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上汽乘用車三電技術牛在哪?安全、效能、效率難題全破解

去年8月,上汽E2純電平臺初露真容。據介紹,E2純電平臺是上汽三電技術的集大成者,在整車設計方面,例如底盤等全部按照純電汽車方案設計,配合全新設計的軟體和電子電氣架構,可支援更強大的智慧駕駛系統。此外,E2純電平臺還有標準化、模組化、整合化、智慧化的特點,形成了“一款底盤+標準電池包+靈活的驅動系統+整車電子電器系統+不同車身”的完整解決方案。

今年3月,上汽乘用車又釋出了“R-TECH高能智慧體”,加速快充、快換等補能技術的商業化落地,進一步緩解新能源使用者的里程焦慮和充電焦慮。

根據以往資訊,廣汽、蔚來均已釋出1000公里電池技術,打響了新的“軍備競賽”。出自E2純電平臺的上汽乘用車下一代三電技術又將有何驚喜?今天,我們就來看看上汽乘用車此前在三電領域的“真功夫”。

高密度電池,更安全配方

電動汽車的續航問題,始終是消費者購車時最為關注的要素。在不改變空間、車重的情況下,增加續航的最好辦法就是增大電池的能量密度。上汽乘用車透過自主研發,做出了令人欣喜的成績。

以往,電池的發展思路是從電芯組成模組,再把模組組成電池包。但這兩個過程,都會有轉換效率,體積成組率大概在40-50%,質量成組率在65-75%。換句話說,有近一半的體積和三分之一的重量都沒用來儲存能量。這個就像你買了一套90平的房子,套內牆體越多,得房率也就越低。如果能在保證結構穩定的情況下,減少牆體,得房率就會變高。

上汽乘用車在電池包方面,也是這麼做的。透過大模組的設計思路,把多個標準模組進行打散,再整合,使得零件數量大幅減少,零件安裝連線需求空間減少,可用於佈置電芯的空間就明顯增大了。

大模組帶來的好處是非常明顯的,其中最重要的便是體積能量密度的提升。據測算,透過整合大模組的設計思路,電池包體積能量密度可提升34%,這也就意味著同樣尺寸的電池包,電池能量可以從54。3kWh提升到72。7kWh,足足多了近20kWh電量。反映到續航方面,行駛里程可至少增加100公里。或者說,相同電量的情況下,上汽乘用車能將電池包壓縮到同級最薄,將更多空間留給駕乘艙,為使用者提供更寬適的駕乘空間。據悉,E2純電平臺下,上汽乘用車的電池包厚度可做到110mm,到那個時候,汽車可以被設計得更加低趴、空間也會更大。

與此同時,上汽乘用車電池包還採用了一體式鑄鋁托盤,把冷卻板與框架整合在一體,兼顧電池冷卻和加熱功能,確保PACK框架強度的同時,還進一步提高了整合效率,提升了質量能量密度。

能量密度問題解決了,安全性怎麼樣?在E2純電平臺的賦能下,上汽乘用車可實現L0級別熱失控方案,消滅自燃的可能。

上汽乘用車三電技術牛在哪?安全、效能、效率難題全破解

8層Hair-pin電機,有傳的那麼神嗎?

在講電機之前,先進行一個簡單的科普,說說電機的繞組。一般而言,電機的繞組都使用銅線來做,但即使是純銅也會帶來很小的電阻。物理知識告訴我們,當透過繞組的電流很大時,即使是一點點電阻,也會造成很大的發熱和能量損耗。同時,歐姆定律還告訴我們,導線的電阻和導線的長度成正比,和橫截面積成反比。所以,要降低電阻辦法有兩個,一個是減少繞組的銅線長度,對於電動車的電機來說,這個方法顯然行不通;那剩下的也只有增大橫截面積。所謂的Hair-pin電機,就是將橫截面上原來一個個圓形的繞組電線,做成了橫截面是扁長方形的繞組,互相直接緊密貼合,避免了橫截面的浪費。

它能帶來什麼樣的好處?

1、槽滿率更高。從圓線變為扁線,可以在相同的空間填充更多的銅材,槽滿率可以提升20%以上,從而提升電機的功率密度,提高效能。

2、熱效能更好。扁導線與鐵芯以及導線之間的接觸面積更大,散熱效能更好;導線電阻與導線橫截面積反比,相同的空間下扁導線的面積更大,所以電機執行時導線上的直流銅耗更小。電機溫升可以降低,效率得到提升。

3、執行噪音更低。Hair-pin繞組電機採用的扁導線較圓導線繞組剛度更高,可以有效降低電機執行時的電磁噪聲與機械噪聲。

因此,通用、豐田、寶馬、大眾等大廠都已經開始生產和使用Hair-pin繞組電機。雖然名字都一樣,但具體的繞線方式還是有很大區別的,一般的Hair-pin扁線繞組是2層一組,從上到下是兩組4層排布,而上汽乘用車當前的技術方案中拆分成8層,可將效率提升至97%,逼近物理層面上的極限。電機效率提升帶來的好處,最直觀的就是能耗的降低。

此外,上汽乘用車的電機還採用了同軸結構,輸出軸、半軸、電機軸在同一軸線上,相比平行軸佈局結構能進一步壓縮電機的直徑,這樣車輛前懸就可以設計得更短,為使用者帶來更寬敞的乘坐空間,對於前驅車來說優勢明顯。

電控技術持續突破,打造品牌護城河

上汽乘用車在電控領域也取得了技術突破,在升級整車控制器、域控制器的同時,將底盤控制、電池管理系統、電機驅動控制系統、再生制動控制系統等加入其中,實現網聯化、域控制、智慧化。以BMS電池管理系統為例,上汽乘用車已完成兩代系統的研發,第二代BMS系統可在不影響車輛續駛里程的情況下,綜合電芯容量、溫度及工作狀態等特徵,分時擇機對電機進行均衡,確保電池包的最佳狀態,提升綜合續航里程、延長電池包壽命。

經過長時間的自主研發,上汽乘用車在三電領域已經有了非常不錯的積累,可以說是內功深厚、基本功紮實。面對日新月異的新能源發展大勢,不斷提升技術實力的上汽乘用車將帶來怎麼樣的驚喜?我們拭目以待。

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