[汽車之家 電動車技術(shù)] 對于普通消費者來說,,要了解一款汽車,無外乎是從設(shè)計,、配置,、價格、操控這幾大方面,。所以即使在盲訂階段,,一款造型炫酷、性能優(yōu)異,、性價比高還有品牌的背書的新車,,也能收獲巨量的訂單,極氪001就是這方面的例子,。但無論參數(shù)做得如何漂亮,,對于電動車來說,電池,、電機,、電控這三電有沒有硬實力,才是決定產(chǎn)品力的關(guān)鍵,。這篇文章我們就從用車安全,、續(xù)航里程、充電速度下手,,為你揭開極氪001性能與性價比兼具的秘密,。
●30秒快速了解全文:
1.三電是電動車的核心,車好不好不僅要看參數(shù)的高低,,還要搭配出最適合的方案
2.NCM523三元鋰電芯+6項系統(tǒng)性安全措施,,使電池包兼顧長續(xù)航和高安全兩個矛盾的需求
3.什么是8層發(fā)卡式定子繞組技術(shù),如何讓電機效率和功率爆表
4.挖潛400V電壓平臺,,拿出360kW快充,,5分鐘NEDC續(xù)航增加120km
●電池如何同時做到長續(xù)航和高安全?
在電芯層面,,想讓電池包更安全其實并不難,,選擇熱穩(wěn)定性更好但能量密度低的磷酸鐵鋰電池,就能在很大程度上降低電池失效后的風(fēng)險,。而想要實現(xiàn)長續(xù)航也很容易,堆滿能量密度高卻穩(wěn)定性較差的NCM811三元鋰電池(正極鎳鈷錳比例為8:1:1),,也能滿足很多人的續(xù)航要求,。但困難的是,,如何同時實現(xiàn)高安全與長續(xù)航這兩個有些矛盾的要求。
為了補上低鎳方案造成的能量密度下降,,Ni55+電芯將單體最高工作電壓從常見的4.2V提高到了4.35V,。這相當(dāng)于通過增加水杯的高度,來讓它有更大的容量,,使電芯的能量密度達到了250Wh/kg,。而在電池包層面,極氪使用了“高集成去模組技術(shù)”,,也就是目前主流的CTP技術(shù)(Cell To Pack,,省去模組直接由電芯組成電池包),盡可能的提升電池包的空間利用率,。
在電池包的安全設(shè)計上,,多管齊下的系統(tǒng)性方案是提升三元鋰電池安全的“良方”。在這一思路下,,國內(nèi)車企已經(jīng)推出了彈匣電池,、蜂窩電池等電池安全技術(shù),極氪001使用的無蔓延不起火技術(shù)也屬于這一類方案,。
在條件較為極端的針刺試驗中(針刺試驗是通過鋼針刺穿隔膜人為引起正負(fù)極短路,,模擬電池遭受導(dǎo)電異物刺穿而引起的短路現(xiàn)象,從而驗證動力電池的安全性)極氪001的電池包不僅可以憑借實時防控及時發(fā)出警報,,在多層隔熱,、無障礙排熱、主動冷卻設(shè)計的幫助下,,短路電池釋放出的巨大熱量也能得到即時的控制,,不會引發(fā)周圍其他電芯進一步的熱失控。PSS熔斷器還能迅速切斷高壓回路,,讓電池包外殼不帶電,,防止造成二次傷害。
總的來說,,極氪001沒有為極致的續(xù)航先選擇NCM811電芯再補安全的天坑,也沒有為極致的安全使用磷酸鐵鋰電池后絞盡腦汁提升續(xù)航的短板,,而是圍繞短板更少的NCM532三元鋰材料Ni55+電芯,,嘗試以系統(tǒng)的方案來兼顧電池包的容量和安全性,這樣的設(shè)計思路表現(xiàn)在最終的產(chǎn)品力上也更加均衡和有性價比,。
●電機如何實現(xiàn)又小又給力,?
