620km長續(xù)航如何煉成？ 探秘榮威R ER6三電系統(tǒng)

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】2020年對于上汽榮威來說絕對是有歷史意義的一年，整個品牌的戰(zhàn)略進行了大幅度的調(diào)整，其中獅標與R標雙標戰(zhàn)略引出燃油與純電動兩條完全獨立的產(chǎn)品線。其中，全新R標將帶來集智設(shè)計理念，預(yù)示著其產(chǎn)品線將朝著年輕化以及高品質(zhì)的方向發(fā)展。而榮威ER6作為榮威R標下首款純電轎車，將能實現(xiàn)620km超長續(xù)航以及12.2kWh百公里超低電耗。我們本次受邀來到位于上海鬧市中心的榮威智能廣場，通過上汽工程師們的現(xiàn)場講解，對其三電系統(tǒng)進行了一番解讀。

　　電驅(qū)系統(tǒng)是純電動汽車的核心，其性能和效率直接影響電動汽車的動能。據(jù)現(xiàn)場的上汽工程師介紹，ER6搭載了高功率、高扭矩密度的8層Hair-pin電機，同時整體構(gòu)造也相比上一代電機有所調(diào)整，取而代之的是緊湊的創(chuàng)新同軸布置方案，在性能、續(xù)航和使用空間等方面都有所幫助。

　　電機的特性決定了電機的轉(zhuǎn)速和輪端的轉(zhuǎn)速差別很大，期間需要10倍左右的總體減速比。為了解決10倍傳動這一問題，一般純電車型會把它拆成兩級傳動，即通過一個中間軸做成兩對齒輪來解決，傳動軸從兩根變成了三根，并沒有充分利用空間。

　　可以說，榮威ER6對于電驅(qū)系統(tǒng)創(chuàng)新的同軸布置方案巧妙地利用了半軸周圍空間，避免了空間浪費。

　　而在電機的設(shè)計上，榮威ER6同樣也給我們帶來了不小驚喜。了解電機原理的朋友應(yīng)該都知道，電機在定子上的繞組里通過電流形成磁場來驅(qū)動車輛。繞組的材料即使用純銅來做，也會有一點點電阻，由于通過繞組的電流很大，在大功率高速運轉(zhuǎn)時，這一點點電阻就會造成很大的發(fā)熱和能量損失。
　　為了解決這個問題，上汽工程師從繞組的結(jié)構(gòu)上想辦法把截面積做大、長度做短，選用了Hair-pin扁線繞組。

　　電機高轉(zhuǎn)速下有著明顯的“趨膚效應(yīng)(skin effect)”，導(dǎo)致中間的面積被浪費，周圍的電流很大，發(fā)熱明顯，效率降低。所以，工程師把繞組繼續(xù)拆分成8層，并合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，形成了現(xiàn)在的8層Hair-pin繞組設(shè)計，實現(xiàn)了電機效率、功率密度和扭矩密度的提升。

　　據(jù)工程師透露，相比于4層Hair-pin繞組電機，ER6搭載的8層Hair-pin繞組電機最高熱效率提升1%，至97%，已經(jīng)逼近物理上限。不要小看1%的提升，要知道越往最高處，獲得相同程度的進步所要付出的是越多的。
　　此外，通過仿真軟件測算的效率MAP數(shù)據(jù)顯示，新車NEDC工況的平均電耗從13.8kWh/100km下降到12.2kWh/100km，降幅超過11.5%。也就是說在理想狀態(tài)下，同一輛ER6在相同的行駛條件下，搭載4層繞組的電機只能行駛548km左右，這要比搭載8層繞組電機的ER6足足少了將近72km的里程！

　　與上一代電機相比，ER6電機的功率密度進一步提升了53%，接近6kW/kg；扭矩密度進一步提升12%，接近12Nm/kg，甚至比特斯拉Model 3搭載的電機更高。同時，在8層Hair-pin扁線繞組電機的加持下，ER6最高轉(zhuǎn)速達到了15000rpm，搭配合理的齒比設(shè)計，新車0-100km/h加速僅需7.8s。

　　對于車輛續(xù)航能力提升的幫助，間接層面是提高電機的效率，節(jié)省能耗，而直接層面無疑就是加大電池的容量。
　　基于留給電池組的體積并沒有發(fā)生太大的變化的情況下，要想提升容量，那么改善體積密度絕對是首選。

