2019款奇瑞“小螞蟻”電動汽車,由1組裝載電量為35度電的動力電池總成,最大輸出功率30千瓦驅動電機,全鋁合金整車架構,以及外覆蓋件全部採用輕量化複合材料構成。2019款奇瑞“小螞蟻”電動汽車NEDC續航里程301公里,快充時間30分鐘-50分鐘(SOC 30%-80%);慢充時間5-7小時(6.6千瓦充電機)。
本文僅對2019款奇瑞“小螞蟻”電動汽車整車輕量化以及快慢充工況深度解析。
1、奇瑞“小螞蟻”電動汽車鋁車身架構:
作為一款售價5萬元(扣除補貼後)級、續航300公里級A000級電動汽車,市場定位與整車成本成為設計優先考量的重點,其次續航里程的標定又分割相當大的成本以及影響車輛技術狀態。在車輛尺寸與成本的首要限定條件,還要保證在2019年中國新能源整車市場中具備必須的續航里程需求,該如何讓車輛具有競爭力?
奇瑞給出的答案是A000車型使用全鋁車身和複合材料作為外覆蓋件的輕量化解決方案,以此換取不增加太多電池電量(保證最大化的成本控制),降低百公里綜合電耗,獲得NEDC續航里程301公里的最終目的。
2019款奇瑞小螞蟻引入的鋁車身,並非像奧迪、捷豹等高端車型整體衝壓成型(鋁覆蓋件以及鋁架構)存在不能維修只能更換總成的設定。而是基於LFS車型平臺的3R-BODY環狀架構,由承受衝擊力的鎂合金佔比超過93%支撐件,通過無鉚連接、激光焊接、膠粘工藝,將不同形狀不同功能設定的鋁材進行“合裝”,以降低日後的維修成本。
在保證整車被動安全前提下,所有不承受衝擊力的外覆蓋件的持續輕量化。奇瑞“小螞蟻”的前後保險槓、前機蓋、前翼子板、後側圍以及後尾門等非承重配件採用玻璃纖維增強複合材料製造。
這鎂鋁合金、全鋁合金材質的車身架構,與玻璃增強複合材料構成的外覆蓋件,這一切的一切,為的是持續降低整車綜合工況百公里電耗。
上圖為拆卸掉前機蓋(玻璃纖維增強複合材料)後,前部動力艙各分系統技術細節特寫。
綠色箭頭:鋁合金材質框型托架
紅色箭頭:鋁車身的前減震器支座
藍色箭頭:電驅動系統高溫散熱循環管路補液壺
由於奇瑞“小螞蟻”電動汽車採用後輪驅動的技術設定。前部動力艙內僅佈置了啟動蓄電池、制動總泵、真空泵以及儲氣罐等輔助分系統。
上圖為拆卸掉前機蓋(玻璃纖維增強複合材料)後,前部動力艙各分系統技術細節特寫 2。
紅色箭頭:鋁合金材質框型托架
綠色箭頭:鋁合金材質框型前副車架
上圖為奇瑞“小螞蟻”電動汽車,鋁合金框型前副車架使用的弧焊工藝(MIG)。
奇瑞“小螞蟻”的駕駛艙焊接為主體架構,前部動力艙的部分的前縱梁、輪室罩、前減震器支座以及框型前副車架,也採用鋁合金材質加工。而固定散熱器、冷凝器、組合燈等附件的前部框架,也採用輕量化的玻璃纖維複合材料構成。
上圖為隱藏在奇瑞“小螞蟻”電動汽車,駕駛艙後排座椅後部行李艙下蓋板的後驅動電機總成和OBC技術細節特寫。
黃色箭頭:車尾方向
紅色箭頭:容納電驅動總成的鋁車身後部焊接架構
白色箭頭:OBC(慢充充電機)
綠色箭頭:高壓分線盒總成
藍色箭頭:後驅動電機總成(含減速器)
上圖為奇瑞“小螞蟻”後驅動橋技術細節特寫。
紅色箭頭:鋼製後副車架
白色箭頭:保護動力電池至驅動電機的高壓線纜護板(2組)
綠色箭頭:高壓線纜動力電池接口(正負極)
黃色箭頭:驅動電機總成
藍色箭頭: 電機控制器
奇瑞“小螞蟻”後懸架為鋼製焊接框型副車架,下襬臂也為鋼製,不過固定用支座採用鋁合金材質。
紅色箭頭:鋁合金材質固定支座
黃色箭頭:鋼製下襬臂
奇瑞“小螞蟻”電動汽車,幾乎全部車身焊接採用不同比例鋁材質結構件;前副車架、前縱梁同為鋁合金材質;後副車架為鋼製;前部框架則採用ABS複合材料。
2、奇瑞“小螞蟻”動力電池熱管理策略之“飛線”慢充:
在環境最高溫度接近40攝氏度的北京,筆者使用220伏家用電,對奇瑞“小螞蟻”進行“飛線”充電。經過2天的暴曬後,奇瑞“小螞蟻”前部動力艙蓋表面溫度已經達到39.1攝氏度。
上圖為慢充15分鐘後,奇瑞“小螞蟻”前部動力艙內電驅動系統高溫散熱循環管路補液壺熱成像儀特寫。
可以看到,溫度最高的補液壺低端表面溫度約為39攝氏度。前部框架被太陽只曬的位置溫度約為39.9攝氏度。而與補液壺關聯的管路溫度均保持在37-39攝氏度。
上圖為慢充16分鐘後,奇瑞“小螞蟻”後部OBC(慢充充電機)表面殼體溫處於38-39.9攝氏度。
