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不懂“新三样”,别买电动汽车!

来源:长城网
2021-10-18 08:55:31
咪乐|直播|二维码图片 此外,为处置上述突发情况,还出动大量警力。

  原标题:不懂“新三样”,别买电动汽车!

  电动汽车的安全问题主要是“自燃”,对吗?

  不完全对,车身安全同样重要,或者说,更重要。

  买电动汽车要特别关注续航,对吗?

  不完全对,最该关注的其实是“电耗”。

  智能化的标志是能OTA升级吗?

  不完全对,现在应该看是不是“域控制”。

  一块电池成汽车新“原点”

  一辆燃油车,设计的起点是发动机。

  一百多年前,先有了内燃发动机,后有了汽车。燃油车的车身结构,是围绕动力总成(发动机+变速箱)来设计的,先确定动力总成的位置和布局,再考虑其它部分怎么安排,于是就有了发动机纵置、横置的区别,也有了大家耳熟能详的前置后驱、前置前驱、中置后驱之类。

  这个古老的设计套路一直沿用到现在,你看大众最新的模块化平台,分成发动机横置的MQB、纵置的MLB,设计的核心都是动力总成怎么摆布。

燃油车的设计以动力总成布置为核心(图为大众MQB平台示意)

  受思维惯性影响,不少电动车的结构布局参考了燃油车,有“油改电”痕迹。但电机毕竟不是发动机,电池也不能简单去跟油箱类比,电动汽车和燃油车虽然样子看上去差不多,终究不是一个物种。经过十几年的进化演变,电动汽车的整车设计思路已经与燃油车分道扬镳,说是脱胎换骨也不过分,最大的变化就是——

  汽车设计的起点,由发动机转移到动力电池上。

  动力电池和电池管理系统的技术复杂度很高,而且电池体积和重量大、价格昂贵,还有非常高的安全要求,一辆纯正的电动汽车,首先应该考虑把电池放到什么位置最合理。而作用相当于燃油车发动机的电机,天生效率高而体积小,又不需要搭配复杂的变速机构,布置起来难度小,反而退居次席。

  以电池为原点的设计思路,改变的不仅仅是车身结构、造型,甚至影响了电动汽车的能量管理思路和效率。从比亚迪最新的纯电动汽车平台——e平台3.0上,我们可以一窥目前最先进的电动汽车设计架构是个什么模样。

  车身有何特别之处?

  既然设计的起点是电池,那电池放在什么位置最合理?

  业内公认的最佳位置,是平铺在前后轴之间的车身地板上。这样做好处很多:占用空间小,整车重心低,电池还处于底盘上的中心位置,可以得到很好的保护。

电动汽车的电池包平铺在前后轴之间的车身地板上(图为亚迪e平台3.0示意)

  仅仅是放在这个位置就好了吗?比亚迪e平台3.0至少透露出两个重要的车身设计改进,均与电池有关。

  第一个是“电池与车身一体化融合”。按以往的设计思路,电池包和车身地板框架是分离的,e平台3.0把二者设计成一个整体,结构强度“强强联合”,车身扭转刚度提升了一倍。这不光提升了整车碰撞安全性,还能抑制车身地板的振动,提升驾乘舒适性。

e平台3.0的电池包与车身融为一体

  为什么比亚迪e平台3.0会有这种独特的思路?也许是因为比亚迪自己研发制造动力电池,比起外购电池的汽车公司,会更“自然”地产生把电池和车身做一体化设计的联想,并有能力去实现吧。

  第二个是“电动汽车专属传力路径”。电动汽车的内部构造跟燃油车大有不同,仅拿车身地板来说,少了燃油车上的排气管、传动轴、油箱等,但多了一块电池,在碰撞安全方面无疑应该采用不同的策略。e平台3.0的车身受力框架是专门针对电动汽车设计的,车身的吸能空间、碰撞时的能量传递路径均与燃油车有所区别。

e平台3.0的车身重新设计了碰撞传力路径

  大家普遍担心电池“自燃”,实际上,碰撞发生的风险要远高于自燃。在遭遇碰撞时,车身结构会直接影响到乘员和电池的安全,电动汽车确有必要另起炉灶,设计专属车身。

  当然,防止自燃关键还是看电池。比亚迪在稳定性相对较好的磷酸铁锂电池基础上,研发出结构独特的刀片电池,即使被金属物体刺穿也不会起火爆燃,这种高安全性电池才能真正去除电动汽车的“心腹之患”。

  “电耗”低才是真功夫

  买电动汽车时,关注续航里程很有必要,但真正体现技术水准的是另一个指标:“电耗”。

  多加电池,或降低电耗都能增加续航,但明显加电池容易而降电耗难。

  降电耗的一个思路是降车重,用铝合金甚至是碳纤维材料制造车身,可以减轻车身重量,让车子更省电。不过这个路子太烧钱,也会显著增加后期维修成本。

  降电耗还得从那块电池开始考虑。驱动电动车的能量,就是充到电池包里的电能,高压的直流电从电池包出发,先由配电箱进行分配,一路在降低电压后,供车上的仪表、中控、灯光、音响等低压设备使用;另一路送到电机控制模块,经过变流、变频去驱动电机,电机再带动车轮让车子跑起来。