　　主流車用動力電池的發(fā)展思路是從電芯組成模組，再把模組組成電池包。但這兩個過程，都會有轉(zhuǎn)換效率，而主流純電動車型的電池包體積成組率大概在40-50%。換句話說，也就是現(xiàn)有的體積中，有將近一半的體積是被浪費掉的，這部分體積并沒有對電池容量提供任何的幫助。

　　因此，工程師們的思路就很明顯，盡可能地將這些沒有被利用的體積也轉(zhuǎn)換成電池，提高體積利用率。

　　體積能量密度的改善措施中，原先存在的一些間隙也都被妥善“填滿”了電池，另外大模組電池零件數(shù)量相比較上一代足足減少了22%，零件變少，一體式的物件變多，這本身就是對結(jié)構(gòu)的升級。

　　電池包還采用了一體式鑄鋁托盤，把冷卻板與框架集成為一體，兼顧電池冷卻和加熱功能，在確保PACK框架強度的同時，還進一步提高了集成效率。電池包僅靠523電芯，就把能量密度高做到180Wh/kg，與上一代產(chǎn)品相比，質(zhì)量能量密度提升了15%。

　　把這些提升轉(zhuǎn)化成實際結(jié)果，電池包體積能量密度提升了34%，對比其他同尺寸電池包，電池能量從54.3kWh提升到了72.7kWh，增長了近20kWh的電量。

　　前不久，工信部也發(fā)布了關(guān)于實施電動汽車強制性國家標準的通知。內(nèi)容包含了對電動車新的安全要求，其中要求廠家需對電池系統(tǒng)做熱擴散試驗，要求電池單體發(fā)熱失控后，系統(tǒng)需在5分鐘內(nèi)不起火、不爆炸，已預(yù)留足夠的安全時間。
　　ER6在這項規(guī)定上表現(xiàn)搶眼，官方宣布可以在發(fā)熱失控后20分鐘內(nèi)做到不起火、不爆炸。這并非盲目自信，而是的確ER6在熱失控管理上下了非常多的功夫，可以歸納為以下幾點。

　　在許多能源化工行業(yè)都要求所使用的的儀器設(shè)備要屬于本安型設(shè)備，就是設(shè)備本身就應(yīng)當無安全隱患。 ER6在電池選擇上就較為謹慎，所使用的電池選用相對成熟安全的NCM523電芯，鎳、鈷、錳在材料中的比例為5:2:3，鈷和錳的比例高，有更高的安全和穩(wěn)定性。

　　同時，ER6在電池包箱體上設(shè)置了“只通氣不過水”的平衡閥，并在電池包上放置了4個排氣量充足的單向彈簧防爆閥，構(gòu)建起疏堵結(jié)合的排氣通道。這么做的目的還是在于及時排除高溫氣體，不給燃燒提供任何有利的條件。

　　最后一點設(shè)計則是屬于將熱失控的概率降低到最低。ER6更換了電池模組下方的導(dǎo)熱材料，并通過BMS電池管理系統(tǒng)、熱失控報警機制，實時監(jiān)控?zé)崾Э厍闆r，及時進行調(diào)控，有效降低熱蔓延速度。

　　雖然消費者并不一定會花太多的心思去弄清楚一款電動車產(chǎn)品的三電系統(tǒng)如何運轉(zhuǎn)，但是對他們來說，高效可靠的行駛性能、更低的能量損耗能夠帶來更長的續(xù)航里程才是最重要的關(guān)注點，而這背后必定是三電系統(tǒng)在良好協(xié)同從而提供足夠的保障。從榮威R ER6的三電系統(tǒng)來看，上汽集團顯然是將多年的技術(shù)累積沉淀毫無保留地應(yīng)用在了這款車型當中，在此基礎(chǔ)上，榮威R ER6將能實現(xiàn)620km的NEDC續(xù)航里程，以及15分鐘補充200公里續(xù)航的充電效率，可以說在20萬以內(nèi)級別的純電轎車來說有著不錯的硬實力了。而至于其具體的表現(xiàn)，我想等到新車上市后再來評測感受一番。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 黃增鑒）