WNEVC 2021 | 吉利控股集團極氪智能科技資深總工程師李明遠:SEA浩瀚架構三電平臺
2021年9月15-17日,“第三屆世界新能源汽車大會”(WNEVC 2021)在海南國際會展中心盛大召開,由中國科學技術協會、海南省人民政府、科學技術部、工業和信息化部、生態環境部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、國家市場監督管理總局、國家能源局共同主辦。本次大會以“全面推進市場化、加速跨產業融合,攜手實現碳中和”為主題,邀請全球各國政產學研各界代表展開研討。
在9月17日下午舉辦的“下一代電動化平臺與電氣架構”主題峰會上,吉利控股集團極氪智能科技資深總工程師李明遠發表精彩演講。

李明遠詳細介紹了吉利SEA架構,他表示SEA架構覆蓋從1800mm到3300mm的軸距,包括一些輕型的商用車,車型從A級到F級。另外他強調不管汽車如何智能、如何電動,安全仍是重中之重,并介紹了浩瀚1架構電池包無熱蔓延的設計方式,達到只冒煙不起明火。
以下內容為現場演講實錄:
很高興在這里跟大家分享一下浩瀚架構的參數情況,浩瀚架構第一輛車就是極氪001,今年10月份發布。
為什么叫浩瀚架構?其實我們現在處在一個新能源汽車蓬勃發展的時代,整個新技術新材料層出不窮,我們知道這不是一個設計完成可以保持不變經久不衰的架構,架構要保持的是歷久彌新,把新技術新材料包容在一個可持續性里面。第二架構的最終目標是終端產品不是車,是帶給用戶的駕控體驗,由此有了架構的名稱,SEA。首先有來自哥德堡的設計中心,我們集合歐洲瑞典德國的工程師,進行各種工況的路試,針對市場各種安全的要求,會滿足一些北美市場比較嚴苛的整車的安全要求。整個架構的開發更離不開戰略合作伙伴一些頂尖的供應商,這個架構它會覆蓋軸距從1800毫米到3300毫米,還有后面陸續上市的一些輕型的商用車。覆蓋整個車型從A級到F級車型,滿足各種各樣不同的需求,包括高端車和低端車。但是所有安全策略和所有安全標準軟硬件高低壓主被動安全守則完全一模一樣。
這里舉一個例子,以10月份即將上市的極氪001存在的浩瀚1架構,所要達到的目標參數,這里有一個屬性的比較,羅列一些大家比較關注的點,比如架構本身必須可以承載2排或者3排座椅,在軸距3米以上的車我們也希望整個底盤操穩可以達到一定的標準,百米加速可以達到3.8秒,整車的NEDC續航做到721公里,還有快速的充電功能,整個架構支撐的快速補能要求是10%到80%,在30分鐘內,所有后續浩瀚架構包括浩瀚1平臺的車型都會具備這個能力,還有一些比較常規的,就是整個生命周期的一個維護和使用的成本,包括電動車可以帶給大家的良好的NVH的感受,最后也是最重要的,是全球一個普遍的要求,剛剛介紹比亞迪3.0平臺強調了安全的要求,我們作為汽車人相當認同,因為不管汽車如何智能,如何電動,最終還是離不開本身作為一個載具,把乘客從A安全帶到B的功能,所以安全是重中之重。
我們列舉一下做了什么措施,比如電動車本身比較怕托底,在整個車身底部通過性優化前提下,針對電動車電池底部做了底護板的安全性測試,在所有的工況測試中關注前后防撞在不同的情況的彎折表現,電動車除了滿足現有的道路交通法規保護成員行人之外,還有一個要保護的,就是電池包。前控還有一個其他的技巧,借鑒了傳統燃油車的技巧,在發生碰撞的時候,將碰撞達到一定的烈度,整個電機會進行反轉滑落,不會進入到整個高壓電池包等等,除了電池包本身內部做一些支撐,這些支撐隨著電量的提高或電池包內部的提高會逐漸消失。我們對這些要求進行了加強,不是只在一個點進行加強,我們一共做15次計算,要求在最弱的區域也可以滿足要求,這是一些被動安全的事情。車身和電池包完整的搭接會帶來一些好處,帶來的好處是整車在操穩性能上得到明顯的提高,對整個底盤濾噪帶來一個好處。所以這也是我們在利用了整個電池包,不光作為能量的載體,對整車來說還是一個安全和結構的支撐。
