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澳门新葡萄京app技术哪个品牌强?

就在今年,大众、通用、宝马等,也都纷纷推出了混合动力汽车,混动似乎突然之间火了。在纠结该不该买混动汽车之前,不妨先读读这篇纯澳门新葡萄京app技术文章。混动出现了什么流派?这真是一个大问题。个人觉得有3个角度是可以论一论“流派”的:

1)系统构型:行星齿轮派与非行星齿轮派

2)澳门新葡萄京app技术:锂离子澳门新葡萄京app派与镍氢澳门新葡萄京app派

3)电机技术:永磁同步派与感应电机派

本文重要从澳门新葡萄京app技术的角度来捋一捋不同的混动流派,澳门新葡萄京app技术哪家强呢?

锂离子澳门新葡萄京app路线vs镍氢澳门新葡萄京app路线

正如谈纯电动避不开特斯拉相同,谈混合动力的时候,也都要和丰田普锐斯进行比较。

丰田普锐斯的混动系统构型堪称完美,近20年都无需大改,沿用至今。但其在澳门新葡萄京app类型的选择上,却是另外一番景象——丰田一直以镍氢澳门新葡萄京app为主,直至第4代普锐斯才供应了锂离子澳门新葡萄京app与镍氢澳门新葡萄京app两个版本,锂离子澳门新葡萄京app组,仅有56个Cells,而镍氢澳门新葡萄京app组则有168个Cells,因此两者在成本价格上相去不远,且输出电压也在伯仲之间,但锂离子澳门新葡萄京app组的重量较镍氢澳门新葡萄京app组轻了16公斤。与锂离子澳门新葡萄京app相比,镍氢澳门新葡萄京app有固有的劣势,可以预见到,丰田在不远的将来,将不得不转为以锂离子澳门新葡萄京app为主。

而作为比较的通用,则从最原始的BAS系统(皮带助力微混)到插电的沃蓝达、以及SPARK电动汽车,都坚决采用了锂离子澳门新葡萄京app路线。最近看过一篇很有意思的文章《原来特斯拉的电动汽车技术来自于TA》,文中讲到通用是锂离子澳门新葡萄京app路线的倡导者,通用EV1项目的负责人和特斯拉Roadster也颇有渊源。通用涉足电动汽车的历史可能要追溯到1990年(甚至更早),通用当年推出了一款电动汽车“Impact”,并供应给用户进行试用。

尽管该项目后来搁浅,试用的样车也被尽数回收,但是通过该项目积累了大量的电动汽车相关相关经验和技术,用在后续的VOLT、BEV以及BOLT上。后续从VOLT开始,大规模使用锂离子澳门新葡萄京app技术。即使只有0.5kWh澳门新葡萄京app的上一代君越eAssist,都采用了锂离子澳门新葡萄京app,要了解同时代别的微混车都在用铅酸。因此,通用在锂离子澳门新葡萄京app应用这一领域可谓占尽了先机,是第一个在所有从混动到纯电动都使用锂离子澳门新葡萄京app的厂家。可以说,通用是锂离子澳门新葡萄京app车用领域“第一个吃螃蟹的人”,这也是为何要把通用单独拎出来,作为“锂离子澳门新葡萄京app派”的典型。

通用锂离子澳门新葡萄京app派与丰田镍氢澳门新葡萄京app派相比,有以下差别:

a)能量密度:

澳门新葡萄京app的重要用途是储存能量,因此能量密度是澳门新葡萄京app的最重要参数,在这方面锂离子澳门新葡萄京app比较镍氢澳门新葡萄京app有较大的优势。以2012年推出的第三代普锐斯镍氢澳门新葡萄京app为例,1.3kWh容量,重量却达到53.3kg,能量密度才24.4Wh/kg;而同时代通用推出的VOLT,采用锂离子澳门新葡萄京app,澳门新葡萄京app包容量16kWh,重量为181.4kg,能量密度为88.2Wh/kg,两者能量密度差了差不多4倍。通用的最新产品,BOLT使用的澳门新葡萄京app包为LG的层状澳门新葡萄京app60kWh,435kg,其能量密度达到了138Wh/kg,最近上市的君越混动版本,采用了第二代Voltech,使用1.5kWh澳门新葡萄京app包,可为60kW和54kW的两个电机供应动力,功率密度可见一斑。

