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已经短时间内推出了四款全新车型的比亚迪e系列,从而让新能源车的价格去接近燃油车

2020年1月3日 - 汽车文化
已经短时间内推出了四款全新车型的比亚迪e系列,从而让新能源车的价格去接近燃油车

还记得曾经的计算机吗?在PC诞生之前,计算机的体积甚至大于现在的汽车,而经过了数次科技革命之后,如今小小的手机却拥有一颗高智能的芯,这一切源于高度集成。而在汽车领域,随着传统工业与科技的不断融合,未来的车已经被定义为新能源车,而新能源的方向又在哪里,此时比亚迪举牌儿了,上面写着三个大字“e平台”。

2019年3月15日,比亚迪核心技术解析“e平台”媒体沟通会在北京举办,此次解析会上为我们详细的介绍了“e平台”技术路线的意义。

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来自:界面新闻记者 | 侯卓铠编辑
|1对国内众多新能源汽车制造商来说,这是一个最好的时代,同时也是压力最大的一个时代。一方面,无论是从政策面或还是市场层面,新能源汽车均受到了前所未有的高度关注和相应支持;同时,相比传统燃油汽车多年来的一直深受合资股比保护,新能源汽车起步伊始,就不得不与国外制造商面对面拼刺刀。上周末,特斯拉国产Model
3正式开放预订消息传开,也让国内电动汽车产业发展现状再次被放置在了聚光灯下。在这场讨论中,对于国产特斯拉车型的即将上市,业界普遍一个观点认为这将会给国产电动汽车带来前所未有的压力。不过,对国内电动汽车制造商而言,也并非完全是坏事。如果细化来看,对于手握核心技术的国内主流电动汽车制造商来说,国产特斯拉的到来非但不是危机反而是共同做大市场的一次很好商机。事实上,在扩大市占率方面,国内新能源汽车先行者代表的比亚迪已经开启了相关布局。那就是将自身电动车平台实施开放战略。也就说,其他企业可以与比亚迪合作,共同利用e平台的技术开发、生产电动汽车。对于这一全新电动汽车平台,简单点来说,就是比亚迪将生产制造电动车型的五大核心零部件模块进行集成化、标准化开发后,使之成为了通用性很强的“标准件”。工程师可以根据不同车型定位选择相应的“标准件”短时间内打造出一款全新车型。具体来说,主要体现在了驱动三合一、高压三合一、高性能动力电池、PCB低压控制器以及Dilink智能网联系统这几个方面。作为e平台的核心,比亚迪通过“33111”高集成化系统设计,实现开发标准化、轻量化、小型化、可组合的总成模块。例如,将DC-DC直流电压转换器、车载充电器、高压配电箱高度集成成为3合1;同样,也将驱动电机、电机控制器、减速器高度集成成为三合一。带来的好处是不仅使得整车重量减轻,也优化了整车布局,并提升了能耗效率。此外,车辆可靠性也得到了提升。据比亚迪官方提供的数据显示,通过将驱动电机、电机控制器、减速器高度集成后,整体体积较之前下降了30%,重量下降了25%,功率密度提升了20%,NEDC效率提升了1%。目前,驱动三合一平台可以提供五种不同功率驱动平台选择。
覆盖范围包括小型车、紧凑型车、中型车、中大型车以及大型车在内全车系。在高压方面,通过对车载充电器、直流电压转化器以及配电箱高度集成后,整体体积下降了40%、重量下降了25%。DC+OBC功率密度大于1.4kW/L。目前,在充配电集成平台产品方面,可以提供标准版及高配版两种选择。覆盖插混及纯电车型。在智能网联方面,则基于DiLink系统被高度集成在一块具备旋转功能的大屏幕中。在这块被比亚迪称之为智能选择大屏中,高度集成了全息影像、影音播放、语音控制、游戏娱乐等功能。更为核心的一点在于,该系统也对第三方开发者开放。也就是说,只要你有自己的想法,都可以通过第三方开发方式让想法变为现实。由此打造一个与众不同的生态应用。
事实上,有了上述这些高度集成部件,对于工程师来说,研发一款全新车型就如同搭积木,只需要根据新车的设定选择相应的集成零部件即可。无需再像以往一样,规避了从头设计、验证、生产、调试等繁琐流程。极大提高了新车推出频率及可靠性。
就在特斯拉国产车型宣布启动预订前一天,比亚迪e3宣布正式上市。这也是比亚迪e系列自今年3月21日发布以来,在短短的6个月内推出的第四款全新车型。只所以能够在如此短的时间内推出多款全新车型,其背后主要归功于e平台高度集成化、标准化。事实上,也正是e平台所具备的高研发效率及迭代速度特点,今年7月份,全球汽车制造商巨头丰田汽车与比亚迪签署协议,双方将成立合资公司。根据规划,双方将基于e平台于2025年合资生产电动汽车。该合资公司推出的车型将直接挂丰田logo。从这一细节可以看出,丰田汽车对比亚迪e平台技术的认可。
比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞据界面新闻记者了解到,除了丰田汽车之外,目前已知的已经有北汽、长安、东风等企业已经先后与比亚迪就共同利用e平台技术开发电动车进行相关合作或探讨。另据比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞透露:“90%的汽车品牌都在比亚迪进行相关合作的接洽。”对于这种开放合作,比亚迪自然有着自身的考虑。一方面,通过开放合作,可以与合作方共同努力,将电动汽车市场消费市场做大。在经济层面上可以尽快实现规模效益;另外一方面,通过外供产品/零部件,也可以降低电动汽车的整体生产制造成本。在e平台的加持下,按照规划,已经短时间内推出了四款全新车型的比亚迪e系列,在今年内还将继续推出全新车型。此外,据界面新闻记者了解到,在对方开放合作方面,还将会有多家车企将借助比亚迪e平台技术推出多款全新车型。

