2024年5月10日,比亚迪重磅推出了e平台0 Evo及其首款车型海狮07EV。e平台0 Evo可谓内容丰富,涵盖了众多技术亮点。为了深入剖析这一平台,我们将分十期进行详细解读,首期便聚焦于其独具特色的十二合一电驱系统。
0电驱的「多合一」革新
在新能源汽车的早期阶段,电驱动系统并未采用「多合一」的集成设计理念。然而,随着技术的进步,这种趋势逐渐崭露头角。「多合一」电驱系统不仅优化了整车布置,还带来了诸多显著优势。
首先,它有效降低了电驱系统的体积。通过将多个部件集成在一起,减少了壳体、线束、连接器的使用,从而使得零部件复用成为可能。这种设计使得集成体的各部件布置更加紧凑,充分利用了每一分空间。例如,华为在2020年推出的DriveONE「七合一」电驱系统,就宣称在Z向上节省了220mm,减少了安装支架、线束、连接器以及水管口等部件的使用。
其次,「多合一」电驱系统还有助于降低整车的重量,进一步提升轻量化水平。这不仅有助于降低能耗,还能减轻对轮胎的要求,提升车辆的操控性。
此外,从理论上来讲,「多合一」设计还能有效降低成本。通过减少壳体、线束、连接器的使用,可以显著降低物料成本。当然,这需要投入额外的研发成本来实现设计水平的提升。但长远来看,这种投资是值得的,因为它能让制成品更接近「论斤卖」的价格水平。
不能只看到「多合一」带来的好处,而忽视其面临的技术挑战。这种设计理念确实存在诸如额外的研发成本、可靠性及售后成本、电磁兼容性设计、噪音振动设计等难题。2021年,比亚迪在发布e平台0时,将这一系列技术难题概括为「电-磁-力-热-声多物理场耦合制约难题」。
接下来,让我们一起探寻「多合一」的历史脉络。当提到「12合1」这样的概念时,或许有人会认为难以了解具体是哪12个部件。然而,事实并非如此复杂。以电机、电机控制器和减速器这三个核心部件为例,它们是「多合一」电驱系统的基础。电机,作为新能源车的动力源,由转子和定子等部件构成,负责驱动车辆行驶。电机控制器则通过功率半导体(如IGBT或SiC MOSFET)的开关控制,实现对电机绕组电流的精准调控,从而控制电机的旋转。而减速器则负责将电机的高转速转化为车轮能够接受的低转速和高转矩,确保车辆驱动系统的平稳高效运行。最早期的「多合一」设计便是将这三个关键部件合而为一,形成了「三合一」电驱系统。如今,这种设计理念已经得到了广泛应用,不仅提升了整车的性能,还为新能源汽车的发展带来了更多的可能性。
其实,在「多合一」电驱系统的研发道路上,北汽一直走在前列。自2012年起,北汽便开始着手「三合一」电驱系统的研发,并在2015年进一步推出了「七合一」电驱系统,展现了其在新能源汽车领域的深厚技术积累。那个时期,北汽的销量表现也相当抢眼,多次荣获全国销量冠军,甚至一度登顶世界销量榜。
接下来,我们来看三个常见的部件:
DCDC(直流-直流转换器):它的作用是将高压电池包的400V或800V电压转换为12V或48V的车载低压系统所需电压。
OBC(车载充电机):此部件将220V的交流电转换为直流电,为电池包充电。值得注意的是,蔚来NT0车型和极越01已取消了OBC配置,这意味着它们无法使用交流充电桩进行充电。若需在家中充电,必须安装昂贵的直流充电桩。
PDU(电源分配单元):它将电池包的电能进行合理分配,并具备一定保护功能。类似于家中的电气配电箱,PDU确保电力能够安全、有效地分配给各个用电设备。
这三个部件在电力分配和转换方面发挥着关键作用,通常它们会集成在一起,以减小体积、降低重量并节省成本。然而,蔚来在NT0车型和极越01中去掉OBC的做法并未显著降低成本,反而增加了直流桩成本、外放电装置成本以及解释成本,这种技术决策似乎缺乏合理性。