以浩瀚1架構的一個電池包舉例,這里給了一個三元的結構圖,整個電池包設計之初考慮到兼容高低電量,不同密度的電池,主要是方形電池,選用一些大模組或者無模組的方案盡可能提高利用率,整個電池包設計考慮到400V和800V的電池間隙,使得下一代車型提升電壓沒有障礙,最關鍵一點是整個三元的電池包采用一種無熱蔓延的設計方式,整個電芯的排放方式有專門的優化。所有的短路會先被隔熱絕緣的材料防止,達到電池包只冒煙不起明火的一個比較高的技術要求。
在滿足這些安全要求之后,剩下要解決的就是用戶里程焦慮,或者充電樁未普及的問題。隨著后面電動汽車基礎設施的發展,用戶對電量不會有很大的要求,但是對充電時間,就是充電的快捷性會持續提出更高的要求,在這里我們對這一代產品專門做了一個定義,整個電池包必須要以2.2C的高倍率進行充電,這個倍率也不是在所有時間所有SOC都可以達到的,整個電池包要處于比較合適的溫度條件,合適的溫度窗口和合適的SOC窗口,為了達到這個,我們整車熱管理會進行相應的匹配,將電池包始終保持在一個舒適的狀態,還有重要的一環,SOC的精度也是要完全考慮到的,我們現在能做到整個SOC的精度在3%以內,在業界也是比較好的數字。
考慮自適應的熱管理的需求,根據電池包在天氣冷熱或者功率需求的動態化下,提出不同的管理需求,冷卻或者主動加熱。最基本的電池包本身的高壓安全也引入一些新的技術,除了原先用繼電器去保護電池包,后來用保險絲,現在我們還引入整個煙火開關裝置,覆蓋原來無法覆蓋到的區域,將乘車的安全性和斷電的快捷提到一個新的高度。
這里是我們整個電驅系統,舉一個例子,浩瀚1的電驅采用8層的設計,整個定轉子長度可以靈活變動,搭載車上的首款電驅是2000千瓦,整個電驅除了匹配硅的,也會無縫匹配碳化硅的,期待在下一代技術迭代中更好的提升電驅的整體的效率,增加電動車的續航里程。為此專門應對中國市場用戶在高速的需求,將電池方案的設計引入一些磁組的扭矩,可以將高效區往高轉速區拉一些,一般大家認為PSM盡可能滿足市內的工況,但是基于我們之前所拿到的數據和目前這個平臺架構用戶層的定義,我們認為他們經常開高速,將電驅系統應用在高轉速的范圍,不僅僅為了NEDC,跑一個好看的數據,但是考慮整個架構是面向用戶的體驗,所以我們專門引入了磁組扭矩,將整個車輛在高速的工況續航得到提高。
還有一些吉利或者極氪內部對電驅和整車的比較苛刻的NVH的要求,我們采取所謂的斜坡注入和散平的控制,將比較尖銳的頻率打散,整個電驅我們采用同樣的電磁設計,將減速器配比或者減速比做一個調整,電驅系統的功率從一百千瓦調整至400千瓦。目前極氪001或者CM1架構是采用一個同步電機,做到前后驅扭矩輸出從0到100的切換,可以做到前后扭矩或者能量回收時的一個同狀態的反應。
剛剛是零部件級別的需求,真正對主機廠來說更重要的是對高壓電平臺的技術規劃和要求。這里包含了一些整車高壓,就是浩瀚架構下所有的電池包,所有的高壓零部件包括電驅PDC等等,他們需要滿足的要求,在哪些范圍可以過壓,可以軟回復,那些低溫情況可以嵌壓或者必須保持工作,都有相應的技術規范。各個零部件自己保護的時候所謂的降額衰減也必須按照整車的安全策略進行調整,其他常規可能是高壓內部的一些,甚至非高壓內部,比如一些異常的干擾,整個高壓回路要承受外界的干擾。整個動力域所有的軟件要求以這樣的形式開發,滿足功能要求,才可以做到三電所有的零部件,甚至不同項目間復用拼接,這就是所謂完成了。并不是在加工上完全套用,而是靈活的在不同車型之間配置不同的三電配比,滿足不同車型對功率的需求。三電平臺后續還是有很多的技術迭代的可能性,例如提高電壓,可以將電驅的功率密度進一步提升,提高電壓的同時也有可能將整個電池包快充能力進一步釋放,包括OBC和DCDC的集成方式,我們也能做進一步優化。
以上是我的分享,謝謝大家!
(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱)
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