“一百年前的 T 型车,一百年后的 e
平台!”是比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞对于e平台的高度评价,虽然带着很强的主观色彩,但却是如今的一个写照,基于e平台打造的比亚迪新能源产品线覆盖了如今10-30万元的主流区间,也让电动车在各方面逐渐赶超燃油车。

由于关乎车辆的性能和成本,汽车零部件的集成化、一体化一直是业界努力的方
向,基于“e 平台”打造的电动车,正是通过高度集成、一体控制,实现了整车
重量的减轻、整车布局的优化,能耗效率的提升和可靠性的提高。而作为汽车电
动化革命的倡导者和推动者,比亚迪将与全球汽车同行,共享“e 平台”的所有
技术,加速推动电动车的普及。

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那么此时我们会问,e平台的亮相如此惊艳,但它的发展方向又会去向何方,另外在如今合资品牌纷纷开启新能源模式的背景下,身为新能源技术宅的比亚迪又将会用什么黑科技来应对呢。

比亚迪硬件高度集成一体化的“e 平台”,是新能源汽车全产业链的核心技术,
定义了未来汽车硬件新的行业标准。比亚迪数万名工程师,十几年来坚持自主创
新,坚持正向开发,积累了深厚的专利及技术,通过全产业链的不断整合,打通
了电动汽车链条垂直一体化。“e 平台”的面世,标志着比亚迪向纯电动汽车零
部件一整套集成化解决方案领域全面迈进。

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在纯电动车领域,比亚迪推出自主创新、高度集成、超凡性能的全新“e 平台”。
简单说,“e 平台”就是 33111。两个“3”指的是驱动 3 合 1 加高压 3 合 1。 3
个“1”就是 1 块板、1 块屏和 1 块电池。

熟悉比亚迪的朋友都知道e平台的核心在于33111,即驱动三合一和高压三合一,再加上一个车身控制器、一个智能旋转屏以及一块高密度电池,这样的分类组合让它就像大众的MQB平台一样,分为了不同的模块化,只需要简单的排列组合就可以产生不同级别的车型,有效降低了造车成本,从而让新能源车的价格去接近燃油车,只有如此,在新能源补贴退坡的当下才有机会通过市场去淘汰燃油车。

驱动 3 合 1 是在“e 平台”下驱动电机、电机控制器和减速器高度集成
三合一电驱动力总成包括电机、控制器、减速器,三者高度集成,减少了复杂的
机械结构和连接关系,实现轻量化设计,结构紧凑,成本低,总成传动效率高,
有利于整车能耗降低。目前比亚迪三合一动力总成分为 4 个平台,基于 e 平台
诞生的第一款纯电动 SUV 元 EV360 应用于 B 平台下。未来还会在 e 平台下面
的 C 平台、B 平台、A 平台、A+平台诞生更多纯电动车型。

