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威马 EX5 三电核心技术解读:为了低电耗,他们都做了什么?

2018-08-22 11:04:02

威马 57kWh 的动力电池工况续航可达 460km 了解一下

前不久,威马正式公布了 EX5 的配置信息,并计划于 9 月开始大量交付。但是随之而来的疑问出现了:最高续航版本的 EX5 电池组容量不到 60kWh,但是却有 460km 的 NEDC 工况续航,而且如果算平均电耗的话,甚至比两个低续航版本的电耗更低。

谜一样的数据……

其实在三电研发方面,威马一直表现的比较低调,不过,他们最近终于主动发声了。

8 月 17 日,威马在北京世贸天阶举办了一场关于三电系统的 Workshop,算是在一定程度上回应了外界的疑问。

威马的开发路径和测试流程

在聊三电之前,我们先说说威马整体的开发路径和测试流程。

威马有超过 500 人的三电研发团队,其中 80%来自通用和泛亚,所以自然而然地承用了通用的 GVDP 流程。不过不可能完全沿用,威马团队根据此前的汽车从业经验,以及电动车固有零部件的属性,形成了一套自己的开发路径和测试流程。

在进行研发 之前,为了更好地把握用户需求,威马会做一系列市场调研,从而设立 15 大项整车技术目标,主要从动力性和经济性这两个维度把握平衡,找到用户满意度与整车成本的平衡点。目标设立出来后进行产品开发,整车性目标出来之后会被针对性地分解到各部门,各部门同样按照目标分解为系统级、零部件级的小目标,进行开发、验证和优化。最后再根据整车性目标,进行一层层的零部件级、系统级,以及整车级的验收。

在测试阶段,威马整个的研发认证体系(WTCS) 包括九大验证领域:三电系统、底盘系统、车身系统、内外饰系统以及电子电器系统,还包括 NVH 系统、安全系统以及智能系统、智能驾驶系统。九大领域包含 34 项标定实验,120 项整车级实验,3400 项零部件级的系统,以及 14000 项零部件级实验。其中 14000 项零部件级实验中有 3000 多项跟三电相关,从这里可以看出来整个认证体系是以三电系统为核心的。

据统计,威马给各部门、系统、零部件共投入超过约 400 辆工程开发车辆做开发验证测试,累计测试里程超过 300 万公里,累计测试工作时间 10 万小时。在三高标定方面,威马经过了两轮夏季高原高温测试,三轮高寒测试。高温测试进行在 7、8 月份的吐鲁番,环境温度在 50 度以上。高寒测试最开始在漠河,后两次在牙克石,牙克石最低温度为零下 40 度。

两个平台与四大核心技术

大体聊完开发流程和测试流程后,我们通过两个平台和四大核心技术了解一下威马的三电技术。两个平台是指整车架构平台和电池包平台,四大核心技术是指电池技术、电驱技术、电控技术以及动力系统冷却技术。

两个平台:

威马采用 AJAX 整车架构平台,属于纯正向开发,这个平台可以衍生出轿车、SUV、MPV 等其他车型。纯正向研发有别于油改电的好处在于,可以直接打造适合纯电动车的底盘,所以威马在电池铺陈上没有中通道和后排隆起的问题。

电池包平台可以从三个方面去理解:电芯模组、热管理系统、箱体结构。威马采用 VDA 电芯/模组(VDA 是德国工业协会制定的关于电芯尺寸、模组尺寸的标准系列),这种标准化的设计可以使威马的 PACK、电芯、模组与宁德时代、天津力神、苏州宇量等供应商的电芯兼容。热管理系统也是平台化的,适度调整水排的大小和长度,就可以适应不同规格的 PACK。箱体结构的平台化就不难理解了,它可以快速实现不同电量的 PACK 开发。


四大核心技术:

电池包技术可以从三个方面去理解:轻量化、安全性、稳定性。

在电池包架构轻量化这件事上,威马没有采用更轻的铝(铝的热熔和抗热性能不如钢),而是把高强度钢设计成球笼状,实现用最少的钢达到更强的结构。威马给出的一组数据是,重量减少 17%,能量密度提升 4%,不过,这里并没有提及对比参照物。

