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全球知名車企電動(dòng)平臺(tái)性能大比拼

   
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全球汽車電動(dòng)化近兩年明顯加速,不僅市場(chǎng)銷量大幅提高,而且車企對(duì)電動(dòng)化形成共識(shí),計(jì)劃中的新車型層出不窮。

面向即將打響的電動(dòng)汽車量產(chǎn)戰(zhàn),各大車企在這兩年開(kāi)發(fā)多個(gè)新電動(dòng)平臺(tái)。這些平臺(tái)的首款車型都準(zhǔn)備或已經(jīng)上市,將成為今明兩年的主力產(chǎn)品。

我們梳理了除了Tesla之外的主流車企產(chǎn)品電動(dòng)化平臺(tái)、新發(fā)布車型和對(duì)應(yīng)電池系統(tǒng)的基本信息。

當(dāng)前純電動(dòng)車型平臺(tái)中,大眾集團(tuán)MEB平臺(tái)囊括了大眾、奧迪和保時(shí)捷品牌。奧迪和保時(shí)捷在后續(xù)還將演進(jìn)出高低兩個(gè)版本的PPE平臺(tái)。戴姆勒公司EQ平臺(tái)則實(shí)現(xiàn)了從A級(jí)到D級(jí)的全覆蓋,首發(fā)車型為A級(jí)車EQC;日產(chǎn)-雷諾-三菱聯(lián)盟的EV平臺(tái)在2019年仍有日產(chǎn)LEAF e+、雷諾Zoe(2019)等新車型的迭代更新;現(xiàn)代起亞集團(tuán)在EP1平臺(tái)基礎(chǔ)上推出了IONIQ和KONA純電動(dòng)汽車,后續(xù)仍有EGMP(Electric-Global Modular Platform)平臺(tái)推出。

這些平臺(tái)車型終于由原來(lái)的幕后概念車型走向前臺(tái),成為全球電動(dòng)化平臺(tái)車型爆發(fā)的創(chuàng)世者。

表格1 近兩年問(wèn)世的電動(dòng)平臺(tái)新車型

全球知名車企電動(dòng)平臺(tái)性能大比拼

從這些車型高電量版本的續(xù)駛里程來(lái)看,在WLTP(World Light Vehicle Test Procedure)工況下的續(xù)駛里程基本都高于300km以上,9款車型平均續(xù)駛里程已經(jīng)達(dá)到420km,在續(xù)駛里程方面已經(jīng)不輸于國(guó)內(nèi)自主品牌企業(yè)。(NEDC相比WLTP標(biāo)準(zhǔn),同一輛車的續(xù)駛里程將下降20%,即WLTP續(xù)駛里程=NEDC續(xù)駛里程*80%。自2018年起,WLTP將陸續(xù)在歐盟、印度、韓國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家取代之前的油耗測(cè)試程序。)

為實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)駛里程和更好的駕駛體驗(yàn),電動(dòng)汽車普遍向高電量、長(zhǎng)續(xù)航方向發(fā)展。同時(shí)單體電芯和系統(tǒng)的能量密度相比前兩年有了小幅提升。國(guó)際車企很多采用了LG軟包電芯,能量密度在250Wh/kg上下,系統(tǒng)能量密度在140Wh/kg上下。

表格2 近兩年問(wèn)世的電動(dòng)平臺(tái)新車型電池信息

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*ED(energydensity):能量密度,單位Wh/kg。

*容量:此處指電芯容量,單位Ah。

資料來(lái)源:行業(yè)信息調(diào)研

下面,讓我們分別來(lái)看這些電動(dòng)平臺(tái)車型的電池、系統(tǒng)和續(xù)航等性能表現(xiàn)。

1

現(xiàn)代汽車EP1平臺(tái)

現(xiàn)代Kona Electric是現(xiàn)代汽車品牌第二款純電動(dòng)車型。Kona在國(guó)內(nèi)的出名更多源自來(lái)自加拿大蒙特利爾的汽車爆炸事故。當(dāng)時(shí)車主正在吃午飯,一輛剛買來(lái)3個(gè)月的Kona在沒(méi)有連接電源時(shí)候冒出黑煙,觸發(fā)了火警警報(bào),隨后車輛發(fā)生爆炸,車庫(kù)屋頂被炸開(kāi)。具體事故原因仍然無(wú)從知曉。

圖1 現(xiàn)代Kona車型炸毀車庫(kù)引起全球關(guān)注

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Kona的動(dòng)力電池系統(tǒng)有39kWh、64kWh兩個(gè)配置。根據(jù)官方資料,其電池系統(tǒng)質(zhì)保為10年或16萬(wàn)公里。在電芯和模組配置方面,Kona采用的是一款LG化學(xué)622體系的方形軟包電芯(系統(tǒng)串并聯(lián)方式(98S3P)),容量為65Ah。

