比亚迪频繁刷技术,节奏略显疯狂。大家还不大明白DM-p加速怎么那么狠时,DM-i出来横扫了混动市场;圈内电驱“三合一”正流行时,比亚迪的“八合一”斜刺里杀出;刀片电池刚在江湖开宗立派,又冒出了个CTB技术,让人瞠目结舌。
电动汽车的技术更新节奏很快,新名词、新概念目不暇接,看得人意乱神迷。古人说“纲举目张”,想知道哪款电动汽车的技术比较先进,还是要找到那个“纲”,电动汽车的“纲”到底在哪里呢?
电芯“打包”三步走一说电动汽车,不由自主就从电池说起。在燃油车上,发动机最重要;在电动车上,动力电池更重要。
动力电池是电动汽车最核心的零部件之一
都知道比亚迪在动力电池领域的江湖地位,刀片电池一出,带动锂电市场大翻转,看4月份的数据,国内磷酸铁锂电池装车份额已高达67%,是三元锂的两倍。
现在主流的动力电池就是这两种:磷酸铁锂和三元锂。
动力电池的技术创新,无非是两个方面。要么是材料创新,比如正在研发的固态电池和碳硅负极电池,材料创新周期很长,这两种电池大规模落地尚需时日;要么是结构创新,简单来说就是改进电芯的“打包”方式。
磷酸铁锂能在短短几年后力压三元锂,很重要的一个原因,就是找到了更好的“打包”办法。
磷酸铁锂电池在安全性、循环寿命、成本等方面都比三元锂有优势,但输在了能量密度上。前几年,各厂商大搞续航里程竞赛,能量密度高的三元锂成了市场红人;随着电池安全引起广泛关注,磷酸铁锂又受到重视;在“打包”方法创新后,磷酸铁锂华丽转身,一举成为江湖老大。
比亚迪的刀片电池名动天下,“刀片”,实际上就是磷酸铁锂电池一种奇特的“打包”法。
磷酸铁锂原本稳定性就不错,把电芯做成长而薄的刀片状,独门绝技就是“针刺不爆”。
电芯呈刀片状另有好处,就是可以密密麻麻地并排插进电池包,一个电池包的容量比以前大幅提升。
比亚迪的刀片电池以其薄片状的电芯而得名
以前的电池包里是啥样子?
打开电池包,你能看到若干个“模组”。若干个电芯组装成一个模组,若干个模组再组装成一个电池包。
每个模组都要有外壳、线束、管理模块等,模组装进电池包时彼此之间还要留出空隙,所以这种初级打包法很浪费空间。
传统的动力电池包内是一个个模组
之前的比亚迪刀片电池包,实际上是“无模组技术”的一种,也就是省去模组,把电芯直接组装成电池包,业内叫作“CTP”—— Cell to Pack。
CTP能让一个电池包装进更多的电芯,电池包的带电量就大了,直接的好处,就是提升电动汽车的续航。
知道了什么是CTP,CTB就比较好理解了。
比亚迪的CTB,是Cell to Body,电芯直接融进车身,或者叫作“电池车身一体化”。
比亚迪叫CTB,行业通称CTC——Cell to Chassis,电芯融进底盘。叫法略有差异,实际上是同一类技术路线。这种电芯打包方式是目前最先进的,大多数厂商还在概念和研发阶段,有能力量产的凤毛麟角,比如特斯拉。
在“电池车身一体化”方面,比亚迪跑到了特斯拉前头,当然更是跑到了整个行业前头,现在大部分厂商还在努力向CTP(无模组)挺进,CTC技术要在行业内大规模落地,至少还要三年五年。
仅仅是为增加续航吗?从模组,到CTP,再到CTB(CTC),电池包的带电量越来越大,很明显,这是为了增加续航里程,而续航是现在电动汽车竞争的一大焦点。
然而,事情不是这么简单。
从动力电池的进化路线图中,敏感的人已经可以窥见一个端倪:电动汽车早晚会进化成和燃油车完全不同的另一个物种。
这个话题比较大,且容另行探讨。这次我们先看看一块动力电池是怎样改变汽车的。
早期的电动汽车,确实只是燃油车的一个变种,把发动机舱里的发动机换成电机,然后到处找地方塞电池,车身地板中央通道、后排座椅下方、后备箱,电池塞得东一块西一块。这种车,俗称“油改电”。
“油改电”的电池布置比较复杂
纯正的电动汽车,与燃油车的研发思路完全不同,它应该是以动力电池为出发点,去重新构思整车。
因为动力电池是电动汽车上体积最大、重量最大、技术最复杂、价格最贵的零部件。
