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我认为的新能源汽车技术关键点——启辰D60 EV三

作者:法国尼斯赌场 发布于:2021-02-12 19:36 点击量:

  新能源汽车尽管在前进的道路上充满坎坷和风雨,但新能源汽车的进步和被市场的逐渐认同已经成为趋势。在政策的引导下,各个主机厂对新能源汽车的开发如火如荼。市场上新能源汽车的品牌俨然已经目不暇接。那么,新能源汽车特别是电动汽车(EV)作为一个历史并不长的产品,作为消费者依然会存在很多的疑问和茫然。外形设计越来越好看的电动汽车,真正的技术含量在哪里呢?看哪些关键点才是一辆值得入手的新能源车?其实并不复杂,跟传统内燃机汽车一样,我们一样可以来通过“三大件”来评判EV,这三大件就是电动汽车的“三电”系统。

  电动汽车使用和保养的低成本已经获得了消费者的认可,但车辆内在的品质、安全和电池方面多数消费者还存在疑问。

  我们知道,目前市售的大部分新能源EV是基于内燃机车身延伸开发的。大家知道,内燃机汽车主要是通过发动机变速箱等来完成动力匹配调教后输出到车轮上,而电动汽车却是有电机直接通过传动机构来传递动力。因而电动汽车基本组成电池(相比油箱要求高太多)、电机及驱动性能、电气控制系统完全有别于内燃机汽车。内燃机汽车有百年多的历史,技术已经到了顶峰,而新能源汽车规模生产才是近几年的事。所以,个人认为除去车身外壳、车辆悬挂以及电子装备之外,新能源汽车的关键,也是我最为关心的一定是:

  所以,如果准备选择一辆新能源汽车或者纯电EV,要做到心中有数,明白消费,个人觉得三电系统是不能回避的课题。当然,你也可以觉得完全没必要考虑这些,刚需也好,跟风也罢,外貌党也罢,直接选购一辆自己认为不错的EV也完全没问题。但世界上最怕的就是“认真”二字,认真也许会累一点,但一定会踏实一些,何况,毕竟钱也不是大风吹来的不是?

  第二,是否配备了质量可靠甚至是优于行业水平的三电技术,也就是在电池、电动驱动(电机)和电控层面具备技术优势;

  俗话说没有调查就没有发言权。于是千方百计借来一辆启辰D60EV,通过300多公里的驾驶,并在不同里程时分别充了两次电,希望能通过驾驶体验和充电体验,结合目前市场主流EV三电技术做一个简单的评测和主管的建议。

  启辰D60EV的驾驶体验完全出乎我的意料,之前也开过电动汽车,但相比之下,这台D60EV最让我的感受接近内燃机汽车的驾驶体验。油门线性、刹车性能、操控基本没感到差异,非要说有差异的话,那就是起步太爽,完全可以跟3.0T汽车相比······

  详细的驾驶感受,我想单独再做个分享,通过实际的驾驶,我还是想验证我对电动汽车的核心“三电”系统的认知。

  启辰是个有意思的品牌。启辰独立之前,在“公司”内部的市场销售总部,有一个“启辰事业部”,独立运营启辰品牌市场、营销、传播工作,但并不具备独立的研发、生产能力和资质。之后在2018年左右,“启辰事业部”从公司独立出来,升格成为一家与公司相对独立但级别相同的“分公司”,叫做公司。因此,东风启辰依然是东风日产合资的一部分,也可以说成是东风日产的亲兄弟 。

  事实上,确实是共享了“日产雷诺三菱联盟”的平台,比如D60就是就是完全参照联盟C平台的生产标准,关键的一点是,启辰品牌跟东风日产一样,共享了日产的全球供应商体系。不仅如此启辰的新能源车型的技术层面完全依托于日产在全球领先的电动车研究历史,日产从研究电动车至今已有72年,要知道全球销量40万辆,行驶超100亿公里,更牛逼的是,重大电池安全事故聆风是0。由此可见,启辰的EV车型,一定是来自于日产的技术,这在自主品牌中也是特立独行的。

  说到这里有人肯定会说,日产会把最好的技术给到启辰?为啥合资的日产没有首先采用呢?

