[ EV知道 實驗室 ]上一篇文章我們分析了用四年時間從底層技術(shù)做起、立志造好車的前途汽車,為其第一款產(chǎn)品前途K50精心準備的機械基礎(chǔ)(材料、工藝與結(jié)構(gòu) 前途技術(shù)解析——車身懸掛篇)。那么作為決定車輛性能另一要素的動力系統(tǒng)又有什么特點呢?
據(jù)前途汽車公布其自主掌握了三大核心技術(shù):整車控制管理系統(tǒng)(VCU)、可再充電能量儲存系統(tǒng)(RESS)、新材料和輕量化技術(shù)。截止6月20日,共提交專利申請1190項,其中415項已獲得授權(quán)。VCU、RESS還有驅(qū)動電機一起構(gòu)成了K50的驅(qū)動系統(tǒng),也就是新能源汽車中經(jīng)常提到的“三電”(電池、電機、電控)系統(tǒng)。這就是本文要和大家分享的內(nèi)容。
一、電池
1、電池單體
前途K50在電池單體上選擇了軟包電芯,其單體能量密度達223.58Wh/kg。
目前,汽車動力電池在封裝形式上大體分為軟包、硬殼兩種,而硬殼又分為圓柱和方形,所以軟包一般與圓柱、方形并稱。它們憑借各自的特點,都擁有各自的支持者。
國內(nèi)新能源汽車以軟包與方形電池為主,圓柱電池則因為特斯拉的使用而更為大眾所知。
說起來,業(yè)界一般認為當初在開發(fā)Roadster和Model S的時候,特斯拉的唯一選擇就是從市場上去購買電池,自行開發(fā)電池系統(tǒng)。而當時來說市場上最為成熟穩(wěn)定的電池就是其選擇的松下18650圓柱電池,而當時的軟包、方形電池都存在著一定的品控不穩(wěn)定問題。相較于投入大量的人力物力與電池供應商一起去改善電池的生產(chǎn)工藝,特斯拉認為設(shè)計好一套近萬節(jié)電池的管理系統(tǒng)更容易些。隨著自身的這套電池管理系統(tǒng)越用越熟練和大規(guī)模采購帶來的規(guī)模效益,特斯拉近期也基本不會再行轉(zhuǎn)換陣營了。
而隨著國內(nèi)新能源汽車的極速發(fā)展,國內(nèi)電池制造技術(shù)在強大需求的刺激下也得到了巨大發(fā)展。特別是在軟包電池方面,隨著工藝的成熟,單體的能量密度與一致性得到了飛躍式的提升。這種情況下由于軟包電池自身的包裝材料和結(jié)構(gòu)所擁有一系列優(yōu)勢就逐漸顯現(xiàn)了出來。這些優(yōu)點包括:
1、重量輕。軟包電池質(zhì)量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%,對于提高單體電池能量密度有先天性的優(yōu)勢;
2、內(nèi)阻小。軟包電池的內(nèi)阻較其他形式鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電;
3、循環(huán)性能好。理論上軟包電池的循環(huán)壽命更長,100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%~7%;
4、設(shè)計靈活。外形可變?nèi)我庑螤?,可根?jù)客戶的需求定制適配的電芯型號。
這些優(yōu)點都極為符合當下新能源汽車行業(yè)對于動力電池的需求,前途汽車的選擇也就是自然而然的了。
2、電池模組與電池總成
前途汽車在電池模組部分下了很大功夫,設(shè)計了獨立的電池標準箱。這個標準箱一定程度上實現(xiàn)并替代了部分傳統(tǒng)電池總成的功能。
該標準箱采用標準化結(jié)構(gòu)設(shè)計,由前途汽車自主建設(shè)的全自動化電池系統(tǒng)生產(chǎn)線采用自動化、高標準化的設(shè)備進行生產(chǎn),生產(chǎn)效率為1.5分鐘/箱。
標準箱設(shè)計上符合IP67標準,擁有高可靠性、耐久性、高安全性的特征。箱內(nèi)電芯間的泡棉設(shè)計可以有效吸收電池“呼吸”導致的尺寸變化,而布設(shè)的獨立水室提供了高效的散熱性能與更高的結(jié)構(gòu)強度。此外,標準箱內(nèi)設(shè)置了獨立電池管理系統(tǒng),實現(xiàn)了各標準箱對電芯的智能化管理。
標準箱的使用使得前途K50的電池總成不再如同大多數(shù)電動汽車的電池總成那樣使用鋁材等材料制作總成外殼,使得電池布局上更為靈活。
為了更好的發(fā)揮電池性能、提供電池的適應性,K50配備了性能優(yōu)良的主動液冷式電池熱管理系統(tǒng),保證全溫度(-30℃~55℃)范圍內(nèi)正常行車。經(jīng)過前途汽車進行的環(huán)境倉試驗及兩冬一夏的實車試驗,系統(tǒng)溫差在8℃以內(nèi)。其中極寒地區(qū)70%的時間電池溫度維持在10℃-15℃,極熱地區(qū)85%的時間電池溫度維持在25℃-33℃。有效保證了電池溫度一致性,進而延長電池循環(huán)壽命。
據(jù)廠家測試,在-30℃環(huán)境下,通過PTC加熱(俗稱半導體加熱)可以保證在極端溫度下能夠正常快/慢充電及運行,并可以提高續(xù)駛里程約15%。開啟熱管理20分鐘后,百公里加速性能可以提高約50%。
三電系統(tǒng)可以說是電動汽車之所以叫這個名字的核心,而廠家第一款產(chǎn)品所做出的選擇則往往代表著其未來相當一段時間的技術(shù)方向。前途汽車所選擇的路線未來將如何發(fā)展,我們一同期待。
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