在新能源汽車逐步取代燃油車的大背景下,新能源汽車“革命”的步伐比以往任何時(shí)候都來的更迫切。從國家政策到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,再到市場環(huán)境逐漸成熟,多種客觀因素不斷疊加,為新能源車企提供廣闊的空間和豐富的機(jī)會施展拳腳。
在這場波瀾壯闊的全球新能源汽車綠色革命浪潮中,自主品牌正帶動我國汽車產(chǎn)業(yè)向上突破,承襲百余年來人們對汽車的美好向往,肩負(fù)起“接力、蓄力、發(fā)力”的歷史使命,引領(lǐng)中國汽車由大到強(qiáng),加速構(gòu)建綠色、安全、高效的美好出行藍(lán)圖。
當(dāng)下,電動汽車產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速成長階段。通過電動汽車提供更多元化的出行體驗(yàn)——高安全、長續(xù)駛、大空間、操控性、智能化,已成為消費(fèi)者們的共同期待。與此同時(shí),全球汽車安全法規(guī)不斷升級,中國安全法規(guī)C-NCAP及中保研等標(biāo)準(zhǔn)更已趨于全球最嚴(yán),不僅為整車企業(yè)提出更高要求,也清晰預(yù)示著整車安全性能的優(yōu)劣,將愈發(fā)成為整車產(chǎn)品提升市場競爭力的核心要素。
但不同于歷經(jīng)了百年“打磨”、已具備成熟架構(gòu)的燃油車,電動汽車的整車集成理念以電池為中心,整車架構(gòu)研發(fā)需應(yīng)對多重開發(fā)難點(diǎn)與設(shè)計(jì)矛盾:電池安全、車身安全與長續(xù)駛需求的矛盾、舒適駕乘與靈活操控能力的矛盾、低風(fēng)阻造型與內(nèi)部乘坐空間的矛盾。
所以,電動汽車想要在市場中走得更遠(yuǎn),下沉更深,勢必要鏟平擺在電動汽車整車架構(gòu)設(shè)計(jì)面前的三大矛盾,實(shí)現(xiàn)整車性能的全面兼顧。比亞迪基于刀片電池自主研發(fā)的CTB技術(shù)在此契機(jī)下應(yīng)運(yùn)而生,它在安全、操控、空間三個(gè)不同維度上找到了一個(gè)絕佳的平衡點(diǎn)。
CTB技術(shù):汽車架構(gòu)的創(chuàng)新變革
目前,國內(nèi)大部分純電動汽車制造商采用的仍然是傳統(tǒng)模組(Cell-Module-Pack,即電芯到模組再到整包)技術(shù)和CTP(Cell to Pack,即直接將電芯集成為電池包,省去中間的模組環(huán)節(jié))技術(shù)。這些技術(shù)基本上是基于燃油車安全架構(gòu)的優(yōu)化,電池布置空間有限。為了保護(hù)電池安全,整車的重量、成本都會上升,自身能耗更大,操控性能反而下降了。
比亞迪的CTB(Cell to Body)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電池整車深度融合,其將電池上蓋與車身地板合二為一,從原有電池包“三明治”結(jié)構(gòu),進(jìn)化成整車“三明治”結(jié)構(gòu)。之所以能夠打造出如此獨(dú)特的整車架構(gòu),得益于比亞迪自主研發(fā)的刀片電池。
三年前,比亞迪發(fā)布了全球首創(chuàng)的刀片電池,采用磷酸鐵鋰體系的刀片電池從電芯本征安全上解決了動力電池安全問題。同時(shí),超大長寬比的刀片電池具備更好的結(jié)構(gòu)剛性。傳統(tǒng)電動汽車設(shè)計(jì)思路仍有燃油車的影子,往往依賴于在電池系統(tǒng)和車身上增加各種橫梁、縱梁、加強(qiáng)件。這讓電動車車身重量加重,進(jìn)而影響續(xù)駛里程,不能滿足電動汽車的安全設(shè)計(jì)要求。
比亞迪研發(fā)的CTB技術(shù)充分利用刀片電池結(jié)構(gòu)剛性優(yōu)勢,長條形的刀片電池與托盤和上蓋直接粘連。電池分布其中組成類蜂窩高剛性體結(jié)構(gòu),讓電池不再是電動車整車架構(gòu)中需“悉心保護(hù)”的對象,而是可以參與到各個(gè)碰撞工況的傳力中,成為整車安全結(jié)構(gòu)的一部分。