  我的理解很简单,日产的合资车企存在着太多的“奇葩”限制,新车型的引进考虑的条件实在太多。不仅是日产,整个日系也大同小异,最先进的技术引进国内都会慢一拍,原因不仅仅是国内汽车工业水平的问题,更多的可以理解为所谓的稳健和保守。

  因此,以上信息给了我第一个问题的答案:启辰EV的研发和生产,完全采用了可靠和成熟的合资标准。与燃油车整车设计思路不同,电动车需要围绕电池进行整车设计,乘员舱与动力电压相关零部件需要分离设计,的刚性纵梁和包裹电池承载框架要比燃油车更坚固,这些都是电动汽车安全必要条件。

  第二,符合最新技术标准的三电系统,三电系统是电动汽车的心脏,也是电动汽车最核心的技术,它决定了车辆的续航,电池安全、充电效率、车辆运动性能等关键指标,如内燃机汽车一样,掌握了三电系统就掌握了电动汽车的黑科技。

  发现一个非常有趣的现象,就算跨国车企,基本没有自己的研发和生产电芯。但是一定会坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这就是为了加强动力电池的核心竞争力。即使更换电芯厂家,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。这就是与大多自主品牌的差别所在。

  第三,媒体报道过启辰D60EV在2019年上市前的“三高”测试,作为汽车车辆制造标准之一,严格的路试是必要的程序,而对于电动汽车来说,这样的测试尤为重要,因为这意味着车辆能否在各种地区和自然环境下的使用性能得到保障。

  目前提高续航的通常做法采用提升电池容量和提升电池能量密度两个方面。但电池容量的堆积也意味着整车重量的增加,增加基础能耗反而得不偿失。因此,目前的主流做法是从提升电池能量密度、降低百公里能耗入手。但是电池能量密度的提升往往伴随电池活性增加,对电池的安全防护也会提出更高的要求,需要综合考虑电池安全、电压安全、扭矩安全、电磁安全等。几款不同阳极的锂电池性能比较表

  据我收集到的资料确认,启辰D60EV电池组是按照 Leaf 的高安全标准来进行打造,一共进行了共计1221项安全以及性能测试,其中就包括了700mm 涉水测试、1m高度跌落无损测试、2h海水浸泡测试、3分钟以上火烧测试以及超过1000h的高湿度性能测试。目前新能源汽车动力电池主要以镍钴锰酸锂三元材料电芯为主,目的是为了提升电池包能量密度,在同样质量的前提下,整车可以装载更多的电量,有利于续航里程的提升。

  D60EV采用的是宁德时代CATL最新一代三元180Ah电芯,由启辰自己完成组装和相应的安全测试。这样做显然大幅提升电芯产品能量密度。DV60EV的电池组标称的能量密度为171Wh/kg,网上有的宣传说最高可达240Wh/Kg......不过能达到170Wh/kg在目前行业中算不错的。

  高能量密度意味着同样重量的电池包可以搭载更多的电量,有利于提升整车的续航里程,更有利于电池包的轻量化设计,对整车减重也是有一定帮助。除此之外,启辰D60EV独创的模组支架设计,采用航空级高强度全铝框架和SMC复合材料电池上盖,以轻量化延长续航。当然高能量密度对动力电池安全性的要求也会相应提高。

  启辰D60EV采用的是四层十重电池安全防护设计,符合IP67的电池包高防护等级,从电芯、电池模组、电池包到整车四个层面,通过十重以上的精密绝缘处理、保险设计、耐高温的材料应用,实现防水、防火、防短路。

  说到底,启辰D60EV对电池的续航里程了,在目前技术水平上,做到了相对的优秀。从厂家公布的技术参数中,似乎对应并且印证网搜的资料。

  实际驾驶了300多公里和一次的途中快充,20%-81%花费的时间大致是30分钟,考虑到如果是0电量时充电速度会更快,40多分钟从0-80%是实在的数据。55%的电量在行驶了100公里之后,剩余25%时就去充电了。大致计算一下百公里能耗能在14-15KWh,跟官方公布的电机电耗低-百公里电耗12.89kw·h差异不大,而且最低的一段路况能耗甚至出现了9.9kwH,比较惊喜。

