新能源时代的战略制高点 聊聊纯电动平台的必要性

新能源时代的战略制高点 聊聊纯电动平台的必要性
2021-10-21 09:24:50 新浪汽车原创
新能源时代的战略制高点 聊聊纯电动平台的必要性

  随着现在新能源汽车产业的大力发展,纯电的专属平台已经成为大部分车企着重研发的对象,其实对于纯电的专属平台来讲的话,无疑是利好的。但对于一个车企来讲,也不一定非要搞出一个纯电动平台,因为其中的研发投入并不是每个车企都能承受得起。那么纯电动汽车是应该采用专用平台,还是沿用兼容燃油汽车的平台呢?本文就来探讨一下这个问题。

  “油改电”为什么不好使?

  平台专属化概念已经逐渐开始应用在汽车的设计和制造中,尤其是纯电动车型,早期的电动车都是通过“油改电”而来的,即在传统燃油车的基础上将发动机、变速器等部件转换为电机和电池的开发方式。所以“油改电”车型必然会存在很多的缺点,你如车型续航短、空间小、价格高等。

  这种在燃油车平台基础上进行改造的电动汽车,不符合纯电动汽车的属性,存在很多弊端,都很难完美顾及到纯电的这些设计需求。而且现阶段的大部分燃油车其实从根本上无法满足纯电动汽车的设计需求。

  首先,电池的布置只能将就燃油车的布局,无法将车辆的整体空间进行充分利用,而燃油车和电动汽车的驱动系统完全不同,且分布结构也完全不同,加上动力电池的质量也非常大,会导致消耗更多的能耗。所以为了确保良好的操控性和稳定性,需要专属的平台进行车身结构的设计。

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  其次,“油改电”只是将内部的核心设施——动力系统进行改变,从原本的发动机+油箱换成了电动机+电池的形式,而外壳依旧是原本的外壳,而传统汽车外壳大部分都是钢材结构,它们的质量都很重,况且内燃机要比电机动大的多。所以这种情况下,会使电动车的续航大大降低,这也是为何现在电动汽车追寻轻量化的原因。

  再者,“油改电”车型还有一个非常致命的缺点,那就是汽车的寿命和平顺性会存在很大的问题。众所周知,燃油车平台的纵梁高度和动力总成悬置都是针对内燃机竖直方向的振动来设计的,而对于高度仅有内燃机一半、工作时会产生前后方面扭动的电机,很难起到限扭的作用,不仅会对加减速时的平顺性造成影响,更因为连接到纵梁的控制臂过长、受力情况的改变会影响车身结构的疲劳强度和使用寿命。为此只能将结构件做的再粗壮一些,让本就“体重超标”的电动车更加笨重。

  虽然“油改电”车型有很多的缺点,但还是有很多车企不得不采用这个方案,因为早期电动车市场还没打开、纯电动车的技术还在摸索阶段,传统车企砸一大笔钱搞纯电动平台是个很冒险的举动,为了能够迅速推出一笔纯电动车型,“油改电”就是最佳方案。而随着纯电动车技术的突飞猛进,打造一个纯电动平台已经是大部分车企都能做到的事了。

  纯电动平台已经成为一种趋势,但也不乏坚持采用了兼容平台的技术路线。比如宝马、捷豹路虎和标致雪铁龙集团并没有走专用平台的路线,而是采用了兼容平台的技术路线。他们认为,电动汽车的前景尚不十分明朗,应保持对燃油汽车和电动汽车的兼容性,这一观点也体现在平台上。在宝马董事长齐普策看来,通过保持平台的兼容性,宝马可以根据市场需求,及时调整动力系统的生产,从而不受平台的影响。

  纯电动平台的必要性

  对于车企来说,纯电动平台相当于一次投入,就能在后续生产时极大程度的减轻人力、物力、财力的投入,省下的成本可以用来研发智能软硬件或者增加配置等等。而在新能源时代,是否拥有纯电平台已经成为一家车企是否有好产品的判断标准了。可以说纯电动平台一家成为车企的未来发展的战略制高点。

  对于一个平台来说,兼容性和拓展性无疑是其最吸引人的地方,在这一点上燃油车是无法和纯电动平台相比的。首先在兼容性方面,由于纯电动车没有动力总成纵置或横置的区别、两驱和四驱也可以自由组合,一个平台能兼容的车型要比燃油车多很多。

  比如通用的Ultium奥特能平台,不仅能支持凯迪拉克LYRIQ这样的SUV,还可以支持悍马的纯电动皮卡GMC HUMMER、BrightDrop电动物流车,完全打破了轴距、悬架形式和车身结构的限制,Ultium奥特能平台提供的近20种电池和电驱的搭配组合,你很难想象燃油车时代会有这样的兼容性。