刀片電池在CTB架構(gòu)中既是能量體又是結(jié)構(gòu)件。電池身兼儲能和傳力兩職,與車身完美融合。刀片電池的先手優(yōu)勢和比亞迪常年積累的垂直整合研發(fā)實(shí)力,讓CTB技術(shù)只能率先在比亞迪得以實(shí)現(xiàn)。
CTB技術(shù):化解電動汽車三大矛盾
電動汽車性能指標(biāo)往往相互耦合制約,類似“蹺蹺板”關(guān)系的性能指標(biāo)考驗(yàn)的是車企平衡的藝術(shù)。面對電動汽車性能矛盾的“A與B”,比亞迪跳出傳統(tǒng)電動汽車架構(gòu)設(shè)計(jì)框架,最大程度地發(fā)揮了電池在整車架構(gòu)中的作用,創(chuàng)新性開創(chuàng)了能夠讓各個(gè)性能指標(biāo)最大化的答案“C”。
CTB技術(shù)在提升電池與整車結(jié)構(gòu)安全性能的基礎(chǔ)上,擁有高續(xù)駛性能,提升了純電動汽車的整體操控表現(xiàn),也兼顧了美學(xué)與空間的平衡。CTB技術(shù)架構(gòu)中,電池系統(tǒng)通過參與整車碰撞工況的傳力,來強(qiáng)化整車結(jié)構(gòu)安全。在碰撞后果較為嚴(yán)重的側(cè)柱碰撞工況中,傳統(tǒng)車型門檻吸能不足、座椅橫梁失穩(wěn)都會加劇車身侵入和乘員傷害。側(cè)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,可以將橫向空間分為吸能區(qū)和抵抗區(qū)。在吸能區(qū),CTB架構(gòu)通過車身門檻與刀片電池包體集成,讓碰撞力更加均勻分散以提高吸能量;在抵抗區(qū),車身改用閉口座椅橫梁提高抗彎彎矩,同時(shí)橫梁結(jié)構(gòu)與電池集成連接,顯著提高碰撞過程中座椅橫梁穩(wěn)定性。這種設(shè)計(jì)讓整車側(cè)碰結(jié)構(gòu)安全提升45%,有效降低侵入量和人員傷害。
CTB技術(shù)在確保電池與車身結(jié)構(gòu)安全的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了長續(xù)駛里程。搭載CTB技術(shù)的海豹車型最大可容納82.5kWh的電池組,可實(shí)現(xiàn)700km的超長續(xù)駛里程。高剛性的刀片電池與車身更為緊密的結(jié)合助力了整車扭轉(zhuǎn)剛度提升。扭轉(zhuǎn)剛度越高,代表著車身穩(wěn)定性越強(qiáng)。海豹車型整車扭轉(zhuǎn)剛度超過了40000+N·m/°,可媲美百萬元級高端汽車。
高扭轉(zhuǎn)剛度抑制了車輛行駛過程中的車身變形,能夠提升車輛的操控性。比亞迪海豹麋鹿測試通過車速達(dá)到83.5km/h,單移線測試通過車速133km/h,最大橫向穩(wěn)定加速度為1.05g,達(dá)到了跑車級水平。海豹雖然是一輛售價(jià)僅20多萬元的純電動汽車,其操控性卻足以媲美百萬元級的性能車。
此外,CTB技術(shù)最直觀的優(yōu)勢在于汽車垂向空間的擴(kuò)展。車身地板與電池上蓋的巧妙集成,釋放了原來多層結(jié)構(gòu)占用的空間,讓乘員坐姿更加舒展,提升乘員舒適性,同時(shí)對美學(xué)造型需求提供了空間。CTB技術(shù)是比亞迪集成創(chuàng)新的最新實(shí)踐,跳脫出傳統(tǒng)的電動車架構(gòu)設(shè)計(jì)思路框架,把車身設(shè)計(jì)、電池設(shè)計(jì)與動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)了電動汽車整車架構(gòu)設(shè)計(jì)的全面創(chuàng)新,將電動車的性能優(yōu)勢帶到全新的高度。
原標(biāo)題:安全、駕控、整車剛度全面提升,比亞迪CTB將電池與車身合二為一