增加B包则可额外增加120km的续航里程,相当于一个充电宝,车主甚至可以徒手换B包。与蔚来的把底盘整个电池包换掉不同,爱驰采用的是固定的A包+机动的B包组合方案。
A+B电池包方案有它的优势:短途出现可以把B包卸下减轻车辆重量达到节能目的,有更长续航需求时则可以使用B包,120km的续航作为应急使用也完全足够。但同时这种方案也有不确定性,据了解这两个电池包是采用不同的两套电池管理系统,对电控的要求更高也将会更复杂,其成本和系统控制的稳定性,还有待验证。
此前爱驰还推出了可移动的智能充电机器人,在停车场里提供全自动的充电服务,用手机APP一键呼叫机器人就会来到车辆旁边自动加电。据官方透露,这些充电机器人的电池容量有20kwh、40kwh、60kwh三种,定量快充可以给车辆充10%-90%的电量,以爱驰U5 65kwh电量为例,机器人以60kw直流快充可以在40-50min内完成80%的充电。
据了解,今年爱驰准备在欧洲和中国两个市场小批量开展充电机器人业务,目前已有合作伙伴有意向,正在逐步推进。相比目前一些车企自建充电桩的做法,爱驰的充电机器人是比较新颖的形式,但维护、成本等方面和具体的可行性估计还有很多难题需要克服,短期内想要大规模应用似乎不太现实。
造车平台,模块化是目前最好的选择,爱驰在这方面有了自己的技术沉淀;而三电系统,爱驰也做出了差异化和展现了一定的优势。对于一个成立不久的车企,爱驰已经拥有了核心技术,在充电领域也有一些令人耳目一新的“玩法”,对于其首款车型爱驰U5下半年上市交付后的实际表现,我表示期待!
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