研判:比亚迪海豹前后全铝材质独立悬架和CTB电池技术优势

新能源情报分析网评测组在2022年7月早些时候,于吐鲁番完成了比亚迪海豹电四驱系统轴间扭矩再分配策略的测试后,继续对该车的前后全铝材质独立悬架、CTB车身焊接一体化动力电池系统的技术优势,进行全向研读和判定。

备注:此次评测用的海豹仅用于高温环境多项技术标定用,而非最终量产车;文中所涉及的配置和技术,以官方发布信息为准。

海豹是比亚迪基于e平台 3.0架构量产的第2款车型,引入了创新性的电机、电控、高压用电系统和动力电池全部超500伏的高电压平台(替代以往升压方案)和新状态的一体化热管理控制策略。

需要注意的是(1),无论车型平台、电压平台以及更占优低风阻外观的设定,海豹都堪称比亚迪新能源整车制造最高水平。

1、海豹首次引入了前轮扰流组件-降低风阻的设计策略:

举升海豹之后,清晰可见的是前副车架下护板(红色箭头所指)、采用CTB车身焊接一体化动力电池系统(黄色箭头所指)以及后副车架下护板(蓝色箭头所指)。

设计师为海豹前轮额外设定了2组扰流组件(白色箭头所指),用来降低风阻和行车能耗。

将车辆停放至正常状态后,可见前保险杠下端、前轮扰流组件以及前车轮的切点处于同一水平线。这种额外设定扰流组件的策略,不仅是国产品牌极少应用,更是比亚迪在售车型首次应用。

将车辆举升至适当高度可见,前副车架(下护板)、中置的动力电池(下壳体)以及后副车架(下护板)完全处于同一水平面,没有任何凸出\凹陷。这种平直的设定,早在2020年就被用于在售的主流EV\PHEV车型上。

2、海豹首次引入了前置电驱动系统设定在前悬独立悬架后部-提升操控的设计策略:

比亚迪海豹所采用的的CTB车身焊接一体化的动力电池系统,不仅使得车身刚性达到40500Nm、稳态回转最大横向稳定加速度1.05g。前置电驱动系统设定在前驱动桥后端(红色区域),后置电驱+电控系统设定在后驱动桥中央(蓝色区域)以及前后全铝材质多连杆悬架的引入,使得轴荷设定在50:50的黄金比例。

需要注意的是(2),全新的CTB车身焊接一体化的动力电池系统可以进一步提升全车空间利用率,进而优化海豹前后独立悬架和电驱动系统设定姿态,强化前后驱动桥载荷并提升整车操控优势。

拆下前副车加护板,可见前框性副车架(红色区域)以及固定散热组件的加强组件(蓝色区域)。

黄色箭头:用于连接散热组件的加强件

海豹标配的前置“3合1”电驱动系统,设定在前轮中心靠后并由钢材质全框型副车架支持,有利于在加速时降低载荷、转向时抑制转向过度。

海豹配置的双A型独立前悬架的下A型摆臂(两组拉杆组成)、上A型摆臂、减震器底座以及转向节都采用铝材质构成。

上图为海豹前悬架的上A型摆臂技术状态细节特写。

红色箭头:疑似钢材质采用冲压工艺的上A型摆臂

黄色箭头:上A型摆臂球销

蓝色箭头:铝材质前转向节(上端)

海豹的立项时间是2018-2019年期间,包括全铝材质的前独立悬架等分系统也在论证后按部就班的推进。在2022年早些时候,就有关于海豹的铝材质前悬架的转向节及装车实际状态的信息流出。

需要注意的是(3),海豹在将整车的自重控制在预设范围时,对前悬架的强度(钢材质全框型副车架)、轻量化(前独立悬架)以及操控性(前置电驱动系统位于驱动桥后)进行“平衡”的同时,进行了全面的优化。

上图为海豹适配的前置“3合1”电驱动系统装车状态特写。

红色箭头:应用“1槽6线”绕组技术的驱动电机

蓝色箭头:减速器

黄色箭头:用于增加散热效率的外置油冷交换器

白色箭头:至轮端的传动半轴

绿色箭头:电机参数铭牌

比亚迪为海豹重新研发并量产的160千瓦级“3合1”异步感应电驱动系统,不仅应用了自主研发的“1槽6线”扁线绕组技术,并增加了1组外置油冷交换器。

通过热成像仪可见外置油冷交换器的散热功能显著(白色箭头所指)。

无论扁线绕组技术还是外置油冷交换器,为的就是让电驱动系统的热量控制在预设范围同时,可以满足“极端”用车环境(高温)且持续输出最大扭矩工况的可靠性。

3、海豹首次引入了全铝材质后多连杆-达成轻量化的设计策略:

海豹全系车型分为两(后)驱版和四驱版,后置的“8合1”电驱+电控系统,仍然以“1槽6线”扁线绕组电机为基础融合了减速器、电机控制器、PTU、DCDC、OBC、VCU和BMS。

后置“8合1”电驱+电控系统被设定在后驱动桥中央位置,在急加速和急减速时有力的保证了稳定性,且不会造成后部重心偏后、对操控性造成不足的影响。

红色箭头:后置“8合1”电驱+电控系统的电机部分

黄色箭头:后置“8合1”电驱+电控系统的电控部分

白色区域:车身焊接的后部(被动碰撞时的吸能区域)

