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比亚迪CTB技术解析
金融民工1990
长线持有
2022-05-23 22:39:33

5 月 20 日比亚迪正式发布 CTB 电池车身一体化技术,并首次搭载在海豹车型上,同时海豹车型正式开启预售,实现技术「发布即量产」。

除了 CTB 技术,海豹还首次搭载 iTAC 技术、后驱/四驱动力架构、前双叉臂和后五连杆独立悬架。

「四大首搭」让海豹在美学、安全、操控和高效方面都有明显的优势。

海豹从诞生的那一刻开始就被认为是特斯拉 Model 3 的直接对手,这也是比亚迪、特斯拉这中美两大巨头新能源汽车公司,在产品端第一次直接对标。

Model 3 最大的优势是,已经被全球市场验证过的一款车,其在整车底层技术、智能化水平、产品性能,都有非常强的竞争力,所以海豹想要在这个级别车型里打败 Model 3 必须要有技术和产品体验两大支撑。

看看海豹的技术和产品究竟如何?

01

技术先行

在讲技术海豹的技术之前,先来介绍一下海豹及其海洋家族。

「海洋网系列」产品,是比亚迪品牌独立的产品体系,和「王朝系列」一样。区别在于海洋网面向年轻化市场,「运动、年轻、性能」是其主要关键词。

海洋网体系分为两个系列:军舰系列、海洋生物系列。

而「豹款」则是海洋网锂海洋生物系列里一款,更具年轻的产品和更鲜明的新能源属性的产品。因为海豹是基于 e 平台 3.0 纯电平台打造的。

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比亚迪海豹预售共推出 4 款车型,预售价 21.28-28.98 万元:

• 标准后驱版精英型 21.28 万元,续航 550 km

• 标准后驱版尊贵型 22.58 万元,续航 550 km。

• 长续航后驱版 26.28 万元,续航 700 km。

• 四驱性能版 28.98 万元,续航 650 km。

按照这个价格来看,主销车型会是长续航后驱版,CLTC 续航 700 km 已经达到了行业头部水平,但这样和 Model 3 直接竞争显然不够,海豹需要告诉市场自身的技术实力,聊到技术我们就从发布会的主角之一的 CTB 开始。

电池车身一体化技术 CTB

最近关于「电池车身一体化技术」披露的很多:

• 有特斯拉的 CTC

• 宁德时代的 CTP 和 CTC

• 零跑汽车的 CTC

• 比亚迪的 CTB

这里面除了宁德时代的 CTP,其他几家说的 CTC 包括宁德时代的 CTC,所讲的终极目标都是一个概念:通常指 Cell to Chassis 或 Cell to Car,即,电芯直接集成到底盘。

而宁德时代的 CTP 所说的还是大模组方案,虽然经过了两代的迭代,但 CTP 本质相比 CTC 还是有复杂的电池包封装件。

但需要注意的是,虽然上面几家的目标是一致的,都是尽可能将电芯和车身集成通过简化封装件来达成成本最优化,但这项技术的难度太大,想要一次性达到理想化的工程状态几乎做不到,所以零跑、比亚迪、特斯拉的 CTC 都在技术上做了一定的妥协。

在「知化汽车」的解读里我们得知:

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当前的量产方案在本质上来说,其实是电池系统本身部分结构件与整车底盘集成在一起的思路,因此,它仍然是有独立的电池系统只是少了上盖

零跑 C01、比亚迪 CTB 与特斯拉分别采取了 3 种不同的技术方案来实现,从技术实现的角度来看:

• 零跑 C01 的方案最容易实现,零跑的 CTC 本质上不是电芯集成到车身,而是模组集成到车身;

• 比亚迪 CTB 的难度更高,刀片电池本身不需要模组化;

• 最复杂的是特斯拉的 Structural battery。

从集成度来看:

• 零跑 C01 的方案集成度最低,模组依然存在;

• 比亚迪 CTB 次之,去模组和将电池包上盖去掉;

• 集成度最高的是特斯拉,整个电池包已经是底盘的概念了。

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从对整车装配线的改动来说,零跑 C01 的改动最小,几乎不变,比亚迪 CTB 次之,特斯拉的整车装配工艺变化最大。

比亚迪 CTB 的方案不仅仅是将上盖去掉了,而且将原来乘员舱的地板做了集成作为上盖来使用。

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从发布会的图可以看到,右侧的车身框架简化了很多,车身地板已经被取消,不过,车身中间连接车身门槛的横梁还在,所以电池包的安装方案可能不需要有较大变化。

比亚迪这个方案,依然要面临几个难点,密封性能、热失控、以及集成后电池「上盖」的承重能力。

特斯拉 Structural Battery 相对比亚迪 CTB 的最大区别在于:「特斯拉做的更加彻底,不仅对车身横梁集成了集成,座椅也是直接安装在了电池包上,这样带来的变化则是,电池系统和车身的装配变得更难了,对于连接点的强度要求非常高。