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  再比如说,大众耗资70亿美元(约合人民币490亿元)开发了模块化电动汽车平台MEB平台。可以生产从紧凑型汽车到大型SUV的系列电动汽车产品,而且可以极大降低成本。大众方面表示,预计未来10年将使用该平台制造、销售超过1500万辆电动汽车。纯电动平台如此高的兼容性,不仅能够减低后续的研发成本,还能进一步放大平台的规模效应,使得能有更好的性价比。

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  除了电驱动系统更容易实现模块化,纯电动平台的兼容性还表现在电池包内芯和模组的灵活组排。还是拿Ultium奥特能平台为例,其电芯支持垂直和水平两种排布方式,模组则有5种组合,能提供50-200kWh的容量选择。此外,MEB平台下的大众ID家族中,也有55kWh、62kWh电池包外形完全一致的,分别包含8块和9块电池模组。而更大容量的83kWh电池包采用长度更长的电池壳体,但宽度和低容量电池包一致,具备很高的通用性。

  相比燃油车平台,纯电动平台的第二大优势就在于可拓展性上,可以支撑多种扩展和升级。尤其是在智能网联、自动驾驶以及在线升级等方面,全新的纯电动平台以其后发优势都具备了先进的电子电器架构(如域集中式电子架构,或采用域概念的电子架构),能更好的支撑OTA升级、自动驾驶功能升级等功能扩展。

  为什么说传统燃油车平台无法承担智能网联、自动驾驶以及在线升级等方面的重任呢?这还得从ECO说起。1993年,奥迪A8上使用了5个ECU,最开始,ECU是仅仅用于控制发动机工作;随着汽车电子化程度越来越高,现在一些电子结构复杂的汽车,ECU 数量早就超过了100个,而面对高级别辅助驾驶系统的要求,ECU的这个数量不是太多了,而是远远不够。

  而全新的纯电动平台,采用了域集中式的电子构架,把功能相关的不同ECU集成到一个算力更强大的控制器中,辅以传输速度更快的总线,进而具备支持更复杂功能的条件。

  而这其中的典型代表就是特斯拉,特斯拉的本质是“汽车电子”,例如Model 3和Model S内装有“HW3.0”自动驾驶硬件内置芯片是由特斯拉自主开发,处理性能达到144 TOPS(每秒144万亿次)。特斯拉的整个电子电气架构只有三大部分:CCM(中央计算模块)、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块),将上百个ECU做了“减法”。

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  除了特斯拉,国内也有车企做到,比如比亚迪的e平台3.0,其将分布式电子电气构架整合为智能动力域、智能车控域、智能座舱域和智能驾驶域四大域控,并在海豚(配置|询价)车型上首次搭载。

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  除了良好的兼容性和可拓展性之外,纯电动平台带来的另一项显著优势,就是整车综合性能的提升。纯电动车最关键的性能指标,莫过于续航、能耗,以及动力表现,但在大多数人的认知当中,这些指标都是由三电系统直接影响的,与是否采用纯电平台似乎没有直接关系,但其实恰恰相反。

  车企开发平台化技术,其实就是为了制定统一化的标准。这个标准涵盖了车辆的各个方面,不仅车身架构要有一致的技术标准,动力系统、整车制造工艺,乃至生产方式、品质监控标准,都要有同样高的水准。

  比如丰田的TNGA架构,旗下所有车型在拥有高强度、轻量化的车架之余,必须同步搭载高能效的发动机,才能达到TNGA的标准。同理,纯电动平台的车身架构比非纯电平台更为优秀,之匹配的三电系必须有相应的技术高度。

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  尽管不乏有一些非纯电平台的车型也能搭载高技术含量的三电系统,但是在车身重量分布这一指标上,却无法向纯电动平台看起。由于电动车重量普遍比燃油车大,而且加速迅猛,因此车身重量转移会较同级燃油车大。若重量分布不合理,可能会对车辆操控性能造成负面影响。而纯电平台则可对电机和电池布局位置作灵活调整,从而将车辆前后比重调节到最合理状态。

  大部分基于纯电动平台打造的车型,前后桥重量分配比例均达到50:50,对车辆的操控稳定性能有很大帮助。反观同级别的非纯电平台车型,车身前后比重能达到这个比例的,几乎没有。

  中国的纯电动平台取得了哪些成果?