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同时拥有高度集成的驱动系统相比分立式总成体积降低 30%,重量降低
25%,扭矩密度提升 17%,功率密度提升
20%,因此可以让比亚迪配备更出色更高效的电机,而高度集成的高压系统,同样相比分立式的重量降低
25%,效率提升 1%到 2%,功率密度增幅达
25%。再加上高度集成的低压系统控制PCB板相较于分立式总成重量也可下降25%到35%;体积下降40%到50%!轻量化的好处在于可以让车辆能耗有效降低,这一点其实与燃油车是如出一辙的。

高压 3 合 1 是在“e 平台”下高压系统的
DC-DC、充电器和配电箱高度集成充配电三合一总成包括 DC、OBC 以及
PDU,DC+OBC 采用数字化深度集成,体积小、重量轻、功率密度大于
2KW/L,领先行业水平。电池电压范围宽,能够适应于各种电池电压平台;PDU
设计可选择性强、可灵活定制不同方案。

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对于比亚迪而言,集成化可以降低整车成本,降低零部件体积,提高相应参数。
对于消费者而言,购车成本会降低,车内空间会提高,整车能耗更低。随着新能
源汽车技术的不断发展,零部件集成化设计已经成为必然趋势。通过集成化设计,
一方面可以简化装配,提高产品合格率;另一方面可以达到轻量化、节约成本等
目的。未来几年内,三合一电驱动总成方案将成为主流。

在降低成本以及轻量化的同时,作为看家本领的三电同样是e平台重要的组成部分,目前比亚迪已经拥有了行业最高的电池密度的三元锂电池,而这个数据将会在年内继续被刷新,同时与电池容量对应的充电效率也在不断提升,以比亚迪唐EV600为例,它搭载了超过82.8千瓦时的电池容量,密度为161Wh/kg,高密度可以让单位体积内拥有更多的亮点,对于控制车辆体积而言是非常有帮助的。

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比亚迪在电机方面,主要采用永磁同步电机,其具有高转矩密度、高功率密度、
高效率及高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源,因此高效节能、
高性能、轻型化永磁同步电机是我国车用驱动电机的发展方向。不断提高电机本
身的功率密度,用相对小巧的电机发挥出大的功率成为驱动电机未来的发展趋势。
电机设计方面,比亚迪主要在如下几个方面进行优化。首先采用高效率设计,如
果续航里程保持不变,可以减少电池容量,降低成本,降低整车质量,降低整车
能耗。如果电池容量保持不变,可以提高续航里程。

与电池容量配套的充电效率是决定充电快慢的指标,也是我们日常使用最关心的,我们都在憧憬特斯拉,但其实比亚迪已经在国家电力网络循序的情况下去无限接近它了,比亚迪唐EV600拥有80千瓦的充电效率,这意味着它充满只需1小时多一点,其实这与目前特斯拉85的超充充电时间基本一致,而在普通电网直流情况下,充满一台唐也用不了2个小时,但特斯拉失去超充之后的效率优势也就丧失了。

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而未来,比亚迪将会继续延续高度集成的策略,会将33111致力于打造为11111,更高度的集成无疑将会让体积更小、效率更高,成本也更低,这也将带来更小更高效更廉价的新能源车,届时的比亚迪将会不输给任何一个竞争对手,同时覆盖面也会更大。

比亚迪通过提升线圈占积率,改善冷却系统降低铜线温度,降低铜损;选用超薄
高性能硅钢片,优化磁路,有效抑制铁损;优化组装工艺提高同轴度,选择低摩
擦系数轴承降低杂散损耗,降低机械损耗。目前最高效率高达 97%,NEDC 综
合效率高达 94%,领先行业。

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其次采用高转速设计,高转速可以获得更高功率密度,提高功率密度就意味相同
功率,体积和质量更小,有利于降低整车能耗,拓展车内空间。

说到覆盖面,2019年比亚迪将会开始致力于低速电动车市场的开发,基于e平台的全新小型纯电动车型,拥有成熟的三元锂电池以及配套的40千瓦电动机,它的性能要远超那些低速电动车的品牌,在布局了自己的产品线的同时也将低速电动车质量的隐患消除,这无疑是一个双赢的局面。

比亚迪通过优化直轴电感及凸极率,减少磁化设计,提升电机抗退磁能力;采用
高规格硅钢材料,优化磁钢排布及应力分布;电机定转子冷却优化,提升功率密
度同时有效管控电机温度场,目前电机转速可达 15000rpm。

通过e平台比亚迪可以做很多事,同时也可以让它更开放,除了开放的Dilink之外,未来的比亚迪还将开放更多的新能源技术,以提升国内乃至世界的新能源技术水准,让新能源的脚步更加快速,而这一切的基准就是e平台。