从这个角度来看,丰田还停留在中度混合动力的阶段,以短时间降低油耗为目的,而对未来的战略并不明朗;而通用是冲着深度混合动力方向去的,甚至为纯电动做好了技术铺垫,混合动力-插电式-纯电动的技术路线已经非常明确。

b)澳门新葡萄京app容量:

从澳门新葡萄京app容量来说,普锐斯的澳门新葡萄京app容量仅能供应不到10公里的纯电动行驶,而通用VOLT则可以供应多达60km的纯电动续驶里程。因此,丰田有关澳门新葡萄京app的思路就是辅助系统,而通用则把澳门新葡萄京app放到了和发动机同等重要的位置上。也就是说,丰田的混合动力还是以发动机为主,比如研发了阿特金森循环发动机,而通用的混合动力则把澳门新葡萄京app放在了较为重要的地位。

c)澳门新葡萄京app管理技术水平

从技术角度,锂离子澳门新葡萄京app系统比镍氢澳门新葡萄京app系统要复杂,技术难度更大。锂离子澳门新葡萄京app虽然能量密度高,使用寿命长,但对温度更加敏感,要设计复杂的热管理系统。例如,通用第二代VOLT设计了多种模式的热管理系统,可以用废热给澳门新葡萄京app加热,也可以用空调给澳门新葡萄京app冷却,设计非常节能和精妙,有效地新增了澳门新葡萄京app寿命和性能。而镍氢澳门新葡萄京app对温度敏感性较差,设计简单的热管理系统即可。另一方面,通用锂离子澳门新葡萄京app包较大(比如VOLT澳门新葡萄京app容量是普锐斯的十多倍),使用更先进的均衡技术、充放电控制技术等,使得Volt的澳门新葡萄京app组内的温度差可控制在2°C以内,有力地支撑了8年的澳门新葡萄京app组寿命保证期。

通用的凯迪拉克CT6澳门新葡萄京app管理技术来源于第二代Volt澳门新葡萄京app管理的技术基础,也充分展示了在澳门新葡萄京app集成与管理方面的最高水平:由3段96S2P澳门新葡萄京app(96个电芯Cell,每个电芯包含2个电芯对CellPair)组成,外部由高压压铸铝板进行相应的保护,内部还包含必须的高低压线束以及散热管ThermalPlumbing,并在电芯间加入了水冷散热鳍片,模块化设计使得可以灵活配置澳门新葡萄京app组的外形与容量。

作为一名工程师,在我看来,特斯拉的澳门新葡萄京app管理水平已不低,但在通用这种“老司机”炫技一般的水平看来,还是略显稚嫩。不仅特斯拉,丰田在澳门新葡萄京app管理技术上的投入也较少。锂离子澳门新葡萄京app派与镍氢澳门新葡萄京app派在澳门新葡萄京app管理水平上的差距,重要是由于丰田认为澳门新葡萄京app处于辅助地位,自然投入的研发成本较低,以投入性价比为主;而通用则认为澳门新葡萄京app是动力系统的半壁江山,对澳门新葡萄京app及其管理技术进行了深入研究。

不了解为何,看到通用的双行星齿排系统与澳门新葡萄京app管理系统,令人眼花缭乱,让人感叹鬼斧神工,这总是让我想到另外两个工程师向往的企业:摩托罗拉与SONY。不管怎么说吧,这技术水平是杠杠的。

层状锂离子澳门新葡萄京appvs圆柱形锂离子澳门新葡萄京app

这两三年来,经常有人问,特斯拉的澳门新葡萄京app管理算法太利害了,可以使电动汽车跑400公里,而一般的电动汽车跑一两百公里就不行了啊,那他们的澳门新葡萄京app管理算法究竟是怎么利害的啊?