在安全性上,威马的 PACK 通过了 16 项安全测试,包括挤压、反转、振落、跌落、机械冲击、外部火烧等。威马表示:经过多轮高标准验证,大部分结果超过国标要求的两倍。比如,在挤压实验中,国标要求在 X、Y 方向施加 10 吨的力,威马使用了 20 吨的力变形量仍然小于国标要求。在海水浸泡实验中,国标要求浸泡时不能发生着火爆炸现象,威马 PACK 测试完成拆包之后发现 PACK 没有水迹。在火烧实验中,国标要求远离火源后两分钟内火要熄灭,威马 PACK 离开火源立刻熄灭。

热管理可以最大程度上监管电池包的稳定性,它在每个电芯模组上设有多个温度传感器,实时监控电芯最高温度,平均温度以及最低温度,并根据温度阀值进行调整,可以使整个 PACK 的运行,电压、电芯温度始终保持在正负两度以内(一些其他电动车控制在 5 度以内)。

电驱技术可以从两个方面去理解:集成度、功率密度。

威马的电驱系统集成度非常高,它集成了电机控制器、高压配电、压缩机、驱动电桥、交流充电机以及减震悬置等部件,几乎所有三电方面的零部件都集成在整个动力总成当中了。在这样的设计下,威马 EX5 100%扭矩响应时间在 200 毫秒以内,峰值功率为 160kW,峰值扭矩为 315N·m,百公里加速时间小于 8.5s。另外得益于这样紧凑的设计,威马 EX5 的前备箱有 60L 的储物空间。

功率密度是威马值得骄傲的一点。它的电机和减速器一共 73.5 公斤,峰值功率为 160kW,两者相除则是功率密度,所以威马的功率密度为 2.17。相比之下,帝豪 GSe 的功率密度为 1.46(130/89),特斯拉 Model 3 的功率密度为 2.08(175/84)。

威马电控系统核心控制器使用多核主芯片,硬件部分采用双核 CPU;软件部分采用全模块化自动代码生成,并且在相应环节会进行多轮 HIL(硬件在环)测试、MIL(模型在环)测试以及 SIL(软件在环)测试,来确保其稳定性。

威马的独立液冷回路可以保证动力系统的稳定性。这项技术可以做到把电机、逆变器、DDC 这些关键的三电核心零部件的工作温度范围控制在合理的温度范围内,保证它们在极端环境下正常运转。

所以续航到底怎么样?

这次 Workshop 上,来自威马汽车成都研究院的三电高级经理王星着重讲解了他们在 EX5 电耗方面做的的优化工作。这些优化主要集中在以下方面:风阻、滚阻、整车轻量化、PACK 效率、电机效率、电控效率、四轮定位、车身精度、传动效率、能量回收、热管理、质心分布、标定、放电深度、怠速工况。

威马 EX5 的三个版本的综合工况续航分别是 300km、400km 和 460km,而电池容量分别为 46kWh、53 kWh 以及 57 kWh,用电池组容量除以续航里程,就可以简单得出每个版本的平均电耗水平,因此也就有了我们开头提到的那个疑问。对此,王星的说法是,电耗这件事并不能简单的把电量和续航里程相除得出结论,我们可以在有些策略上、方法上做到针对性的调整。

这里所谓的针对性调整,我们是否可以理解为不同的续航版本用了不同的优化策略呢?所以,其实这个问题并没有解释清楚。

这个回答把能耗问题转为一个更深入的技术调教问题,我们听得云里雾里,不过根据以上那些优化层面,大概能总结以下十条原因: 1. 整车风阻系数比较低,只有 0.3Cd。2. 采用低滚阻轮胎。3. 优化电机空载损失。4. 高集成度的动力总成,使得传动效率会更高。5. 采用更加轻量化的设计。6. 降低控制器开关损耗,控制电流轨迹从而提高电流利用率。7. 高达 95%以上的能量回收。8. 减少轮胎摩擦损耗。9. 提高 PACK 放电效率和放电深度。10. 更加合理的质心分布。

至于这些技术作用到 EX5 上,到底能带来怎样的实际续航里程表现,我们也会在第一时间进行实车实测。

Bernice

作者问答

问:你会考虑购买威马 EX5 吗?

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来源:GeekCar | 责任编辑:关文平
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