这台即将上市的国产新车,不仅好看还满满黑科技,安全性不错

2020-07-29 21:29

【有车以后 技术解析】作为上汽旗下全新的品牌,荣威R一经推出就受到了多方关注,特别是其高端纯电的定位,对于国内一线城市的消费者而言确实吸引力十足。

而在近日,荣威R也针对其旗下ER系列的首款旗舰轿车ER6举办了一个三电解析会,作为受邀媒体,有车以后也较为细致的了解了关于ER6在三电方面的一些创新。

在电机结构方面,ER6创新性的采用了同轴布局的方案,与目前其他纯电车型普遍采用的平行轴方案不同,同轴布局意味着输出轴、半轴、电机轴都在同一轴线上,可以有效压缩车辆高度和前后方向上的尺寸。

不仅如此,同轴设计对于充分利用半轴周围的空间也有比较好的优势,我们都知道,电机的转速和轮端的转速是有一定的减速比的,为了解决这个减速比,且不占据太多空间,ER6通过先将电机输出轴做成空心,然后在里面再嵌套一个轴承,最后在这根轴承里放一根细的轴的方式,从而实现两轴之间的转速差,且互不干涉。类似的设计在一些自动变速箱上也能看到。

不过这还不是ER6电机最大的亮点,具技术人员介绍,ER6应该是国内较早使用8层Hair-pin绕组电机的车型之一。

在说具体效果之前我们先科普一下什么是Hair-pin绕组,它有什么优势?小时候拆过四驱车马达的人可能知道,在马达里面是有许多的铜线绕组的,而这些绕组大多都是由许许多多的细铜线构成,而这种传统的圆形漆包线绕组,往往存在有效铜面积低,绕组铜耗较大的问题,不利于提高电机效率。

而Hair-pin绕组则是用的扁铜线,这种扁铜线有截面积更大、长度更短的优势,这就可以有效降低绕组的内阻,减少铜耗。

不仅如此,采用扁铜线还可以有效提高定子内的铜线的槽满率,而更大的槽满率也意味着更好的电机功率密度、更好的性能。(槽满率可以简单理解为单位体积内可以容纳更多的铜线)

不过,绕组的铜线也并不是越粗越好,因为电机转速非常高,所以通过绕组的交流电频率自然也要非常高,而这会导致线组内的交流电出现“趋肤效应”,铜线中间的面积被浪费,而表层的电流很大,发热明显,效率降低。所以,为了解决这个问题上汽的工程师把绕组拆分成8层,并合理设计结构,形成了现在的8层Hair-pin绕组设计,实现了电机效率、功率密度和扭矩密度的提升。

当然,对于我们消费者来说,原理其实并不重要,重要的是这些技术落到产品之后效果怎么样?

从这张图可以明显的看到8层绕组和传统4层绕组在电机效率上的差别。虽然现在的永磁同步电机的效率已经高达96%,即将逼近物理上限,但ER6搭载的8层Hair-pin绕组电机依旧将最高效率再次提升1%,而这百分之一的提升也意味着更精准、更具爆发力的动力。更重要的是,对比4层Hair-pin绕组电机,8层Hair-pin绕组电机效率≥90%的区间从83%提升到了88%,这对于日常行驶的能耗节约是有着极大意义的。

根据工程师的仿真测算得出,同一款ER6车型分别采用8层Hair-pin电机和4层Hair-pin电机时,搭载8层Hair-pin电机的车型NEDC工况的平均电耗从13.8kWh/100km下降到12.2kWh/100km,降幅超过11.5%,效果显著。

效率高的同时,ER6并没有牺牲动力性;同样因为8层Hair-pin的原因,该电机可以实现15000rpm的最高转速,比普通永磁电机1万多的转速略有提升。同时,通过合理的齿比设计,新车0-100km/h加速仅需7.8s,极速达185km/h,而且因为电机高效率区间变大的原因,也可以使该车在高速行驶时比普通纯电车型更省电。

和上一代荣威的动力电池相比,它最大的变化就是采用了全新的模组方案,熟悉电动车的朋友可能知道电动车的电池是通过把电芯组成模组,再把模组组成电池包这样的形式。

在上一代的产品中,荣威的电池包采用的是24个模组的方案,这种方案有一个弊端就是转化效率较低,简单的讲就是电池包里有许多空间并没有真正用来储存能量,而是用在如模组与模组之间的结构上。

而此次最新电池包则将模组缩减为6个,这也意味着电池包内更多的空间用在了储存能量上;不过可千万别觉得这只是简单的将模组做的更大而已,因为更大的模组其实就意味着需要更强大的电池管理系统、更有效的电池冷却系统、更可靠的的结构设计等等,当然,虽然过程艰辛,但效果也是十分显著,和其他同体积的NCM(523)三元锂电池相比,它的体积能量密度增加了34%,达到了70kWh。

同样的,因为模组更少了,相对应的,原来控制、监测模组所需要的零部件也相对有所减少,自然电池包的质量也就有了相对应的下降,质量能量密度也略有提升。

当然,这个电池包要到达现在180kWh/kg仅靠这一点重量的变化还是做不到的,它更重要的是采用了一体式铸铝托盘,即把冷却板与框架集成为一体,兼顾电池冷却和加热功能,在确保PACK框架强度的同时,还进一步提高了集成效率,大大减轻了电池包质量。

首先是箱体结构上,虽然采用的是铸铝材料,但是这个箱体的结构是经过360度“柱撞实验”仿真的,箱体上各种加强筋能全面保证在极端碰撞环境下内部电池模组的安全。

而从结构图上可以很清晰的看到,电池包的上方其实是铺盖了一层防火罩,这层防火罩的是由一层玻纤和一层以硅胶为主的复合材料打造的,它在高温下会陶瓷化成一种质地坚硬的半无机材料从而起到阻燃隔热的作用。

看过电池燃烧视频的都应该知道,电池燃烧是会释放大量气体的,而短时间内大量气体的释放就意味着容易引起电池爆炸,为了最大程度上减少这种极端情况的发生,ER6的电池包在箱体上安装了气压平衡阀,还四个角上分别安装了防爆阀,用来避免电池爆燃情况的发生。

除了上面这些被动安全方面的措施,在防范于未然上它也做的很好,比如ER6会利用BMS电池管理系统实时监测热失控情况,当监测到热失控有可能发生时,全速运转电池水泵,配合导热材料,迅速将热失控电芯附近局部过多的热量转移到电池包其他位置,并提供相当于4个额外电芯的热容,大幅度降低热失控情况发生的概率。

通过此次三电解析会确实引发了自己对这款即将发布的荣威R ER6的强烈好奇心,作为一款预计售价不超过20万,NEDC续航里程620km的纯电车辆,未来能在日益激烈的市场竞争中取得怎么样的成绩,值得期待。

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