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原创160亿总里程下真续航的秘密,BEIJING汽车三电技术浅析

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2020-10-30EV世纪 杨波

近日,业内一份有关电动汽车续航偏差率的报告,引起较多关注。测试机构使用“官方标注续航”÷“实际测试续航”,得出的“续航偏差率”。其数值的高低,可以在一定程度上反应车辆的真实续航能力。

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而本期测试榜单中,以3.2%最低续航偏差率获得第一名的车型EU5,可能出乎了某些用户的意料。毕竟,BEIJING汽车平日里太过低调,似乎一直在老老实实的守着自己的地盘过日子。那么,“老实人”BEIJING汽车这次是技术的突然爆发吗?


2013年、55万、160亿

上面的几个数字,可以比较全面的概括BEIJING汽车在新能源方面所取得的成就。2013年,BEIJING汽车(此时还叫做北汽新能源)以E150EV正式进入新能源市场,成为国内唯二的具有较大规模和完全纯电动汽车研发、生产、销售能力的企业。之后的每年,BEIJING汽车坚持对产品进行迭代更新,保持核心技术的领先,陆续推出了EV系列、EU系列和EX系列等数十款纯电动产品。

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至今,BEIJING汽车在全国拥有超过50万台纯电动汽车保有量,累计行驶里程超过160亿公里,并逐渐成为国内纯电动汽车“质量可靠、续航扎实”的代名词。

而扎实的续航表现,与领先的三电技术密不可分。作为国内最早专注于纯电动车研发制造的企业,经过多年实践和技术探索,BEIJING汽车在电池、电机、电控等核心三电领域,积累了国内领先的技术成果。在近日举办的2020年度“中国汽车工业科学技术奖”终评会上,BEIJING汽车三电平台关键技术与产业化项目获得科技进步奖一等奖,赢得了行业权威专家的认可。


三代电池、四代电驱动技术积累

电池、电机和电控,是决定纯电汽车最终续航表现的核心因素,其技术水平如何、效率高低、轻量化和可靠性表现,对电动汽车来说是产品力最直接的体现。

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2009-2014:作为初代民用量产电动汽车电池包,此时成组形式为“电芯-模组-总成”的CMP形式,有较多的成组零件和线束系统,材料上优先考虑安全和稳定,质量普遍较大。出于成本方面考虑,电芯材料以磷酸铁锂为主,单个电池包的总能量普遍在10-20kWh之间,系统能量密度90-105Wh/kg。

2015-2019:这是国内新能源行业腾飞的时间段,随着电池材料技术的成熟,成本下降,业内普遍换装了能量密度更高的三元材料。电池模组的材料方面也开始出现以复合材料取代钢材的方式,以此追求轻量化。值得注意的是,BEIJING汽车第二代电池包,已经达到了ASIL C安全等级(最高为D)。

2019-2021:进入2019年后,500km续航几乎成了合格线,这就要求车企在电池包和材料技术上进一步提高。BEIJING汽车第三代电池包率先使用了CTP无模组技术,通过电芯直接成组,节省了大量空间和连接部件,有效提升系统能量密度。

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在最新一代的动力电池包上面,BEIJING汽车通过CTP技术和轻量化设计,电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,使系统能量密度达到170Wh/kg。电池包上盖采用了HLM高比强度轻量化材料,框架之间使用FDS高集成自动复合连接结束,并配备一体式集成液冷技术,整体减重效果明显。

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以EU5车型为例,其所搭载的50kWh能量动力电池包,质量仅为310kg,全车整备质量1600kg。相对其他同级别产品在质量上有着不小优势,可以做到更低的电耗水平,以此达到低续航偏差率。

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电驱动系统方面,BEIJING汽车自2009年至今共进行了四次技术迭代,主要方向为集成化和高效化。

一般的纯电动汽车电驱动系统,主要分为整车控制器、高压配电系统、电源转换系统、高压充电机、电机控制器和驱动电机等几个部分。早期受制于设计和技术水平,电驱动系统多采用分布式布局,不仅视觉上较为凌乱,走线密集,还影响了车辆效率。而后期随着高压系统、电驱动系统的集成化,器件数量减少了23%,重量降低35%,体积更是减小了40%。从第一代分布式电驱动系统,到如今普遍搭载的第三代,BEIJING汽车纯电动车型整车效率提升了近3%,功率密度提升超过5倍。

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仍以EU5车型为例,其所搭载的高压集成式驱动单元,可以输出最高160kW的功率,DC-DC最高效率和平均充电效率分别达到94%和95%,最高快充电流达到250A,多项数据均为业内的一流水准。

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BEIJING汽车还拥有完全自主知识产权的智能电控系统,实时监测着全车260个部件数据,智能分析处理信息,并管控三大法宝--电池管理系统、电机控制系统和整车控制系统协调一致地工作,从而实现智能分配电能、智能管理动力、智能调校驾控,为车辆带来超长续航、超强动力、超高效能、精准驾控和全面安全。

EMD3.0超级电控实现了高度集成化、轻量化设计,在结构布局上更加精密,相比第1代体积减少46.5%,重量降低40%,能效提高至98.5%。

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BEIJING汽车自主研发的BMS系统具备电池单体电压偏差自均衡功能,智能监控调节电池单体电压,对过充、过放、极端电压等状况实施安全防护,保障安全,延长电池寿命,同时确保车辆保持长续航。


未来:技术进化,品质升级

出色的车辆稳定可靠表现,还离不开强大的实验测试能力作为前期保证。BEIJING汽车新能源试验中心是斥资20.51亿元打造的国内领先、国际一流的新能源汽车试验验证平台,设在位于北京亦庄的“中国蓝谷”,建设面积5万平方米,共有88个实验室,拥有各类国际先进的测试设备550余台套,一期项目于2019年7月22日正式启用,二期项目预计将在2020年二季度完工。

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该中心全面覆盖电池、电机、电控、智能网联、轻量化、整车应用六大关键核心领域,以先进的标准体系、试验设备、技术人才和创新文化,满足面向未来的世界级智能网联电动汽车的开发需求,与优秀行业伙伴共建共享并向全行业开放,加速技术新变革,树立品质新标杆,引领行业新发展。

四驱动力总成台架进行整车能耗测试5.jpg

整车方面,拥有完善的整车环境、NVH、EMC、结构耐久等测试能力,涵盖纯电、混动的测试能力。

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电池系统方面,试验中心设有电池PACK、电池单体及模组、电池安全三大试验区,构建了覆盖从电芯到PACK的全面试验能力,具备电池温湿度、振动、海拔、盐雾等全环境下电性能、耐久性能的测试能力,100%覆盖国标、企标试验体系。

淋雨试验室内淋雨试验箱进行IP防护等级测试4.jpg

驱动系统方面,拥有涵盖电机、动力总成、传动系统的全环境性能及可靠性测试能力,全面满足电机及驱动系统、控制系统的标定与测试需求。

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电控系统方面,具备从模块到整车的控制系统软件及其通讯性能的全面验证能力,建立了完整的HIL、域测试、整车lab-car、实车测试的测试链,软件测试理念与用例体系处于全球领先水平。


编辑总结:与通过买买买来快速成长起来的造车新势力相比,BEIJING汽车有着足够丰厚的、通过时间和经验所积累起来的技术底蕴。我们在BEIJING汽车的三电实验测试环节,也看到了一家对用户极度负责的企业,是如何对每一个细节的极致把控。最终,BEIJING汽车所呈现给我们的产品,有着非常出色的长期稳定可靠表现,且在续航方面足够的扎实。

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