首先,必须承认把几千节澳门新葡萄京app组成澳门新葡萄京app包来用,确实挺牛的,但是特斯拉跑得远真的和澳门新葡萄京app管理算法关系不大,重要是澳门新葡萄京app塞得多……而这样的回答,一般都不能让提问者信服,这不得不说是特斯拉营销的成功,让普罗大众相信“算法是可以发电的”。

圆柱形澳门新葡萄京app与层状澳门新葡萄京app相比,缺点是非常明显的:

a)体积利用率:

 

圆柱形澳门新葡萄京app在成组时必然会比层状澳门新葡萄京app占用更大的空间,从而影响车内总体空间。

b)热管理难度:

层状澳门新葡萄京app的接触面积较大,更加有利于散热和澳门新葡萄京app单体之间的热平衡,BOLT的澳门新葡萄京app包可以控制单体温差在2度之内,对澳门新葡萄京app的一致性和耐久性有很好的提高。

c)一致性与可靠性:

特斯拉ModelS一共有7000多个单体,而VOLT上只用了288个,单体太多导致的失效新增以及一致性问题,可能会随着时间的推移而慢慢显现出来

事实上,特斯拉之所以使用18650澳门新葡萄京app,更多出于价格和商务而不是技术上的考虑,当时松下急于寻找合作伙伴,因此报出了低于成本的价格。而GM的全球供应商体系较为完善,话语权也较多,因此有较大的空间去选择技术上更先进的供应商。

澳门新葡萄京app路线之争的核心问题:澳门新葡萄京app安全

@叶磊Ray在他的回答《为何说特斯拉的核心优势是澳门新葡萄京app管理App算法?》中也提到:“德国汽车企业拿他们的技术标准去套Tesla的产品,无论是设计选型还是制造工艺根本就不成熟”。

这里就要特别提到澳门新葡萄京app路线之争的核心问题:澳门新葡萄京app安全问题。别看电动汽车发展得如火如荼,在量起来后频发的着火爆炸事故有可能使这个行业倒掉;别看特斯拉如日中天,假如集中爆发安全问题引起集中召回与赔偿,企业也很难撑往住。

简而言之,安全问题就是汽车企业的黑天鹅。忽视安全问题,也许像是挣脱了枷锁,可以发展得更快,但也面对着发展道路戛然而止的风险(也可能风险未爆发,从而取得先机,这叫“机会主义路线”)。而特斯拉在这方面,不得不说是有点冒进的:

特斯拉的BMS左右两个接插件都不是汽车级的,中间的两个插排更像是调试接口,而不是产品,这种接口在IT上经常使用,但是能否适应车辆的恶劣环境还待考证。

通用VOLT上用的BMS电路板出布局非常工整,使用的接插件都是汽车级接插件,完全可以满足车辆使用和运输过程中震动、温度、腐蚀等苛刻环境。

使用的芯片方面,特斯拉的IT基因促使他们使用了一些IT行业的芯片,比如DSP、ARM、FPGA等。而通用则完全使用传统的汽车级芯片,单片机一般都是飞思卡尔,硬件设计满足ISO26262的ASILC等级。

在高压安全方面,通用的方法是使用MSD(ManualServiceDisconnect),就是下图这个黄色的接头,这个黄色接头可以从物理上断开澳门新葡萄京app包和外界的高压,保证维修人员的安全。所有和高压安全相关的信号,都采用了双路备份处理,甚至专门为了澳门新葡萄京app管理系统设计了双路CAN总线的冗余备份,确保高压安全万无一失。

而特斯拉则为了节约成本,省去了这个零件,而是依靠高压继电器来进行断开。这种方法,当高压继电器发生粘连故障时,无法断开,有安全方面的风险。不过考虑到特斯拉的产量一个月也就几千台,量产时间也不长,出现问题的概率也不大。而假如量上来了,那可能会遇到问题.

当然,马斯克能把火箭发上天再收回来,他对安全性、可靠性的理解也不会差。而上述的特斯拉的安全性、可靠性问题,可能只是他的一种发展策略——既然现在只能卖几千的量,那就按照几千的量来设计安全性;当我能卖几十万辆的时候,自然会按照几十万的量来设计安全性。假如真是如此,不得不说,特斯拉还是比传统车企要灵活得多;假如不是这样,那很可能在量上来后要出问题。

在澳门新葡萄京app技术方面,包括通用在内的德美日大型传统车企,作为年销量数百万的百年老店,更加重视产品的可靠性、一致性以及耐久性。而特斯拉作为带有IT基因的新兴企业,将注意力更多放在用户体验上,其产品也未经过大量、长时间的验证。

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