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新能源浪潮下,整车平台发展趋势(一)

 hkhtdx 2018-06-02



引言:随着新能源汽车市场的发展,许多新能源技术逐步应用,本文将从整车平台、技术架构维度为大家展开简单介绍新能源技术发展方向。


平台通用化


与传统燃油车差异较大的是,新能源车平台化在电池布置上有着迫切的需求,此外由于新能源单一车型销量较低,从成本上考虑,传统燃油车平台也需要兼顾生产新能源。


吉利帝豪燃油版、PHEV、EV版   图片来源:公开网络


随着相关技术的进步,加上各国政府的政策支持,各整车厂商都发布了全新纯电动技术平台,当然这和其他清洁能源(如氢燃料)技术迟迟无法商用也有一定的关系。


不过由于纯电动技术目前仍有瓶颈需突破,如电池成本、电池能量、配套设施等,因此目前各厂商仍不会轻易放弃燃油车型。但是各国政府均制定了严格的油耗标准,以中国为例,2020年的平均油耗为5L/100KM,2025年这个值将变成4L,在现有内燃机驱动技术的情况下,短期内大幅减少油耗变得不可能。加上2020年新能源补贴完全退出,PHEV车型价格劣势进一步拉大。即使有双积分政策,BEV、PHEV车型有积分奖励,但在新能源消费市场整体不确定的情况下,整车企业仍需要准备备选方案。


燃料消耗量计算公式,其中新能源车型W=2,节能车型W=1.5


因此,开发一款可兼容插电和非插电的混动平台就变得必要起来。与欧系不同的是,日系采用全新变速箱设计,即ECVT,包括本田i-MMD技术,丰田的THS技术,使得发动机尽可能工作在高效率区间,从而达到节油的效果。此外,全新设计也会一定程度上减少零部件数量,规模化量产后具备一定的成本优势。

丰田THS-III整车架构

来源:TheNew Generation Front Wheel Drive Hybrid System, SAE2016-01-1167


欧系大都采用P2架构设计开发,国内吉利7DCTH也采用这种技术架构,辅以三缸发动机及其他一些电气化设备,如电动水泵等,也能达到节油的效果,同时对传统燃油车平台改动较少,开发成本较低。


奥迪A3混动


另外日产最近发布E-Power车型,采用非插电,增程结构设计,节油效果也比较好

左图为动力总成,右图为原理图


整车电池高压化


电池电压的提升有诸多优点,电子件轻量化、功耗降低以及快速充电。目前从各主要发布平台来看,电池电压高压化趋势明显。目前外资车型集中在300V-400V之间,大众MEB平台和特斯拉均采用400V电池电压设计。考虑自主车型中A00级车型销量较高,所以100V-150V有车型覆盖。长续航版本电压集中段为300-400V,新造车势力如蔚来、威马也集中在350V电压区间。


超高压800V目前来看只有保时捷PPE平台近期有车型推出国内主机厂的高电压集中在550V到700V左右,目前量产车型比亚迪秦和唐达到此电压区间,北汽和吉利也有相应规划发布。其他车企,如蔚来和长安也有相应的计划。


现在来看动力电池高压化是把双刃剑,高电压有利于超快速充电,800V的高压电池组及其配套设施可进一步提高目前快充功率,从130KW~150KW向350KW提升,15分钟内充电至400km的续航里程;此外,高电压也有利于布置更紧凑的线束和功率电子,对新能源轻量化也有着现实的意义。


超级充电技术(右)与柴油机、传统充电方式对比


但高电压平台的劣势亦非常明显,最重要的仍然是成本的压力。电池高压带来的整个架构的改变,包括连接器、BMS、电控单元、热管理、EMC模块等等方面,同时目前没有相应的充电网络配套,推广需要很大的时间成本。但是以保时捷为例,传统豪华车企在新能源领域普遍落后于特斯拉,随着新能源的普及,这个差距会越来越大,因此其推出800V的高电压平台技术超车也就不足为奇。2017年,宝马、福特、戴姆勒、大众等公司建立IONITY公司,目的建立极速充电网络,充电功率达350KW,远高于特斯拉超级充电站120KW,以期望夺回新能源市场。值得一提的是目前虽然只有PPE平台发布800V,但由IONTY公司的布局不由得联想,如果保时捷试水成功,其余豪华品牌也将会陆续开始普及。


IONITY欧洲充电桩布局


整车平台化归根到底是战略方向的体现,多车型共享技术,通用零部件可以提升开发效率,降低开发成本,但这也使得新技术架构无法迅速大规模投入应用,在新技术不断发展的阶段,对于企业长期规划存在较大考验。


本文将作为一个系列,NE研究院将为大家展开介绍,下一篇我们将会介绍纯电动技术发展趋势(多电机技术、系统集成方面)。同时,如果您有更好的建议也可以和我们联系探讨。


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