使用家用220伏家用電“飛線”慢充時,電流通過接口輸入OBC(慢充充電機),再轉入動力電池總成。此時OBC(慢充充電機)溫度隨之提升,並穩定在39-40攝氏度範圍。
奇瑞“小螞蟻”電動汽車“飛線”充電時,組合儀表的續航里程(藍色箭頭)的提升,意味著充電正在進行。奇瑞“小螞蟻”電動汽車,車載OBC(慢充充電機)額定功率為6.6千瓦,可以兼容10安和16安220伏家用電充電。根據充電電流不同,充電功率達到1.5千瓦或3.0千瓦。
在使用220伏家用電“飛線”充電時,務必要觀察充電盒指示燈,以準確判斷充電狀態,雨雪時期做好充電線纜的安全保護措施(儘量停止充電)。
3、奇瑞“小螞蟻”動力電池熱管理策略之直流快充:
在國家電網建設的60千瓦快充樁,對奇瑞“小螞蟻”進行充電測試。午後14點,全天地表溫度最高時段,奇瑞“小螞蟻”電動汽車表面溫度達到了41攝氏度、動力電池SOC65%、行駛10分鐘。
奇瑞“小螞蟻”電動汽車動力電池SOC值為65%、充電9秒鐘後,電芯溫度29攝氏度、充電電流達到84安。
在儀表臺中置的顯示屏,也可以獲得續航里程、百公里電耗等關鍵信息。在充電時,續航里程(紅色框架)的提升也可以獲得充電狀態的變化。
快充過程中,奇瑞“小螞蟻”電動汽車電驅動系統高溫散熱循環管路補液壺溫度處於35-37攝氏度。由於快充時,車載OBC(慢充充電機)並不運行,且電驅動系統也停止運行。因此,電驅動散熱循環系統處於停止運行狀態。一旦DCDC模塊溫度隨著充電溫度的提升而提升,循環管路開始運行進行散熱伺服。
上圖為奇瑞“小螞蟻”電動汽車快充時,伺服電驅動系統散熱管路的電子水泵及管路溫度狀態對比。
白色箭頭:後部電驅動系統至前部散熱器的散熱管路(進出2組)
綠色剪頭:管路至前部散熱器間設定的電子水泵
隨著快充充電溫度的提升,電驅動系統開始進行散熱伺服,冷卻液溫度保持在39-40攝氏度。
為了獲得更接近“真實”狀態的奇瑞“小螞蟻”電動汽車動力電池熱管理策略,筆者對整車進行超過5次快充測試。快充測試起始時間分別為8點、10點、12點、14點、16點。基本上可以確認的是,隨著環境溫度的不同,電驅動系統高溫散熱循環系統激活的時間也不同。
環境溫度約為27攝氏度的6點進行快充(SOC50%,行駛10分鐘),電驅動系統高溫散熱功能開啟時間點約為SOC76%;
環境溫度約為35攝氏度的8點進行快充(SOC50%,行駛10分鐘),電驅動系統高溫散熱功能開啟時間點約為SOC66%;
環境溫度約為41攝氏度的10點進行快充(SOC50%,行駛10分鐘),電驅動系統高溫散熱功能開啟時間點約為SOC64%;
環境溫度約為45攝氏度的12點進行快充(SOC50%,行駛10分鐘),電驅動系統高溫散熱功能開啟時間點約為SOC55%;
環境溫度約為51攝氏度的14點進行快充(SOC50%,行駛10分鐘),電驅動系統高溫散熱功能開啟時間點約為SOC55%;
基本上環境溫度越低,電驅動系統高溫散熱功能激活閾值與SOC數值都會偏晚。
上圖為全部5次快充測試中,環境溫度最高點為51.5攝氏度,奇瑞“小螞蟻”電芯溫度保持在28-34攝氏度。
筆者有話說:
作為一款扣除補貼後(2019年補貼標準)售價5-7萬元區間的A000級電動汽車,將鋁合金車身架構及玻纖增強複合材料構成的外覆蓋件為牽引的輕量化,作為平衡動力電池裝載電量(最大成本佔比)、熱管理策略、充電兼容性、綜合續航里程等基礎。由此帶來適中的充電功率、主流狀態的充電週期和貼合的動力電池熱管理策略,使得整車續航里程達到300公里級。
筆者注意到,在奇瑞“小螞蟻”電動汽車全部技術亮點中,採用多種比例鋁合金架構以及連接工藝,玻璃纖維複合材料構成的外覆蓋件佔比,在國產汽車品牌中都是極為少有(北汽新能源LITE也採用全鋁車身及輕量化的外覆蓋件)。
通過研判“小螞蟻”適配的鋁車身架構及動力電池熱管理策略,可一窺奇瑞汽車新能源核心技術及整車製造的技術狀態。客觀的說,A000級別的“小螞蟻”電動汽車,是奇瑞新能源現階段與瑞虎e和艾瑞澤e同等重要的車型。也是後續逐漸向更大尺寸、更高級別電動轎車與SUV車型發展的拐點。
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