  当然启辰D60EV宣传的能力回收系统,开始时我没能注意到,后来通过排挡向左切换尝试了一下,分成三挡回收,中档和强档回收相当厉害(仪表会有显示),但松开电门后的拖拽感比较明显,所以我基本用低档回收模式。当然你如果不做任何回收模式选择,回收也能起作用,只是会比较少一些。当然如果足够的车速或者长下坡路况下,中高档的回收模式不仅回收比较高效,而且还能辅助刹车性能。只是平时道路基本不会用到。但这套回收系统的自动化程度不错,而且对续航确实有提升作用。看剩余里程显示能明确看到回收条件下续航里程维持不动,甚至会增加。启辰官方表示,车辆减速和制动时可达到最高23%回收效率,这比例甚至高于同门合资车轩逸纯电22%的回收效率,对延长续航里程起了不小的作用。

  可能大家并不会注意到但给我印象最深刻的是电池的温度控制。不管是在去山区道路上爬坡,还是大电流充电的时候,电池温度显示指针几乎丝毫没有动过。电池温度的管理对动力电池的充放电性能以及安全有着不可忽视的作用,因此在行车开始的阶段中我经常关注电池温度的变化,事实上最后证明我的担心是多余的。

  随手查询了一下D60EV热管理安全设计:电池包采用主动冷却方案即可保证电池保持在55℃的正常温度区间,一方面可直接规避“热失控”的风险,另一方面可大幅度提升电池使用寿命。热管理技术的实现方案有很多,D60EV采用一套自主开发的智能温控系统,采用50%水+50%聚乙二醇为冷却液的液冷/热系统,可实现根据电池温度智能选择高温冷却和低温加热的功能,其冷却效果和气密性及安全等级远高于普通EV的风冷方案。

  另外最重要的一点,个人觉得动力电池毕竟是车辆重量占比最大的部件,对于车辆行驶的驾控也有重要的影响。这是因为电池组位于车身底部,有效降低车身重心,弯道侧倾更小;同时因为电池仓位于底部,形成接近50:50的完美车身比例,入弯、出弯更精准;另外航空铝材电池组外壳和高强度Zone Body区域组合车身结构底盘扭转刚性起到积极作用,不得不说对提升操控稳定性没有正面的影响。

  大家都知道,新能源汽车电控系统作为传统发动机变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能和指标。但电控系统面临的工况相对复杂:

  需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并具有大变速范围的能力。

  新能源汽车的电控系统包括整车控制系统、电机控制系统和BMS电池管理系统。整车控制器主要是采集油门、制动踏板等各种信号,并作出相应判断与给出指令,在新能源汽车上还要协调各个控制器的通信。电机控制器的作用主要是接受整车控制器的扭矩报文指令,进而控制驱动电机的转速与转动方向。另外,在能量回收过程中,电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池。BMS电池管理系统主要功能是实时监测电池物理参数、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。

  电控系统非常复杂,简单说主要功用是采集油门、制动踏板、方向盘转向等各种信号,并根据相应的信息发出相应的指令。另外,电机控制器需要控制驱动电机的转速与转动方向,同时还要控制能量回收等工作。可以说电控系统犹如人的神经网络一样纷繁复杂,各部分的信号和指令都需要电控系统来接收和传递。

  对于电控系统是否可靠,非专业人士很难做到客观的评判。唯一的真理就是不要选择过于低端的车型,否则在电控系统方面肯定没有保障,简单理解就是定位越高,电控越可靠。

  官方信息显示,启辰D60EV采用了高效电驱系统、BMS电池管理系统以及电池智能温控管理系统,尤其是温控系统对于电动车的冬天出行尤其重要,直接影响到续航里程。D60EV可以在冷热两种极限温度区间实现智能温控,确保电池在最佳的温度范围工作,以便输出最大性能和保证寿命。为此,也建议大家购买新能源汽车的时候,最好也留意该车是否具备电池温控系统。

  我们再来看看D60EV车载充电系统的设计。这也是电控系统的一个部分。电动汽车车载充电系统的基本功能就是能够给车用动力电池组进行快速智能充电,在不损害电池的前提下,用最短的时间完成能量供给。在这方面,D60EV确定采用了同级独有的双重高压安全保护机制:即BMS电池管理系统和VCM整车主控制单元双重监控,实现实时监测电路安全,主动干预电路故障。