当这些部件集成到「六合一」电驱系统时,华为DriveONE进一步将BCU(电池控制单元)加入其中,从而形成了「七合一」电驱系统。从华为DriveOne的官网展示来看,其120kW多合一电驱动系统已集成了这六大部件,并支持BMS软件算法,为车辆提供高效、安全的电力驱动。
比亚迪e平台0通过集成BMS(电池管理系统)和VCU(整车控制系统),进一步拓展为「八合一」电驱系统。这一创新设计,使得平台功能更为全面,为车辆提供更加智能、高效的电力驱动。
在「八合一」的基础上,虽然已经实现了显著的集成效果,但车辆技术的进步并未止步。随着汽车行业的持续创新,各车企在追求更高集成度的道路上展现出不同的方向。近日,华为重磅推出了DriveONE新一代超融合黄金动力平台,该平台通过精妙的集成技术,成功实现了「十合一」的突破,这一创新不仅集成了TMCU和PTC等关键技术,更预示着汽车行业即将迎来「多合一」的新纪元。
此外,东风集团也推出了马赫E「十合一」电驱系统,展示了在汽车集成技术上的新进展。同时,在北京车展上,吉利银河发布了其创新的银河「11合1」电驱系统,进一步推动了汽车行业在集成技术方面的发展。
高效率:
得益于油冷扁线技术,400V IGBT电机综合效率实现重大突破,高达04%,远超行业平均水平。这一成就并非易事,尤其是在400V电压等级下达到如此高的效率,充分展现了技术的领先地位。
轻量化:
e平台0 Evo电驱系统重量轻盈,仅为80kg以下,相较于行业平均的90kg,减轻了15%。这样的轻量化设计不仅有助于提升整车性能,还能为消费者带来更为经济的用车体验。
小体积:
在实现轻量化的同时,e平台0 Evo电驱系统体积也大幅缩小,达到了12%的缩减率。这一设计优化使得整车在有限的空间内能够容纳更为高效的电驱系统,进一步提升了车辆的性能。
静音性能优越:
根据工程师介绍,e平台0 Evo电驱系统的NVH值仅为78dB,在同级车型中达到了最低水平。这一成就得益于系统在设计和制造过程中的精细优化,为驾驶者提供了更为舒适的驾驶环境。
快速响应:
系统采用超高算力的TC397芯片进行集成控制,使得控制响应达到了微秒级,扭矩响应更是小于5ms。这样的设计使得车辆在加速和操控过程中能够更为迅速、精准地响应驾驶者的指令。
比亚迪e平台0 Evo的「12合1」创新:
在传统的「八合一」电驱系统基础上,e平台0 Evo进一步集成了「四个功能模块」,包括智能升压模块、智能升流模块、智能自加热模块以及能量管理智控系统。这些模块的加入使得整个电驱系统更为紧凑、高效,进一步提升了整车的能量转化效率。据比亚迪官方宣称,其综合工况效率高达92%,位居行业前列。在日常城市驾驶工况下,e平台0 Evo的出行效率提升了7%,续航里程可增加50km,为消费者带来了更为便捷、经济的用车体验。
可以看出,e平台0 Evo所新增的四个功能模块并非简单的实体部件增加,而是在原有部件基础上进行了深度的功能开发。比亚迪将其创新性地描述为:“通过一套电驱系统,实现了升压、升流、自加热等多种功能的高度集成,从而打造出全能电驱。”这样的技术路线,不仅展示了比亚迪在电气架构复用与功能融合方面的卓越能力,更为用户带来了实质性的功能提升。特别是升流充电模块,其全球首创的设计,充分考虑了国内充电桩多为250A非液冷桩的实际情况,显示出极高的实用性。
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