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从整个技术的深入层度来看,特斯拉做的更彻底、比亚迪次之,但这并不是简单说二者的技术高低,而是从量产角度来看显然比亚迪要更容易一点,而特斯拉会更困难,这也是 Model 3 至今还没完成 CTC 切换的原因。

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比亚迪在这个 CTB 的方案中,采用了一种蜂窝状的结构件,来增强整体的结构性能,通过 CTB 技术比亚迪得到了什么结果:

一,海豹的车身扭转刚度达到 40,500Nm/°,拓宽了操控极限,为整车舒适性、NVH 性能提供了优秀的平台。

二,海豹在车内空间净高相同的前提下,车身高度降低了 10 mm,整车造型更加低趴,提升了空气动力性能和视觉效果。

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综上所述,从 CTC 逐渐落地可以看出,车身、电池系统技术集成的方向基本明确,用工程优化结构实现整车成本和生产效率达到最优解是主要目标,不管是比亚迪、零跑,又或者是特斯拉现阶段的集成度有不同,但目标是一致,零跑和比亚迪虽然不够极致,但可以快速量产,这也可以为其他厂商提供一个落地的思路。

这是打造一款爆款产品的技术基础,但能不能成为爆款还要看产品本身。

02

一切都刚刚好

「一切都刚刚好」

这是海豹发布会结束,我和一个朋友在聊这款车的时候达成共识的一句话。有这样一个共识的原因是,海豹在比亚迪众多新能源产品里,最电动车的「纯电轿车」,这不光是纯电平台,还有设计。

海洋美学

外观设计

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海豹由比亚迪全球造型总监沃尔夫冈·艾格领衔的设计团队操刀,艾格设计的产品一直都有广泛的用户基础,e 平台 3.0 的加持,让海豹的车身高度更低,车身姿态低趴,短前后悬、长轴距的车身比例,让人第一眼就可以感受到强烈的运动感。

海豹的车灯线条锐利,灯腔内部是双 U 型的悬浮式 LED 发光组件。车灯本体及其外侧回旋镖造型的装饰,共同构成字母 C 的形态,与后视镜上的转向指示灯造型相映成趣。

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图片来自新出行社区

采用封闭式格栅设计,勾勒出字母「X」的样式,在其下方是精心设计的空气动力组件,可以引导气流快速流向车底。

双腰线是海豹侧面设计的亮点,后仰的长段腰线以前轮眉后部为起点,营造出静态时豪华车特有的优雅格调。

海豹的车尾后保险杠并未采用简单的通体设计,其两侧的装饰件使用密集横筋条,细节精致,且具有电动感,中间大面积的黑色导流结构,可以有效降低风阻。

内饰设计

海豹的内饰和特斯拉走了两个完全不同的路线,海豹以线条为主基调,仪表台通过材质和色调的差异,划分出不同的功能区域。

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图片来自新出行社区

海豹的 A 柱位置更加靠前,为了消除仪表台在空间上的空旷感,仪表台上部采用了类似海浪涌动的造型。

方向盘盘辐装饰采用海豹尾鳍的形态,充满趣味。两侧的多功能按键,确保驾驶者双手不离开方向盘即可完成大多数操作。

海豹的内饰采用菱形绗缝和双缝线工艺作为装饰,进一步提升了内饰整体的高品质感和精致感,值得注意的是前者在内饰面料上的打孔处理,除了具有更好的透气性,其空隙程水滴状排列,很好地回应了海洋这一主题。

相比于见仁见智的造型,下面这些技术的加持,则是海豹可玩性的保障。

动力性能

• 550 km 标准续航后驱版的电动机最大输出功率为 150 kW,最大扭矩为310 N·m;

• 700 km 长续航后驱版的电动机最大输出功率达到 230 kW,最大扭矩为 360 N·m;

• 650 km 四驱性能版电动机的最大总功率为 390 kW,最大总扭矩为 670 N·m,这个版本下其 0 - 100 km/h 加速时间 3.8 秒。

这些数据放在性能过剩的新能源汽车产品里也是很好的存在,相比这样的纸面数据海豹首次使后驱版平台,这个值得喜欢运动型的迪粉高兴配合,车底采用全密封导流板设计,解决了高温环境中的热回流问题,提高了冷却系统的效率,也降低了空气阻力。

全密封导流板还保证了冷却系统和主动降阻格栅之间的密闭性,通过控制系统对主动降阻格栅开度的自动调节,仅为散热系统提供必要的冷却空气,减少了前机舱内的空气乱流,有效降低了风阻。