現(xiàn)代汽車Hyundai Ioniq EV在2019年迎來(lái)了迭代版本。相對(duì)于同門車型Kona,電量減少許多,因此也導(dǎo)致續(xù)駛里程從482公里下降到311公里。電芯與Kona相同,是180支(配置為(90S2P))LG化學(xué)65Ah。

圖2 Kona車型電池包爆炸圖

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圖3 現(xiàn)代Kona車型電芯

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2

大眾MEB平臺(tái)

大眾MEB平臺(tái)與特斯拉電池系統(tǒng)具備同樣的“滑板”特征。相對(duì)于其他燃油車那種工字型或土字形的電池排布和全輪驅(qū)動(dòng)模式,MEB平臺(tái)動(dòng)力電池系統(tǒng)像一條長(zhǎng)長(zhǎng)的滑板,與車身底盤融合。

這種電動(dòng)汽車平臺(tái)架構(gòu)采用后輪或全輪驅(qū)動(dòng)配置,具備不同平臺(tái)車型良好的兼容性,通過(guò)規(guī)?;慨a(chǎn)能夠體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。由于車身重量主要在前后輪之間,因此通過(guò)后輪驅(qū)動(dòng)也能夠?qū)崿F(xiàn)更好的動(dòng)力操控性。

圖4 大眾MEB平臺(tái)示意圖

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MEB平臺(tái)設(shè)計(jì)了兼容軟包和方形電芯的標(biāo)準(zhǔn)化模組。模組兼容性很明顯,我們看到以LG為代表的軟包電芯像“長(zhǎng)條口香糖”一樣排布,而CATL等方形電芯更像疊在一起的“麻將牌”。模組尺寸已有當(dāng)前主流的長(zhǎng)度355mm(如吉利帝豪EV450等眾多車型)逐漸向390mm(如奧迪E-Tron)和590mm(如廣汽Aion LX)長(zhǎng)度過(guò)渡,從而演進(jìn)出更高的系統(tǒng)能量密度。

圖5 大眾MEB平臺(tái)模組的軟包和方形金屬殼電芯布局示意圖

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大眾ID.3是大眾汽車公司MEB平臺(tái)的首款量產(chǎn)產(chǎn)品,其定位可類比燃油車時(shí)代的最為經(jīng)典車型“Golf”(A級(jí)車)。該車型預(yù)計(jì)在2019年底投產(chǎn),首批交付在2020年年中,該車型提供8年或16萬(wàn)公里電池質(zhì)保,最高支持125kW的快充(80%充電不超過(guò)45分鐘),高電量版本的WLTP工況續(xù)駛里程可達(dá)550km。

目前,我們尚不確定ID.3量產(chǎn)將主要采用LG還是CATL的電芯,根據(jù)其電池能量和MEB平臺(tái)相關(guān)信息推測(cè),CATL型號(hào)為ELE895容量153Ah的電芯(尺寸79×148×95,單位mm)和LG某款型號(hào)約80Ah容量的電芯最有可能形成規(guī)模配套。

3

滑板三兄弟:

奧迪E-Tron、保時(shí)捷Taycan和捷豹I-PACE

之所以說(shuō)奧迪E-Tron、保時(shí)捷Taycan和捷豹I-PACE三款車型是滑板三兄弟,原因是這三款車型的“滑板”電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為類似,電量都在90KWh以上,但是捷豹I-PACE電池系統(tǒng)能量密度更高,較低的低能耗使得其續(xù)駛里程大幅提升。

奧迪E-tron 55的尺寸類似Q5,是一款基于MEB平臺(tái)的車型。搭載電量為94.6kWh,電池系統(tǒng)能量密度為135.7Wh/kg,具備WLTP工況下400km的續(xù)駛里程。該MEB平臺(tái)采用LG化學(xué)60Ah電芯,單體能量密度約257Wh/kg,電池系統(tǒng)采用了32個(gè)模組,模組長(zhǎng)390mm,共計(jì)432支電芯(108S4P),相比355模組能量密度更高。E-tron快充能力較強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)155kW的高功率充電,5%至80%充電過(guò)程僅需30分鐘,相比MEB平臺(tái)ID.3車型(125kW)更快。

圖6 奧迪E-Tron55充電功率10%-80%持續(xù)在130kW以上

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值得注意的是,保時(shí)捷Taycan Turbo與奧迪E-tron和E-tron GT車型共享MEB電動(dòng)平臺(tái),系統(tǒng)電壓平臺(tái)高達(dá)800V,總電量比E-tron略高,達(dá)到96kWh,相應(yīng)WLTP工況續(xù)駛里程達(dá)到500km以上。在電池系統(tǒng)方面,Taycan Turbo和Taycan Turbo S包含34個(gè)模組(390模組),電池型號(hào)接近LGE63型電芯,(容量估計(jì)小于65Ah),每個(gè)模組為2P6S,一共408支。