  据我了解,启辰D60EV居然能宣称支持200A的快充电流!如果以400V的电压平台来计算的线kW的直流快充。考虑到大部分快充桩仅支持 380V的输出电压,也就相当于启辰D60EV实际最快能支持76kW的充电功率。按照58kWh的电池容量计算的话,相当于它的充电倍率可以达到1.3C左右,这在目前市面上比较优秀的一个充电速度。真实测试的情况是,在南瑞充电桩上,能达到350V,120A的充电功率没有任何压力。

  电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。新能源汽车上采用的驱动电机具备小型化、质量轻、高转速和高效率的特点。电机技术的关键点在定子、转子。转子即新能源汽车的主驱动电机,它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。

  EV的驱动电机分为直流电机、感应电机和永磁电机。毫无疑问,永磁电机因为具有较高的“比功率”、峰值效率和负荷效率外,其可靠性也比较好,且体积小,目前是被电动汽车广泛采用的电机。

  其中永磁同步电机,其偏硬的机械特性使它非常适合于需要调速的场合。而电动汽车功率密度、可操控性等特点的强烈需求,也使得永磁同步电机特别适合电动汽车的应用场景。

  比如启辰D60EV搭载了在纯电车领域大名鼎鼎的法雷奥西门子永磁同步电机,具备峰值效率高以及优良的可靠性的特点。其拥有95%的高效率输出能力,最大扭矩达到了250牛米,最大功率为120千瓦,可实现高效动力输出,百公里电耗为12.89千瓦时。

  D60EV采用的法雷奥西门子永磁同步驱动电机峰值功率达到120kW,最大扭矩250N·m。独有的主动防抖控制技术,电机0.15秒的响应速度,也能让内燃机车无法相比,而且加速平顺,没有丝毫顿挫,0-50公里加速只需要4.4秒,在内燃机车上就是所谓的小钢炮的性能水准。

  这在驾驶体验中也能有明显的感受。起步轻盈快捷,较高的峰值效率加速时电门踏板点到即来,能量输出范围大,在紧急需要的时候,加速爆发力足有让你充满信心。另外,电机运转的噪音也是我关注的,虽然EV比内燃机车足够静音,但D60EV的电机运转噪音控制不是很优秀,这可能跟电机效率有着直接的关系。但比我之前开过的其他自主品牌明显控制水平相差不大,但D60EV肯定不是最小的。

  高压安全主/被动防护设计主要在PACK系统层面展开,同时与整车系统进行有机的整合在一起。D60EV设计中主要考虑直流高压继电器组件的选型、高压连接器高压互锁(HVIL)设计和绝缘电阻在线实时监控,以此防止在行驶和检修过程中对人体造成伤害。

  说实话,在之前我对电动汽车的印象很一般,甚至有点不屑。但在实际驾驶几次之后,有了全新的认识。如果在驾驶体验跟内燃机车没有差异或者更好一些的话,在确保电气安全的情况下,无疑作为中短途是个不错的选择。当然就目前从续航里程和三电配置看,启辰D60EV在行业中具备一定的优势,这个也是在同一价格档次的自主品牌中比较。

  作为一个“老”司机,如果选择电动汽车,我看重的更多的EV本身电气水平的稳定性和安全性能。因为这是EV的灵魂,没有可靠的三电系统,最漂亮的外观也只是“绣花枕头”而已。

  D60EV的其他配置,在自主品牌中并不出色,甚至看起来有点寒酸,从网上也看到一些媒体和车友的看法,主要在内饰、配置、中控设计以及车机等方面落后于自主品牌的整体水平。也许这也是合资特别是日系品牌的特点,内饰配置永远不会领先,作为一个日产系车主,我完全认同,但我情愿认为日系的传统就是对关键零部件的投入比较认真,对可靠性和安全性从不忽视,而这方面才是一辆车真正的使用价值所在。当然我希望启辰除了能利用好合资品牌的资源背景之外,能在跟其他自主品牌配置内饰方面能有所进步,那么,启辰EV一定会得到更多消费者的认同。

  我对EV的三电系统非常看重,但如果其他配置和细节能做到尽量的完美,电动汽车一定会成为我的下一辆车,作为日系“脑残粉”,启辰在技术和安全层面的优势,对我来说是有一定的吸引力的。

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