[汽車之家 電動車技術(shù)] 中國純電動車市場已經(jīng)走在了世界的前列,一些競品車型早已走出國門,,并獲得了世界的認(rèn)可,。面對這個內(nèi)卷的市場,外國品牌有的黯然離場,,有的砥礪前行,。日產(chǎn)便是這個新時代砥礪前行的代表之一,它在2022年9月正式把ARIYA艾睿雅(下稱“ARIYA”)這款純電動車投放到中國市場。這款車的落地也意味著日產(chǎn)將要參與到中國純電動車市場新一輪廝殺中來,。今天我們將要深入了解這款車的電池技術(shù),,看看它的實力究竟處于怎樣的水平!
● 日產(chǎn)ARIYA在日本三大品牌中,,電池技術(shù)處于什么地位,?
ARIYA基于日產(chǎn)全新CMF-EV云圖平臺打造,純電專屬平臺有利于讓電驅(qū)系統(tǒng)的性能得以充分發(fā)揮,,同時能夠使得乘員艙的利用率和空間實用性得到進一步的優(yōu)化,。采用純電專屬平臺來打造純電動車已經(jīng)成為行業(yè)共識,也只有這樣才能造出性能極致的車型產(chǎn)品來,。
三款日系純電動車電池參數(shù)對比 | |||
車型 | 日產(chǎn)ARIYA | 豐田bZ4X | 本田e:NS1 |
電池能量(kWh) | 90 | 50.3/66.7 | 53.6/68.8 |
電池能量密度(Wh/kg) | 155.8/154.73 | 117.25/155.48 | 141/183 |
從上面這個表格我們可以看到,,日產(chǎn)ARIYA全系車型都搭載了90kWh的動力電池,容量明顯高于豐田bZ4X和本田e:NS1,,超過150Wh/kg的電池能量密度中規(guī)中矩,,處于目前的主流水平。
快充性能方面,,官方公布的快充時間為0.67小時,,慢充時間為14小時,快充峰值功率可以達到130kW(注:這是海外版車型數(shù)據(jù)),。其充電功率雖然無法和中國品牌某些車型最新的800V 480kW超快充相提并論,,但跑滿目前市場上大部分公用快充樁的輸出功率是沒有太大問題的。
● 日產(chǎn)對安全的堅持始終未變
日產(chǎn)早些年曾經(jīng)制造過一臺叫做聆風(fēng)(LEAF)的純電動車,,這是全球首款大規(guī)模量產(chǎn)的純電動車,,是電動車時代的一個重要里程碑。
時過境遷,,不變的是日產(chǎn)對于電池安全的執(zhí)著與堅守,。在最新的ARIYA上我們也可以看到,這款車的動力電池,,不論在容量還是能量密度參數(shù)上都設(shè)計得較為保守,,因為激進的參數(shù)選擇帶來的可能是未知的風(fēng)險。
日產(chǎn)對安全的堅持也延續(xù)到了ARIYA身上,。在今天這個純電動車新時代,日產(chǎn)認(rèn)為只有在能量密度,、充電速度,、電池安全性這三者中取得最佳平衡點才是真正的優(yōu)秀動力電池。
● 雙層式設(shè)計,,外殼大量采用鋁合金
在中國投放的ARIYA,,其電池包容量達到90kWh,內(nèi)部集成了16個電池模組,采用兩層式結(jié)構(gòu),,底層放置12個模組,,位于后排座椅下方位置的二層放置4個模組,充分利用了底盤空間來提升電池包容量,。
ARIYA電池系統(tǒng)有三大開發(fā)目標(biāo)——高安全,,高壽命,高密度,。整個電池系統(tǒng)都是日產(chǎn)自主研發(fā),,電芯由寧德時代根據(jù)日產(chǎn)的技術(shù)要求建立定制代工產(chǎn)線進行生產(chǎn)。日產(chǎn)對寧德時代生產(chǎn)的電芯進行性能,、品質(zhì)以及安全性的嚴(yán)格管控,。
相比起目前比較時髦的CTP(Cell To Pack)由電芯直接組成電池包的設(shè)計,模組式設(shè)計雖然難以實現(xiàn)極致的電池包能量密度,,但更有利于提升電池包的安全系數(shù),。
● 電池包與車身/底盤連接更緊密,抗扭剛度大幅提升
ARIYA的電池包通過增加連接件或固定點的方式實現(xiàn)了與前副車架,、后副車架以及車身底板中央的硬連接,,使得整個車身底部連為一個整體,進一步縮小了在正碰事故中,,乘員艙底部的潰縮吸能量,。
電池包外周框架通過螺栓與車身的重要框架結(jié)構(gòu)連接,如門檻梁,、車身底板加強件等,。使得電池包與車身成為一個連接更緊密的整體。這有別于過去僅僅通過必要的固定螺栓把電池吊裝在車底的設(shè)計,。
一體性更強的底盤除了有利于碰撞安全性能的提升外,,對于增強車輛的操控、提升車輛的乘坐舒適性都有非常大的好處,,這也是ARIYA擁有較佳駕乘體驗的一個重要因素,。
● 電池包殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提升碰撞安全性能
為了進一步提升乘員艙的空間,,ARIYA的車身底板采用了平整化的設(shè)計,,為了讓車身底板在碰撞事故中發(fā)揮抗撞和吸能的作用,工程師在車身底板上設(shè)計了3條橫梁和2條縱梁,,它們都采用1500MPa熱成型鋼制造,。
