中国汽车网讯 8月17日,威马汽车在北京朝阳世贸天阶举办了一次别开生面的体验活动,相信所有参与这次活动的群众,进到体验区的第一感受就是“冷”。没错,威马把空调开足马力,我个人感觉室内温度甚至不到20℃。显然,威马这样做一定是有所寓意的。电动车+寒冷,那考验的自然是厂商的核心——三电系统了。

这次的低温冒险,主角自然是摆在正中央的车型——威马EX5。从今年北京车展上的首发亮相开始,EX5凭借较长的续航里程、灵活丰富的配置选择和亲民的售价,担负起了新品牌真正普及电动车的重任,其关注度自然也是居高不下。不久前,EX5公布了更为具体的配置清单,丰富的基础配置+灵活的选装,可以说是传统造车思路和工业4.0思维主导下新造车理念有机的结合。然而,有关这台车更为具体的研发历程和三电系统技术亮点,我们还知之甚少,不过这次威马的WorkShop算是给关注EX5的人们解馋了。下面我们就来看一看藏在EX5里面的技术彩蛋。

前驱车还有个前备箱?威马做到了

还记得当初特斯拉Model S问世后,一个很引人关注的地方就在于车辆“引擎盖”下方有一个不小的储物格吗?由于Model S是主打后驱的车型,四驱版的前电机体积也较小,所以有足够空间布置前备箱。

对于传统结构的前驱电动车型而言,我们看到“引擎舱”里就像汽油车那样,还是满满当当的。这是因为车辆的电机控制器、配电PDU、电动机、减速器、蓄电池等等都是相互独立的存在,也就把“引擎舱”填满了。

买电动车,大家首要需求就是方便实用,电动车本来应该在空间方面体现出更大优势,所以现在的新能源品牌都在往集成化方向努力。下面我放一张威马EX5的电机电控系统,大家就知道高度集成化之后,体积效率能有多大的提升了:

威马的高度集成化,将电机控制器、高压配电PDU、DCDC转换、电机和减速器结合到一起,使得总体积大大缩减,因此节省下了大量的“引擎舱”空间。

从剖面图中可以看到,高度集成化之后,相比于传统结构的电驱系统,威马相当于将电机控制器等放到了电动机的旁边,从而节省出电驱系统上方的空间。因此,威马EX5才能在车头“挖”出一个60L的前舱储物盒,足够放下一个小号旅行箱了。威马EX5也是目前极少数能在前驱平台下做出前备箱的车型。我们经常说电动车结构简单,空间利用率高,实际上要到威马这个集成化程度,电动车的空间优势才能体现出来。

非铝合金电池包也能轻量化?

以电驱平台研发的新能源车型,大多数都把电池包(Pack)平铺在车辆底部,优势在于降低车辆重心、提升操稳性能和碰撞安全性,威马也不例外。EX5在底置动力电池的前提下,还能保证车辆的底盘离地间隙在174mm,和汽油城市SUV处于同一水平。而基于AJAX平台开发的车型,不管轿车、SUV还是MPV,日常驾驶中都不用担心容易托底的问题。

平台化的优势也不仅仅在底盘高度,更重要的是对于开发流程和开发成本的利好。例如威马选用了VDA电芯/模组,拥有较强的兼容性,国内的主流电池供应商如宁德时代、天津力神、苏州宇量等均可与其兼容。平台化之后,不同车型的热管理系统可以通过CFD仿真和结构优化快速开发,不需要每款车单独从零开始。另外,平台化也涉及电池箱体结构的模块化,威马EX5有300、400、460三个不同的续航版本,对应的电池Pack就像搭积木一样灵活。

在电池包轻量化材质方面,不同厂商的思路是不一样的。像零跑选择的是铝合金外壳,其较低的密度可以满足电池包的轻量化目标;而威马仍然采用钢制外壳,不同之处在于,为了降低重量还能保证强度,威马采用的是高强度钢材+结构优化的技术方案。

在EX5的电池包里面,我们可以看到威马使用了高强钢内外支架,整体高强钢用料比例达到70%,电池包外壳的拉伸强度也超过780MPa。同时,其减重效果达到17%,最终能量密度提升4%,这对于整车续航的提升也是很有帮助的。

如何保持高效可靠?

说了那么多威马在集成和轻量化上做的努力,也许你会问,这样的“小户型”技术,会不会对车辆的行驶效率和可靠性有影响?对于汽车厂商而言,后两者其实更加重要,因为直接关系到用户体验和安全性。

威马在电驱系统高度集成化之后,电机+减速器的重量仅为73.5kg,相比特斯拉Model 3的84kg和帝豪GSe的89kg优势比较大。同时,电机的峰值功率并没有因为结构紧凑而受影响,最大功率达到160kW,功率密度甚至比Model 3还要高。威马EX5高配车型的百公里加速可以达到8.5s,对比同尺寸的燃油SUV不落下风,也就是说未来的用户并没有因为买了一台电动车而在性能上吃亏。另外,这套系统的动力传递效率达到93%,扭矩响应时间则在200ms以内,这些指标比汽油车用的AT变速器要强。

电池包的安全性直接关系到车内乘员的性命,这方面是有国标标准的,威马对于电池包的可靠性有自己的要求。例如针对碰撞事故的X(Y)方向挤压试验,国标要求在100kN或变形量达到30%的情况下,电池包不会爆炸、起火;而威马的要求则是在达到100kN时变形量低于20%,比国标的标准更高。而对于火烧试验,国标要求试验后观察2小时,无爆炸,离开火源后电池包的火苗要在2分钟内自信熄灭;而威马的要求则是根本不能有火苗。另外,针对不同电芯供应商制造的电池包,这些要求也是完全一致的。

电芯的温控直接关系到电池模组的寿命。威马的BMS热管理系统采用主流的独立液冷方案,内部的方形模组每个都配备了多个温度传感器。最终,在环境温度高于50℃时,电芯的平均温度为46℃;在环境温度低至-30℃时,电芯平均温度为0℃。同时,电芯之间的最大温差也控制在了±2℃以内,目前温差的行业平均水平为±5℃。

我在EX5的电池后方、后备箱下方看到了一个“坑”。原来,为了让电池包在任何地区、任何环境温度下都能正常工作,车辆为加热模块预留出了位置,专门应对高海拔和东三省这些会遇到极寒天气的情况。因为车型上市后是全国售卖的,东北的用户会用到,但南方车主肯定用不到,所以这项电池加热配置也被放到了EX5的选装清单中,需要这项配置的用户可以勾选,不需要的用户则免去了白白花钱的浪费。

以上这些电芯温度数据是怎么得出的呢?除了CFD仿真分析之外,威马就像传统汽油车厂商那样,把EX5开到了漠河、吐鲁番、昆仑山这些“三高”地带。电动车的可靠性验证和燃油车一样,这种极端环境下的实车测试绝对不能少。威马在EX5的其研发周期中,前后投入超过400台测试车,累计300万公里测试里程,超过10万小时的有效测试时间。从这个角度考虑,威马汽车的产品研发历程倒是和传统厂商非常相似。

(责编:穆正凯)

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