  从比亚迪e平台3.0上,可以看到电动汽车目前最先进的一些省电策略。

  一个是零部件高度集成,在e平台3.0上,电动力总成做到了令人匪夷所思的“8合1”。

  电机、电控和减速器“3合1”目前是主流,而e平台3.0的动力总成居然一步迈过好几个台阶,把车载充电器、配电箱、直流变换器、电池管理器等全融合进来,做成“8合1”。原先分布在车身各处的零部件,现在变成了一个模块。

8合1”动力总成显示了电动汽车的高度集成潜力(比亚迪e平台3.0首款车型海豚透视图)

  “8合1”的好处有很多,比如体积小便于灵活布置、重量轻有助于整车轻量化,对于降电耗更是大有裨益。形象一点说,原先分布散在各处的多个零部件要靠线束连接起来,电流要跑长长的路;现在合成一体,电流走了捷径,电能传输损耗也就减少了。

  电动汽车的零部件本来就比燃油车少很多,“8合1”式的集成更是让燃油车望尘莫及,照这个路子发展下去,将来电动车内部会不会变得空空荡荡?

  e平台3.0另一个省电策略是使用高效“功率半导体”。

  这个名词比较生僻,业内常说电动汽车核心技术有“双芯”,一个是电池的电芯,一个就是功率半导体芯片。简单说,电动汽车上电流的变压、变流、变频都要靠这种芯片去控制,芯片效率高,电流通过时的损耗就小。比亚迪e平台3.0中使用了自主研发的SiC功率半导体芯片,据称电能损耗可以减少70%。

比亚迪自主研发的SiC(碳化硅)芯片是目前电动汽车上最先进的功率半导体

  e平台3.0中还出现另一个新名词:“热泵”。

  到了冬天,电动汽车车厢里取暖要耗电,电池保温也要耗电,续航能力会明显下降。引入热泵,就是专门对付低温续航衰减。所谓热泵,其实是一个系统,e平台3.0的一大特点是通过热泵把电池、乘员舱、驱动总成、热管理系统深度融合,整车热量综合利用。数据显示,e平台3.0的热泵系统能在零下30度到零上60度的温度范围内工作,低温续航最高能提升20%。

  

热泵系统能综合利用整车热量,提升低温续航能力。

  无“域”不谈智能

  电池平铺在地板上,整车重心低,电动汽车生来就有一幅好底盘;电机完全是线控,动力收放自如,天生适合智能化自动控制。

  汽车的智能化不是一天搞成的,早期有个能联网声控的大屏就号称智能,近来OTA升级成了智能化标签,最新的智能化标志是什么?

  答案是:“域控制器”。

  “芯片荒”导致汽车减产、涨价,让大家知道了芯片对于汽车的重要性。汽车上的很多功能都要靠ECU(电子控制单元)来控制,从发动机、变速箱到灯光、音响、车窗、天窗、气囊、无钥匙进入、胎压监测……一个ECU控制一个功能,每增加一个功能,就要增加一个ECU,现在汽车上少则有几十个ECU、多则上百个。

“芯片荒”让人们知道了汽车上需要大量芯片

  这些ECU各干各的,彼此不相往来,这就是所谓“分布式电子电气架构”。

  汽车要想智能化,就要把这些游兵散勇集合起来,统一指挥。比如,仪表、灯光、音响、车窗等等功能集中到一起,算一个“车身域”,一个域里不用那么多ECU,都归一个“域控制器”管,这就是所谓“集中式电子电气架构”。

  比亚迪e平台3.0的整车功能就集中成“智能驾驶及座舱”、“智能动力”和“智能车控”几个域,再由自研的BYD OS操作系统控制。域控制好处很多,最大的好处就是“软硬件解耦”,软件管指挥,硬件管执行,各个功能都能实现软件升级,这就是所谓“软件定义汽车”。

比亚迪e平台3.0的集中式电子电气架构示意

  “软件定义汽车”意味着汽车的功能可以持续更新,据悉,在e平台3.0上开发的车型,车用功能的迭代速度已经可以缩短到两周,这就是汽车智能化带来的“常用常新”。

  按行业路线图,在实现域控制以后,将来各个域还会进一步融合,最终会由一个中央计算平台控制整车功能,就跟电脑只有一个CPU一样,这是后话。

  在燃油车的土壤中,可以生长出“油改电”的纯电动汽车;而以电池为原点,则可以培育出更纯粹的电动汽车。

  从比亚迪e平台3.0上,我们可以看到纯粹的电动汽车会是什么样子:它有电动汽车专属的车身结构,有独特的能量管理方式,自带智能化基因。以电池位置为起点的车身布局和“浓缩”的零部件,给造型设计师们释放了空前的自由度,汽车造型美学也将迎来一次突变,纯粹的电动汽车从内到外,更像是一个汽车新物种了。(傅雪峰)

没有了发动机、变速箱、排气管等大型零部件的羁绊,电动汽车的造型会更加自由。

责任编辑:陈思南

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