想要評價一款電機產(chǎn)品的好壞,扭矩、功率,、效率這些基礎(chǔ)參數(shù)都是需要比較的項目,,但提升這些參數(shù)的難度卻是有很大差異的。比如扭矩想要做的漂亮并不難,,原理跟自然吸氣發(fā)動機從2.0L擴大到6.0L很類似,,把電機加長就能實現(xiàn)。而想要功率大一些,、體積再緊湊一些,,難度就相應(yīng)提高了,需要從繞組上下功夫,,這涉及到復(fù)雜的電磁學(xué)知識,。三者中最困難的也是需要付出更多成本的,是研究如何提高電機的效率,,尤其是提高全工況下的效率,。
同時,扁線的使用可以讓銅線之間的間隙變少,,增加相互之間的接觸面積,,方便銅線上的熱量向外界傳導(dǎo)。而扁線繞組還可以采用較扁平的匯流焊接方式,,能減小無法與定子鐵芯接觸的銅線長度,,同樣有利于銅線向定子鐵芯傳熱。這可以使扁銅線電機具備更好的散熱性能,,讓你可以持續(xù)保持高速行駛,,或者在連續(xù)的行駛中擁有更強大的再加速能力。
但除了這些好處之外,,扁銅線電機也有自身的一些缺點,。首先就是加工的難度更大,尤其是絕緣涂層在扁線加工過程中容易產(chǎn)生損壞,,導(dǎo)致良品率偏低,。而在設(shè)計中,銅線也并非越粗越好,,交變的電流會集中在導(dǎo)體的“皮膚”上(趨膚效應(yīng)),,反而會導(dǎo)致電機在高頻率、大電流工況下電阻的增加,,使高速工況的效率不如圓線電機,。
隨著繞組層數(shù)的增加,還能在一定程度上提高電機的最大功率,,使極氪001的這臺電機可以在尺寸上更極致,,6.05kW/kg的功率密度配合200kW的最大功率,、384N·m的最大扭矩,足以稱得上是又小又強大,。
●充電如何實現(xiàn)速度與兼容性的結(jié)合,?
想要提高充電速度,,首先要看電池能不能實現(xiàn)快速的充放電。極氪001選用了充電倍率達到2.2C的電芯(充電倍率是充電快慢的一種量度,,它在數(shù)值上等于充電電流與電池額定容量的比值),,同時在充電過程中,云端BMS系統(tǒng)還會對充電過程中電芯的溫度分布,、電壓變化,、母線電流進行全程監(jiān)測,確保充電不過流不過溫,,保障充電又快又安全,。
對比同樣400V電壓下,特斯拉最新的V3超充樁240kW的最大功率,、24mm的線纜直徑,,極氪還是有一定優(yōu)勢的,性能上與保時捷800V電壓下最大功率350kW的超充樁在一個量級,。當(dāng)然,,想要享受到充電5分鐘NEDC續(xù)航增加120km的充電速度,極氪還需要加快極充中心,、極充站等補能網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),,按照極氪目前的規(guī)劃,到2023年底目標(biāo)建成不同功率等級的2200個充電站,,包含極充中心,、極充站、超充站和輕充站,,為用戶充電提供便利,。
簡單來說,800V是未來,,但現(xiàn)在是現(xiàn)在,。從400V到800V要改變的不僅僅是個數(shù)字這么容易,動力電池,、電氣系統(tǒng),、空調(diào)系統(tǒng)等都要能夠耐受更高的電壓,需要耐壓設(shè)計,、功率元器件跟得上方案的腳步,,落地的成本也是車企不得不考慮的問題,。進一步挖掘400V電壓平臺的潛力,無疑是現(xiàn)階段更實惠,、性價比更高的選擇,,對于大規(guī)模量產(chǎn)的壓力也更小。
而且,,我國已建充電樁還是以500V和750V為主,,400V電壓平臺的電動車可以實現(xiàn)到哪都能“吃飽”,而能滿足800V電壓平臺全功率充電的1000V充電樁目前還處于初期階段,,需要一定的時間才能形成較為完善的布局,。硬上800V的結(jié)果在短期來看,并不會在充電體驗上帶來質(zhì)的改變,。畢竟,,充電5分鐘NEDC續(xù)航增加120km,30分鐘SOC從10%充電到80%的充電速度,,已經(jīng)很“恐怖”了,。
編輯點評:
無論是制造一輛車,還是設(shè)計一個系統(tǒng),,想要拿出一款卓越的產(chǎn)品,,從來就不是把“最好的”堆在一起的簡單工作,而是要在不同的甚至矛盾的需求中進行平衡,,綜合考量后找到“最適合的”組合方案,。追求極致不等于鉆進某一項技術(shù)的牛角尖里,而是要讓整輛車的體驗更加完美,。從523三元鋰電芯,、400V電壓平臺的使用上,我們能夠看到極氪對當(dāng)下技術(shù)的理解和硬件的整合能力,,這樣的硬實力才讓極氪001同時兼具了性能與性價比這兩大購車要素,。(文/圖 汽車之家 孫一超)
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