驱动电机采用更高的转速配合减速器适当的齿比,可以在经济车速和加速性能在更宽的转速区间进行平衡。即,车速保持在80-90公里/小时,搭载高转速电机的车型可以有效降低百公里综合电耗。

海豹的“8合1”电驱+电控系统是比亚迪最新开发的分系统,最大输出功率230千瓦、应用更耐高温的SiC功率器件,理论上最大转速超16000转/分、亦或接近18000转/分。

需要注意的是(4),从2014年-2021年,比亚迪自行研发的电驱+电控系统从“2合1”、“4合1”进化至“3合1”,驱动电机的转速也从12000转/分、14000转/分进化至15000转/分。在2022年7月晚些时候正式上市的海豹,则装备整合程度更高、体积和自重更小、性能更加综合的“8合1”电驱+电控系统,且电机部分的最高转速从16000转/分再次抬升。

比亚迪的研发工程师为海豹后多连杆独立悬架设定了相当完善的保护措施,钢材质的后下摆臂配置了1组硬质保护壳体,应对高速行驶飞溅的异物冲击。

通过热成像仪可见,拆掉保护壳体的下摆臂(红色箭头所指)与配置保护壳体的后下摆臂(白色箭头所指)热辐射信号对比特写。

上图为海豹驾驶员一侧的多连杆后独立悬架技术状态特写。

黄色箭头:铝材质后转向节

蓝色箭头:钢材质后下摆臂

绿色箭头:硬材质后下摆臂保护壳体

海豹配置的多连杆后独立悬架的转向节和上控臂为铝材质,后下摆臂、后拉杆及稳定杆为钢材质,承载“8合1”电驱+电控系统的后副车架为钢材质。采用钢铝混合后副车架及后悬架,是整车自重设定在预设状态为前提,综合后置电驱动系统最大230千瓦输出功率、后驱扭矩分配和高速过弯的车身姿态的综合考量。

上图为全新的海豹后转向节及两组竖拉杆技术状态特写。与以往比亚迪秦Pro EV、宋EV、唐EV和汉EV配置通用的后悬架及铝材质转向节不同,海豹的后转向节与摆臂及拉杆固定锚点的角度,都是主打运动和操控的设定。

需要注意的是(5),自2014年比亚迪梦想车队使用量产版的秦\秦100\秦Pro DM量产版商品车及两款秦系列技术验证车,参加了CRC拉力赛。在这6届CRC赛事中,比亚迪梦想车队与研发部门不仅对发动机、DCT、驱动电机、电机控制器、动力电池的可靠性进行全向检验。更通过高强度的赛事,记录悬架\拉杆\胶套的表现,积累材料和工艺变化所带来的的操控性的提升。

4、海豹首次引入的CTB车身焊接一体化动力电池系统-再次提升整车层面体积密度/利用率的设计策略:

海豹搭载了比亚迪基于CTP大模组电池技术的CTB车身焊接一体化动力电池系统。动力电池CTP技术就是通过省略模组,直接将大量的电芯串并联在一起。

CTB车身焊接一体化动力电池系统,保证新状态(纵置-小长度)刀片电池系统硬件安全性为前提,然后动力电池通过与托盘和上盖粘连,形成类蜂窝铝板的“三明治”坚固结构,长条形的刀片电池密布于电池包中,均匀受力,大幅提升动力电池总成结构强度。

上图为装配在海豹上的CTB车身焊接一体化动力电池系统的技术状态特写。红色区域为电池总成所占据的车身焊接的区域。显然,动力电池前端与前副车架、后端与后副车架之间没有丝毫空间被浪费。

海豹搭载的CTB车身焊接一体化动力电池系统,选用了1种带缓冲空间的防护材料(铺设而非喷涂),并对动力电池底部的冷板、冷媒进出管路进行了额外的保护。

红色箭头:动力电池前端保护壳体

黄色箭头:动力电池店端壳体

蓝色箭头:动力电池下壳体保护材料

白色箭头:动力电池下壳体与保护材料之间的填充层(缓冲区)

比亚迪海豹继续采用包括热泵空调、一体化热管理阀体、冷凝器在内的,基于e平台 3.0架构的一体化热管理控制系统(技术/策略)。

需要注意的是(6),海豹的一体化热管理控制策略再次进化,虽然都配置了热泵空调和一体化热管理阀体,传导冷量或热量的介质还是冷媒,位于动力电池下壳体的一体化冷板与电芯接触面积增加,制冷/预热效率进一步提升!

笔者有话说:

文中提及的6项重点信息(需要注意的是1-6),不仅是海豹对比竞品车型的核心技术优势,更是以质的提升状态,超越在售的比亚迪EV车型的产品力。

比对此前发布的《研判:比亚迪海豹电四驱系统轴间扭矩再分配策略》视频可见,海豹在SPORT模式+全“油门”加速时,前后电驱动系统同时输出扭矩并进入全时电四驱状态;在沙石路况的ECO模式+全“油门”加速状态,海豹的扭矩分配策略偏后驱设定。

这种驾驶员可以直接感受到的操控性体验,背后是比亚迪在悬架、电驱动、动力电池以及车身焊接的设定上重新设定而来。

然而,可以让驾驶感受到来自充电方面的优势,则将会在后续稿件中重点介绍,海豹的主要用电系统电压超500伏-大功率直流充电时的全面技术优势。

未完待续。

新能源情报分析网评测组出品

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