根據(jù)官方介紹,保時(shí)捷Taycan能夠以軟件更新的形式提升Taycan充電速度,相比大眾ID.3和奧迪E-tron的充電功率提升近一倍,達(dá)到250kW-270kW,從5%至80%僅需要23分鐘,同時(shí)高電壓平臺(tái)能夠有效克服低溫環(huán)境對(duì)充電時(shí)間的影響。

圖7 保時(shí)捷Taycan充電功率5%-80%持續(xù)在250kW以上

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此外,與Audi E-tron電池系統(tǒng)相似的還有捷豹I-PACE車型。I-PACE車型電量為90.2kWh,系統(tǒng)能量密度約148Wh/kg,WLTP工況續(xù)駛里程高達(dá)480km。電池系統(tǒng)同樣包含36個(gè)模組、432支電芯(108S4P),除電芯容量為58Ah外,成組方式與Audi E-tron電池系統(tǒng)一致。

圖8 捷豹I-PACE車型及電池包結(jié)構(gòu)透視圖

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4

奔馳EQ平臺(tái)

奔馳EQC車型是EQ平臺(tái)的首款車型,但是他太重了,以至于在性能方面落后于奧迪、保時(shí)捷和捷豹滑板三兄弟。EQC具備89.5kWh總電量(有媒體報(bào)道是80kWh,其實(shí)是實(shí)際可用電量),在EPA工況下續(xù)駛里程約360km。該車型電池包質(zhì)量為650kg,能量密度123Wh/kg,明顯低于前述幾款車型。

奔馳EQC車型電池系統(tǒng)由戴姆勒子公司Deutsche ACCUMOTIVE集成,采用384支SK創(chuàng)新52.5Ah電芯(96S4P),兩個(gè)模組為48支電芯、另外4個(gè)模組為72支電芯,電芯能量密度在235Wh/kg。

該車型的行業(yè)評(píng)價(jià)較差,原因主要集中在整車整備質(zhì)量過(guò)大(2425 kg),電池系統(tǒng)能量密度偏低,0-100 km/h加速緩慢(需要5.1秒),百公里能耗竟然高達(dá)22kWh,也導(dǎo)致其續(xù)駛里程較短。

圖9 奔馳EQC車型結(jié)構(gòu)透視圖

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日產(chǎn)雷諾聯(lián)盟

日產(chǎn)LEAF一直都是世界上最暢銷的電動(dòng)汽車。新款leaf 3.zero e+大幅提升了電池容量至62kWh,相應(yīng)WLTP標(biāo)準(zhǔn)續(xù)駛里程為385km。該車型電池組的尺寸和配置與日產(chǎn)LEAF的電池組尺寸保持一致,但是能量密度提升約25%。本次系統(tǒng)升級(jí)依然沒(méi)有液冷系統(tǒng)。電池包采用AESC288支56.3Ah三元軟包電芯,該電芯能量密度為224Wh/kg,其規(guī)格尺寸為261*216*7.91(mm)。

圖10 日產(chǎn)LEAF車型電量和電池的演進(jìn)示意圖

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New Renault ZOE 2019(第三代ZOE)是當(dāng)前歐洲最受歡迎的小型電動(dòng)汽車。新款車型提升了電量至52kWh,WLTP標(biāo)準(zhǔn)續(xù)駛里程達(dá)到390km,同時(shí)支持直流快速充電,充電功率可達(dá)50kW。該車型電池系統(tǒng)冷卻方式為風(fēng)冷。電池電壓平臺(tái)為400V,包含192支LG63Ah電芯(96S2P),電池系統(tǒng)能量密度已經(jīng)突破160 Wh/kg。

圖11 雷諾2019款R110、R135主要參數(shù)

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結(jié)束語(yǔ)

國(guó)際車企巨頭電動(dòng)化平臺(tái)產(chǎn)品已經(jīng)逐漸展現(xiàn)在我們面前,而且這些平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)車型也將陸續(xù)上市。在后補(bǔ)貼時(shí)代,這些產(chǎn)品無(wú)疑將強(qiáng)力挑戰(zhàn)“換道搶跑”的自主品牌產(chǎn)品。

對(duì)此,自主品牌和造車新勢(shì)力如何應(yīng)對(duì)?競(jìng)爭(zhēng)力源于產(chǎn)品力,產(chǎn)品力源于技術(shù)實(shí)力。這些全球知名車企的電動(dòng)平臺(tái),提醒我們,冰凍三尺非一日之寒。我們既不要驕縱,也不要妄自菲薄,但對(duì)追趕之路的艱辛和漫長(zhǎng)要有心理準(zhǔn)備,持續(xù)研發(fā),堅(jiān)定前行。(完)

特約作者:阮藝亮


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