  中国目前是新能源产业的大国,每年的纯电动车销量领先全球,自然在纯电动车的打造上有非常大的投入,而这两年自主品牌的相继开发出了自己纯电动平台,包括长城汽车集团的“柠檬”平台、吉利汽车集团的SEA浩瀚平台、广汽埃安的纯电专属平台GEP、奇瑞新能源的@LIFE平台、岚图汽车的ESSA平台以及比亚迪的E平台等。而其他的主流自主品牌也在行动,比如:一汽的FME平台、东风的ESSA平台,北汽的IMC平台等。

  作为国内电动车销量领先的比亚迪,其电动车平台有着很高的知名度。比亚迪e平台的核心就是高度集成,提出了“33111”的概念,即驱动电机三合一、高压控制器三合一、低压控制器多合一、一块动力电池和一块智能网联中控屏。

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  目前,比亚迪已经推出了一系列的纯电动车型,从入门级的元EV和e2(配置|询价),到高端的唐EV和汉EV(配置|询价),可以说在不同的细分市场都占据一席之地。为了更好在新能源产业中占据优势,比亚迪e平台3.0已经到来,e平台3.0是比亚迪的最先进的新能源整体解决方案,其中包括从能源的获取、存储再到应用的零排放的生态闭环。

  比亚迪集团董事长兼总裁王传福骄傲的讲到: “e平台3.0是比亚迪多年知行合一的产物,是比亚迪在新能源汽车变革中,从上半场电动化转向下半场智能化的最关键布局,可助力全球实现绿色梦想,用切实行动为地球降温1℃。”

  在平台打造上,吉利一直是焦点,在燃油车领域与沃尔沃联合打造的CMA架构,让领克品牌异军突起。而在纯电动车领域,吉利也在提升追赶速度,推出了SEA浩瀚电动架构,搭载于首款纯电动车极氪001。据称,为了打造这个架构,吉利花了4年,投入180亿元。

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  浩瀚架构拥有全球最大带宽,可实现从A级车到E级车全尺寸覆盖,从1800mm-3300mm的轴距范围。满足轿车、SUV、MPV、小型城市车、跑车、皮卡及未来出行车辆等全部造型需求。从可扩展性来说,SEA浩瀚架构优于大众MEB平台,后者虽然也涵盖轿车、SUV、MPV等车型,但覆盖车型级别从A级到D级。目前,浩瀚架构已合作品牌超过7家,已展开研发车型超过16款。

  说到自主品牌的纯电动平台,就不得不提广汽GEP2.0平台。这两年,在新能源车领域,埃安品牌虽然起步较晚,但已经成为头部品牌,绝对是一匹黑马。

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  广汽新能源GEP2.0平台在车身、底盘、电池与电气系统方面较1.0版本进行了全面的升级。主要是在对零部件的高度集成、一体控制、整车重量减轻、整车布局的优化,能耗效率的提升和可靠性的提高。

  GEP 2.0专属平台搭载的广汽ADiGO3.0智驾互联生态系统在自动驾驶系统、智能物联系统、人工智能三大方面今年迎来全新升级。以自动驾驶的行车为例,ADiGO系统可通过23个智能传感器搭配高精度地图,实现高速公路L3级自动驾驶体验;高速公路的Handsoff脱手功能,可完全解放用户手脚;自主泊车系统可实现长距离、跨楼层L4级别的低速自动驾驶。

  另外,广汽新能源GEP2.0平台在兼容性方面也同样很强,通过一系列的的拓展策略以及车体的差异化设计,可完成不同尺寸轿车、SUV、MPV的开发,同时涵盖A0-C级、综合续航覆盖 300-700km。另外,广汽首款氢燃料电池乘用车——AionLX FuelCell也是基于GEP2.0平台开发,预计将于今年内开始示范运行。

  虽然纯电动车还要靠产品说话,但是在纯电平台打造上,自主品牌并没有落后于时代,斥巨资打造纯电平台,在新能源时代中提前卡位,与世界一流水平保持同步。而纯电平台可以针对电动车进行优化,达到最优解。虽然很多国际巨头还在观望,但是更多的企业已经行动起来。

  总结:伴随着纯电动市场、技术的发展,开发专用平台已逐步占据未来技术的主流,新的平台化,能够更好地拥有纯电动汽车该有的特征,新能源汽车颠覆汽车行业的大趋势下,就连曾经的百年品牌也不得不开始寻找新的出路,为此大众、宝马、奔驰、通用、福特、丰田等无数车企都制定了电动化这转型计划。可以说只有开发纯电专属平台,才能真正满足纯电技术的要求、发挥纯电驱动的优势。这对于纯电动车的普及、推动,以及纯电动技术的健康发展,具有重要意义。

(责编:林国雄)
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