通过对轮毂、门把手、车轮导流板、后视镜等二十余处优化设计,海豹的风阻可以做到 0.219。

令人期待的操控

前双叉臂、后五连杆独立悬架

海豹采用前双叉臂、后五连杆独立悬架,可以为驾驶者带来更丰富的驾驶乐趣,由于悬架摆臂和转向节采用锻造铝合金打造,悬架衬套采用低摩擦系数的高分子材料,非簧载质量更轻,可以更迅速地响应路面的变化,路感更清晰。

iTAC智能扭矩控制技术

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比亚迪海豹首次搭载 iTAC 智能扭矩控制技术,该技术改变了过去只能通过降低动力输出让车辆动态恢复稳定的方式,升级为扭矩转移,适当降低扭矩或输出负扭矩等多种控制方式来维持车辆稳定。

iTAC 在轮速传感器的基础上,增加了电机旋变传感器。相比单独依靠轮速传感器,iTAC 的识别精度提高 300 多倍,可提前 50 毫秒以上预测车轮转速变化趋势。

简单说就是,当轮端出现异常,但尚未出现打滑时,系统就已识别到抓地力异常,提前调整轮端扭矩匹配,让车辆恢复稳定

当车辆即将打滑时,iTAC 可以将扭矩从低附着力轮端转移到高附着力轮端,或者在低附着力轮端输出负扭矩,提升高附着力轮端扭矩,保证极端情况下整车动力输出和动态稳定。

iTAC 可以综合车辆自身状态和驾驶者的横、纵向控制需求,提前进行动力分配与调节,做到不触发或减少触发 ESP,最终减少打滑量或抑制打滑发生,充分发挥车辆的动力潜能,提升安全性能和驾乘舒适性的同时,扩宽了操控极限

频率可变阻尼减震器

频率可变阻尼减震器配备于海豹 650 km 四驱性能版,属于半主动悬架技术。

当路况较好时,减震阻尼相对较大,可以让车辆动态更稳定,操控性更好;在坑洼路面上,减震会自动减小阻尼,更好地吸收路面冲击,确保高品质的乘坐体验。

综上所述,在能够增加车辆性能以及操控性能的硬件上,比亚迪丝毫没有吝啬,在这样一款 B 级运动型纯电车上确实并不多见,相比汉 EV,海豹确实不需要考虑太多舒适性的需求,想要和 Model 3 抗衡海豹好做的不能是回避,而是要真真实实在特斯拉的长板之处咬下一块肉,只能是正面竞争,超越过去。

硬件基础有了,留给我们的只有真实体验了。

03

其他技术硬件

八合一电动力总成

区别于业界普遍使用的三合一电动力总成,海豹搭载深度集成的八合一电动力总成,集驱动电机、变速器、驱动电机控制器、整车控制器(VCU)、电池管理器(BMS)、高低压直流转换器(DC-DC)、双向车载充电器(Bi-OBC)、高压配电模块(PDU)于一体,电动力系统的功率密度提升了 30%,重量降低了 16%,综合工况效率高达 89%。

海豹的八合一电动力总成采用比亚迪自主设计制造的发卡式扁线电机,采用超薄高性能硅钢片,突破了扁线电机绕线行业难题,电机的槽满率提高了15%,线包减短,用铜量减少 11%,电阻下降 22%。

通过优化磁路设计降低电机铁损,散热性能大幅提升,电机额定功率提升40%,最高效率可达到 97.5%。

电池包冷媒直冷直热技术

海豹采用业界首创的电池包冷媒直冷直热技术,以冷媒取代了传统的冷却液,直接对电池进行冷却或加热,降低了间接换热损失,提升了电池包温度一致性。电池温差控制在 5℃ 以内,热效率提升了 20%,不仅提升了电池包的整体性能,同时也延长了电池寿命。

宽温域高效热泵系统

海豹标配宽温域高效热泵系统,通过冷媒直冷直热技术实现对电池包温度的高效调节,并可根据需要,以低能耗对乘员舱温度进行控制。热泵系统还可以吸收电动力总成的余热,并能在 -30℃-60℃ 的宽温区内工作。

相比传统的 PTC 加热装置,热泵系统的温控速度更快,冬季续驶里程可提升 20%。

海豹的热泵系统拥有 11 种工况,覆盖用户日常所有采暖/制冷使用场景。海豹全系标配主动进气格栅,热泵系统余热利用效率提升了 20%。由于电动力总成采用油冷取代了水冷系统,进一步提升了热泵系统的余热利用率。

在极端低温环境中,当热泵系统吸收的热量不能满足整车制热需求时,系统会通过对电驱动总成的智能控制,以多种模式产生额外的热能,满足热泵系统的需要,即使在 -40℃ 的极端天气环境中,海豹的热泵系统仍然能够正常启动,降低采暖能耗损失。

高电压电驱升压充电方案

海豹采用高电压电驱升压充电方案,充电速度更快,可大幅减少用户充电等候时间。该技术以电驱动总成、充配电总成为基础开发,创新性地使用电机电感来替代原升压方案中的升压电感,满足 300V-750V 电压范围充电桩大功率直流充电。

由于系统高度集成,电机充电、驱动两种模式复用,在充电过程中,海豹降低了充配电总成的发热量,性能更可靠。高电压电驱升压充电方案可以充分利用充电桩国标电流上限,实现宽域恒功率充电,满充电时间显著优于业界大功率充电系统,可实现充电 15 分钟,行驶 300 km。


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