驱动三合一的电机控制器通过脉宽调制优化技术;载波动态调整技术;电流环拓
宽技术;电压利用率优化技术;过调制技术提高效率,减少损耗。

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IGBT 是电机驱动方面的另外一个核心技术,IGBT 的全称是“绝缘栅双极晶体
管”,是能源变换与传输的核心器件,控制交流电和直流电的转换及高低电压的
转换。比如充电时,需要通过 IGBT 把交流电变直流电,同时把 220V 电压转换
为适当电压才能充电;放电时,通过 IGBT 把直流电转变为交流电,进而驱动车
辆,俗称电力电子装置的“CPU”,应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统,
比如纯电动汽车。

十数年前的车展上,比亚迪在一众汽油车之中拿出了一台电动车,那时候成为了整个车展的一个笑话,而十数年之后,当比亚迪拿出e平台时,它却成了中国乃至世界新能源汽车的标杆。这种变化在于坚持,在于对新能源的不断挖掘,未来的比亚迪依然会通过高度集成继续领跑新能源汽车。

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比亚迪通过与世界知名的芯片厂商和模组供应商合作,先从相对容易的封装入手,
之后再在深圳建立了国内首条车用 IGBT 模块生产线。再通过升级收购来的宁波
中纬生产线,打造芯片研发的工艺平台。

经过长期的不懈奋斗,比亚迪打破了国外专利和技术封锁,在汽车级 IGBT 晶圆
设计、模块散热、封装工艺和制造等关键技术获得突破,实现了汽车级 IGBT 功
率模块的产业化并首创电机驱动与车载充放电复用 IGBT 的融合设计技术,率先
在新能源汽车电驱动系统上实现了自主 IGBT 芯片的批量应用,为新能源汽车电
驱动系统的全面国产化探索了一条有效道路。经过多年的充分验证,比亚迪 IGBT
已全面应用于新能源乘用车和电动客车的电驱动系统,车用 IGBT 模块累计装车
数在国内排名第一。

比亚迪通过软件控制算法采用优化的空间矢量脉宽调制方法,减少开关次数,提
高电压输出利用率,提升系统的功率密度。目前量产的车辆控制器达到 18KW/L,
最新研发的双面水冷硅基 IGBT 样机控制器功率体积密度可达 35KW/L。

整个三合一系统通过对不同 NVH 起因分析,针对性开发软件算法,对不同情况
下的 NVH 进行抑制,以达到系统最佳状态,实现极速静音。具体的方法有:电
磁场优化设计,改进电磁偏心,改进电磁力波;机械降噪设计,提高动平衡等级;
调整结构模态,抑制共振;转子削弱齿槽脉动噪声等。

比亚迪的集成还体现在一块将仪表、空调、音响、智能钥匙等十多项控制模块高度集成的
PCB 板。PCB 板可集成的低压控制功能包括:网关功能;传统 BCM
功能,如灯光控制、电机驱动、解闭锁、整车电源档位、整车防盗、寻车功能、动力电池充电、电动车智能充电、远程更新软件、车窗/天窗控制及防夹等;PEPS
遥控锁车、无钥匙进入、无钥匙启动、钥匙防忘、钥匙离车提醒、远程开空调、遥控启动车辆功能;
驻车辅助系统模块;仪表;空调控制器;蓝牙钥匙;胎压监测;引擎音模拟器;
丰富的诊断功能等等。

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在本次媒体沟通会上,e 平台的诸多优势得到了现场听众的赞许。例如,相比分
立式总成,e 平台的“驱动三合一”模块可实现体积降低 30%,重量降低 25%,
扭矩密度提升 17%,功率密度提升 20%;“高压三合一”模块则重量降低 25%,
效率提升 1%到 2%,功率密度增幅达 25%;一块高度集成的低压系统控制 PCB
板相较于分立式总成重量也可下降 25%到 35%;体积下降 40%到 50%!

这意味着,采用 e
平台模块开发整车,是解决困扰纯电动车研发的“轻量化”、“空间布局”、“能量密度”等难题的一条捷径。正因看到了
e 平台所具有的巨 大行业价值,比亚迪在去年就宣布向全行业开放共享 e
平台技术,e
平台由此成为全球首个可开放共享的电动汽车平台。这一重要战略举措收到了行业内的热烈
反馈,目前,戴姆勒、北汽、长安、东风等汽车制造商纷纷与比亚迪进行 e 平台
的技术探讨,共同利用比亚迪 e 平台的巨大行业价值。

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