車身上的橫梁與電池包下殼體的橫梁采用了交錯布局,可以增加在側(cè)碰事故中的碰撞力傳遞路徑,從而有利于縮小乘員艙潰縮吸能量,。電池包內(nèi)部的6條橫梁除了起到良好的支撐作用外,,還會與電池側(cè)面以及電池殼體底板通過導(dǎo)熱材料連接,提升液體溫控系統(tǒng)的控制效率,。
● 電池液體溫控系統(tǒng),,管路集成于電池底板內(nèi)
為了跟上時代的步伐,日產(chǎn)舍棄了聆風(fēng)上的電池風(fēng)冷系統(tǒng),,采用了液體溫控方案,。液體管路與電池底板集成在一起,溫控液由電池前方的一側(cè)流入,,另一側(cè)流出,,從電池包底部把電芯的熱量帶走或為電池升溫。
由于溫控管路與下箱體底板集成了,,電池包的空間利用率更高,,有利于提升整包的能量密度,增加車輛的續(xù)航表現(xiàn),。
除了BMS電池管理系統(tǒng),,VCM車輛管理系統(tǒng)也會實時檢測電池的工作狀態(tài),主動干預(yù)電路故障,,起到了電池安全冗余的效果,。
采用液體溫控系統(tǒng)能夠保證電池工作溫度時刻都處于一個合適的水平,對保證續(xù)航,、延長電池壽命,、提高電池充放電效率都是有利的。ARIYA的連續(xù)多次快充效率相比日產(chǎn)聆風(fēng)有了非常大的提升,,液體溫控系統(tǒng)功不可沒,。
● 層層阻隔,把熱失控拿捏得死死的
ARIYA的電池系統(tǒng)在電芯層級,,模組層級和整包層級都采用了抑制熱失控的設(shè)計或措施,。其中包括了:電池包蓋板耐高溫材料、模組阻燃蓋板,、電芯之間的氣凝膠,、銅排集成蓋板、模組底部導(dǎo)熱阻燃凝膠等等,。
電池包內(nèi)部發(fā)生熱失控時,,高溫高壓氣體會沿著這個通道流動,最終在車輛前端的兩個泄壓口排出,,做到可控泄壓的效果,盡量減小熱失控范圍的擴大化。
● 規(guī)整的布線透露出工匠精神
打開ARIYA的電池包上蓋板,,首先吸引我的就是它內(nèi)部規(guī)整的布線,。主要的高壓線束位于電池包中央,這樣的設(shè)計可以盡量避免側(cè)向撞擊力對線束的破壞,。
● 電池包下護板沒缺席
ARIYA的電池包底部配有樹脂材質(zhì)下護板,,它能夠避免堅硬的異物直接沖擊電池下殼體產(chǎn)生較大的沖擊力,起到了一定的緩沖作用,。
● 更高的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是對安全至上的堅持
設(shè)計多巧妙都是紙上談兵,,電池系統(tǒng)的實際性能和安全性還是要依靠標(biāo)準(zhǔn)化測試來驗證。日產(chǎn)對ARIYA的電池系統(tǒng)進行了111項電池安全測試,,其中包括了23項國標(biāo)測試,、13項全球標(biāo)準(zhǔn)測試以及75項日產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)測試。
日產(chǎn)的企業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)比國標(biāo)更為嚴(yán)格,,如交變溫度沖擊試驗循環(huán)次數(shù)達到國標(biāo)規(guī)定的4倍,,濕熱循環(huán)試驗累計時長為國標(biāo)的9.6倍,鹽霧試驗的累計時長為國標(biāo)的3倍,。
日產(chǎn)更為嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)使得其設(shè)計生產(chǎn)的動力電池?fù)碛懈叩陌踩禂?shù),,這是日產(chǎn)為實現(xiàn)電池安全0事故這一終極目標(biāo)所作出的堅持和努力。
● 總結(jié):
綜合來看,,日產(chǎn)ARIYA的電池系統(tǒng)基本參數(shù)處于市場主流水平,,內(nèi)部設(shè)計規(guī)整但偏傳統(tǒng)。該車電池系統(tǒng)在提升安全性方面的努力不容忽視,,高于國標(biāo)數(shù)倍的企業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)有利于實現(xiàn)電池系統(tǒng)的高安全系數(shù),。
在能量密度、快充速度,、安全系數(shù)不能兼得,,各大品牌都在拼續(xù)航里程和充電速度的當(dāng)下,日產(chǎn)能夠有壓注安全的勇氣實屬難得,。屏幕前的各位覺得純電車的電池安全性更重要,,還是續(xù)航里程或充電速度更重要呢?不妨在評論區(qū)留言,發(fā)表你的看法,。(圖/文/攝/汽車之家 常慶林)
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