更关键的是,它还事关安全。
从搭载了CTB(电池车身一体化)技术的比亚迪新车海豹上,可以看到电动汽车最新的一些车身技术。
动力电池公认的最佳位置,就是放在车身地板中间,这种布置让整车重心低、前后重量分配均衡,而且能让电池得到很好的保护。
比亚迪的CTB技术,是在这个基础上,把独立的电池包进一步融入车身底部,电池包取消了上边的盖板,上盖就是车身的地板。
长条形的刀片电池,自带坚固的铝合金外壳,一条条插在电池包里,它不光是电芯,还能充当受力的结构件。刀片电池下边粘接托盘,上边粘接车身地板,形成类似蜂窝铝板的“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,大幅提升了电池包结构强度。
比亚迪的CTB技术把电池包融入车身
少了一块上盖板,电池包的强度和车身地板的强度却都有提升,这就是“电池车身一体化”的神奇之处。
车身地板跟刀片电池粘接在一起,等于给车身加了很多结构件,如此一来,车身的扭转刚度高了(据比亚迪发布的数据,CTB技术可以让车身扭转刚度提升70%),车身的振动和噪音也减少了。
换句话说,有了CTB技术的加持,车子的安全性、操控性、舒适性都能提升。
集成,电动汽车的命门从模组,到无模组(CTP),再到电芯直接融进车身,电池包里装的电芯越来越密,越来越多。
看过电动汽车电池包的进化路线图,是不是油然想到了芯片?
芯片,集成电路的别名,这个领域有个著名的“摩尔定律”,一块芯片上集成的晶体管数量,大约每两年就能增加一倍。
燃油车是机械时代的产物,电动汽车是信息时代的产物;燃油车的主要功能是运输,电动汽车终究会进化成一个移动的信息处理空间。
燃油车本质上是机械产品,而电动汽车本质上是一种电子产品,终究会照电子产品的规矩办事,进化的方向是“集成化”。
手机就是电子产品进化的一个典型代表,当年的大哥大傻大笨粗像个板砖,还只能打个电话;现在的智能手机就巴掌那么大,功能五花八门,恨不能包办我们的衣食住行。智能手机内部,硬件和软件都实现了高度集成。
动力电池的集成度越来越高,这只是电动汽车进化的一个局部,实际上,在那个跟燃油车差不多的躯壳之下,集成一直都在悄然进行。
还拿比亚迪来举例。
在上一代的比亚迪纯电e平台2.0中,动力总成是电机、电控、减速器的“三合一”。到了新的e平台3.0中,又把充电、配电、电池管理、整车控制等模块一起集成起来,变成了电动力“八合一”总成。
比亚迪的“八合一”电动力总成
在电子电气架构方面,传统汽车是几十个、上百个控制模块各干各的, e平台3.0把整车所有的功能集成为动力、车控、座舱、智能驾驶4个域,4个域控制器就能搞定对整车层面的集中控制。
电动汽车大搞集成,好处非常多。
集成度高了,零部件数量就会减少;零部件少了,车重就会降低;车轻了,不但更省电,开起来也更轻快灵活。
零部件减少,制造成本会降低;而且因为结构变简单了,故障率也低。
对于车内空间极其宝贵的汽车来说,高集成度还能压缩零部件占用的空间,把更多空间让给乘员舱。比亚迪最新的CTB技术去掉了电池包的上盖板,电池包变得更薄,看官方数据,能让车内垂直方向的空间增加10毫米。
电动汽车的“电子属性”越来越明显,进化的路线越来越清晰,那就是“集成”。 所以,我们判断一辆电动汽车的技术有多先进,一个重要标尺就是要看它的集成度有多高。
这些车壳子里边藏着的秘密,不太容易看明白。不懂技术不要紧,普通用户只要看一个关键数据就够了:百公里电耗。电动汽车大搞集成,一个重要目标就是降低整车功耗,而整车功耗的直观表现,就是这个“百公里电耗”。
简单来说,同级别、性能接近的电动汽车,谁的百公里电耗低,谁的技术就更牛。
比如比亚迪的新车海豹,一辆车长4.8米的中型轿车,四驱版零百加速3.8秒,官方公布的百公里电耗是12.7度。这算什么水平?不妨找同类车的数据比比看。
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