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(lái)的更迫切。從國(guó)家政策到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,再到市場(chǎng)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(huì)施展拳腳。
在這場(chǎng)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(dòng)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)向上突破,承襲百余年來(lái)人們對(duì)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(guó)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(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速成長(zhǎng)階段。通過(guò)電動(dòng)汽車提供更多元化的出行體驗(yàn)——高安全、長(zhǎng)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(jí),中國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)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(duì)多重開(kāi)發(fā)難點(diǎn)與設(shè)計(jì)矛盾:電池安全、車身安全與長(zhǎng)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(dòng)汽車想要在市場(chǎng)中走得更遠(yuǎn),下沉更深,勢(shì)必要鏟平擺在電動(dòng)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(guó)內(nèi)大部分純電動(dòng)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(huì)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(dòng)力電池安全問(wèn)題。同時(shí),超大長(zhǎng)寬比的刀片電池具備更好的結(jié)構(gòu)剛性。傳統(tǒng)電動(dòng)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(dòng)車車身重量加重,進(jìn)而影響續(xù)駛里程,不能滿足電動(dòng)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(shì),長(zhǎng)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(dòng)車整車架構(gòu)中需“悉心保護(hù)”的對(duì)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(chǔ)能和傳力兩職,與車身完美融合。刀片電池的先手優(yōu)勢(shì)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(dòng)汽車三大矛盾
電動(dòng)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(duì)電動(dòng)汽車性能矛盾的“A與B”,比亞迪跳出傳統(tǒng)電動(dòng)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(kāi)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(dòng)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(guò)參與整車碰撞工況的傳力,來(lái)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(huì)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)了40000+N·m/°,可媲美百萬(wàn)元級(jí)高端汽車。
高扭轉(zhuǎn)剛度抑制了車輛行駛過(guò)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(cè)試通過(guò)車速達(dá)到83.5km/h,單移線測(cè)試通過(guò)車速133km/h,最大橫向穩(wěn)定加速度為1.05g,達(dá)到了跑車級(jí)水平。海豹雖然是一輛售價(jià)僅20多萬(wàn)元的純電動(dòng)汽車,其操控性卻足以媲美百萬(wàn)元級(jí)的性能車。
此外,CTB技術(shù)最直觀的優(yōu)勢(shì)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(lái)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(duì)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(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車整車架構(gòu)設(shè)計(jì)的全面創(chuàng)新,將電動(dòng)車的性能優(yōu)勢(shì)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