從早期的大型計算機,發(fā)展到如今的個人PC和筆記本電腦,電子產品的集成化、模塊化、輕量化等進化進度,一直從未停止過。以蘋果早前發(fā)布的新款Mac Pro 2019為例,其主機內部架構,采用模塊化及緊湊型集成化設計,讓整體體型變的更小的同時,更滿足了專業(yè)用戶對于高性能、高吞吐量系統(tǒng)的需求。
當然,集成化、模塊化、輕量化,除了成為制約電子產業(yè)發(fā)展的重要瓶頸,對汽車產業(yè)的新能源領域,也有極為深刻的影響。若非得挑一個典型案例,筆者認為,目前在眾多熱門純電產品中,剛上市不久的菲斯塔純電動的三電系統(tǒng)集成化最為突出,在進一步提升動力性能的同時,也為帶來高達490km的超長續(xù)航夯實基礎。
相較“二合一”,電驅動“三合一”將是未來發(fā)展趨勢
眾所周知,電驅動系統(tǒng)是純電動汽車的核心,主要包含高性能動力電機、電力電子控制單元和減速器等部分。對于其集成化設計,目前多數(shù)純電產品選擇其中兩者,進行二合一處理。雖然其結構簡單、成本較低,但在高轉速情況下效率和扭矩會急速衰減,當電動車達到極速后沒有提升的空間,因此,經濟性不高。
純電動汽車二合一電驅動系統(tǒng)
而隨著電驅動集成技術的不斷演變發(fā)展,三合一驅動系統(tǒng)成為當下主流,乃至未來發(fā)展趨勢。首先,它可以有效地減小電驅動系統(tǒng)的體積、降低系統(tǒng)總質量;其次,讓機艙更加簡潔,使得汽車各系統(tǒng)布局更加靈活,繼而進一步降低汽車質量,助力汽車降低能耗,提升了續(xù)航里程;第三,有效地縮短各部件之間的距離,減少了連接件及相應接口的使用,在優(yōu)化了傳輸路徑同時也提高了系統(tǒng)的效率。
純電動汽車三合一電驅動系統(tǒng)
從菲斯塔純電動搭載的大陸電驅系統(tǒng)來看,便是將電機、減速器和逆變器,集成在一起的電驅動系統(tǒng),可簡化零部件之間的外部布線,達到輕量化、集成度高、性能高等特點,像質量僅76.9kg、提供最大功率 135 kW、峰值扭矩 310 N·m、最高車速達 165 km/h及0 ~ 50 km/h 加快至3.5 s,便是實力體現(xiàn)。
菲斯塔純電動三合一電驅動系統(tǒng)
這里,我們不妨對比一下,與菲斯塔純電動同級別的幾何A。該車電機是由精進(JJE)和方正(FDM)提供,將電機與減速器進行二合一,并采用分體式布局,這樣的方式,不如“三合一”集成式布局那么緊湊,再加上線材的原因,導致性能表現(xiàn)并不突出。諸如最大功率120kW,最大扭矩250N·m,最高車速150 km/h,0-50km/h加速需要3.8秒,均不如菲斯塔純電動優(yōu)勢明顯。
相較“平板”,電池結構“異型”化更適合純電轎車
目前,我們常見的新能源電池結構,分平板和異型式。其中,平板式電池雖然殼體造型簡潔,工藝容易實現(xiàn),但其不能“因地制宜”排列電池,若將其平鋪到純電轎車地板下方,將導致整車高度高于常歸轎車,在浪費空間的同時,也難以對車輛底盤重心進行前后配重。所以,平板式電池一般用于純電SUV上面。
正是對上述因素的深刻洞察,我們看到菲斯塔純電動從研發(fā)初期,就站在人機工程學的角度,采用異型電池箱體設計,以“土”字型布局三元鋰電池,此舉有效避免整車地板抬升,以釋放更多后排空間,不會讓后排乘客腳部抬高而不適。
值得一提的是,菲斯塔純電動搭載的寧德時代三元鋰電池,得益這種“土”字型布局,帶來電池更高容量、續(xù)航里程更為真實的優(yōu)異表現(xiàn)。電池容量為56.5kWh,工況條件下百公里耗電量低至12.7kWh,這樣的表現(xiàn),也為整車NEDC續(xù)航里程達到490KM,立下了汗馬功勞。
與之形成對比的是,廣汽Aion S同時也搭載寧德時代高密度三元鋰電池,布局采用異型設計,雖然電池容量58.8kWh,每百公里能耗13.1kWh,最大支持510km續(xù)航里程,但經過筆者實測后,最終只行駛416公里,且當電量低于40%后,會突然出現(xiàn)十幾公里斷崖式掉電現(xiàn)象,容易給駕駛人帶來里程焦慮。因此,在實際續(xù)航方面,菲斯塔純電動明顯要比Aion S更靠譜。
相較“單”結構,“二合一”充電系統(tǒng)效率更高
先來說說車載充電系統(tǒng)是什么?它一般主要由DC/DC變換器和OBC車載充電機組成。其中,DC/DC轉換器是一種將電池輸出的高壓直流電,轉化為低壓直流電的設備,為EPS(電動助力轉向)、空調系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、小電池等供電。而OBC是指固定安裝在電動汽車上,依據(jù)電池管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù),能動態(tài)調節(jié)充電電流和電壓,幫助整車更快、更安全的完成充電的設備。
對于菲斯塔純電動的ICCU二合一充電系統(tǒng)而言,則是將DC-DC轉換器與OBC車載充電機,進行深度集成化、輕量化處理,致使功率密度高達14.5kW/L,能量轉換效率高達94%。
而對于菲斯塔純電動所搭載的智能溫控系統(tǒng)來說,可以有效的控制管理電芯的溫度,保證充電時電芯處于適宜的溫度范圍,在一定電量區(qū)間里可以進行最大200A的大電流充電,在短時間內快速補電,實現(xiàn)低電量情況下,充電12分鐘行駛100公里。同時,更助力電池在快充狀態(tài)下30%-80%,耗時僅為40分鐘。
菲斯塔純電動的ICCU二合一充電系統(tǒng)
寫在最后
筆者認為,隨著新能源汽車技術的突飛猛進,零部件集成化、模塊化、輕量化等設計,已成為必然趨勢。通過對菲斯塔純電動三電系統(tǒng)的解讀,我們不難發(fā)現(xiàn),北京現(xiàn)代是一家懂技術、有溫度的企業(yè)。其給予菲斯塔純電動三電系統(tǒng)集成化的每一項集成化、模塊化、輕量化設計,均領先同級車型。正所謂,精誠所至,金石為開,如此用心的產品,必會贏得消費者的歡心,得到市場的認可。
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