在2013年的時(shí)候,王傳福曾經(jīng)說(shuō)過(guò)這樣的一句話:“如果家庭消費(fèi)啟動(dòng),比亞迪可以分分鐘造出特斯拉。”看似在吹牛,可這句話隨著2018年比亞迪全新一代唐的上市,逐漸變成了現(xiàn)實(shí)……
從比亞迪首席設(shè)計(jì)師艾格的“Dragon Face”家族化設(shè)計(jì),到只需4.5秒的百公里加速時(shí)間,再到全球最成熟的“DM3.0”插電式混合動(dòng)力總成,以及單月過(guò)萬(wàn)的銷(xiāo)售量,無(wú)不說(shuō)明了比亞迪在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的霸主地位已經(jīng)確立。而王傳福所說(shuō)的“家庭消費(fèi)的啟動(dòng)”,在2018年比亞迪新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量上更是體現(xiàn)得淋漓盡致。2018年6月比亞迪元EV上市并快速取得市場(chǎng)認(rèn)可,截至目前累計(jì)“欠單”已經(jīng)超過(guò)4.5萬(wàn)輛,“一車(chē)難求”卻抵擋不住消費(fèi)者對(duì)這款超值純電SUV的熱情。與此同時(shí),比亞迪的動(dòng)力電池產(chǎn)能規(guī)劃快速攀升,目前已經(jīng)超過(guò)120GWh。除了原本的深圳和惠州兩大動(dòng)力電池生產(chǎn)基地之外,比亞迪又如火如荼地在青海銀川、重慶璧山、西安等地區(qū)籌建了三大動(dòng)力電池生產(chǎn)基地,以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)比亞迪新能源汽車(chē)高漲的需求。這,就是正快速在新能源汽車(chē)市場(chǎng)扛起中國(guó)力量大旗的比亞迪!
如果說(shuō)全新一代唐DM的綜合性能已經(jīng)邁開(kāi)了追上特斯拉的步伐,那么在2018年廣州車(chē)展上正式開(kāi)啟預(yù)售的比亞迪唐EV,則在更加關(guān)鍵的技術(shù)方面開(kāi)始超越。在外形上,唐EV與唐DM相比并沒(méi)有太大區(qū)別,同樣采用“Dragon Face”的家族化設(shè)計(jì)語(yǔ)言,4,870 mm×1,940 mm×1,720 mm的車(chē)身尺寸,2,820 mm的軸距也與唐DM如出一轍,屬中級(jí)SUV的典型身材。該車(chē)配備了兩臺(tái)永磁同步電機(jī),單臺(tái)最大功率180 kW,最大扭矩330 N·m,0-100 km/h加速時(shí)間僅為4.4秒,比Model X還快0.5秒!更為關(guān)鍵的是,唐EV采用了全新622鎳鈷錳三元?jiǎng)恿﹄姵亟M,容量為82.8 kWh,系統(tǒng)能量密度達(dá)到了161 Wh/kg,綜合工況下百公里能耗僅為17.9 kWh。在其幫助下,唐EV的工況續(xù)航里程超過(guò)了500 km,等速續(xù)航里程超600 km。
列舉了一大堆數(shù)字之后,我們?yōu)槭裁凑f(shuō)唐EV的推出已經(jīng)標(biāo)志著比亞迪在技術(shù)方面開(kāi)始超越特斯拉呢?下面,我們就來(lái)講講唐EV這一系列數(shù)字背后的故事……
首先還是要先說(shuō)說(shuō)“動(dòng)力電池組”。作為純電動(dòng)汽車(chē)最最核心的零部件,動(dòng)力電池技術(shù)的提升才是新能源汽車(chē)碾壓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的殺手锏。唐EV采用的是配方比例為6:2:2的鎳鈷錳三元電池,也就是通常說(shuō)的“NCM622”,理論最大單體能量密度為260 Wh/kg,相比特斯拉采用的松下21700鎳鈷鋁三元電池的300 Wh/kg略低,但成組能量密度卻與特斯拉不相上下。舉個(gè)例子說(shuō),目前在售的特斯拉model X P100D使用的動(dòng)力電池組容量為100 kWh,電池組重量特斯拉官方從未公布過(guò),而P85的85 kWh動(dòng)力電池組的重量約900 kg。相比之下,唐EV 82.8 kWh動(dòng)力電池組的重量約為559 kg,比85 kWh的特斯拉的動(dòng)力電池組輕了超過(guò)340 kg。
那么問(wèn)題來(lái)了!為什么采用電池單體能量密度300 Wh/kg的特斯拉,卻輸給了單體能量密度低的鎳鈷錳三元鋰電池呢?問(wèn)題的關(guān)鍵還是在電池單體結(jié)構(gòu)和電池包的成組性能上。特斯拉所采用的“21700電池”,其單體采用21 mm×70 mm的圓柱形結(jié)構(gòu),電池外殼為不銹鋼材料,而唐EV的動(dòng)力電池為方形鋁制外殼電池單體,單從外殼材料上而言,鋁制殼體相比鋼制殼體在重量上就有非常強(qiáng)的優(yōu)勢(shì);此外,特斯拉電池包采用的是4,000多顆小容量單體串并聯(lián),而唐EV動(dòng)力電池采用的是100多顆大容量單體串聯(lián)。在成組方面,非有效化學(xué)成分的殼體占比嚴(yán)重影響了特斯拉電池組的系統(tǒng)能量密度;圓柱形電池單體由于先天的圓弧形外殼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了散熱系統(tǒng)管路無(wú)法最大面積包覆,所以電池之間的空隙需要使用大量的絕緣導(dǎo)熱材料填充,以確保每一顆電池單體的有效散熱,于是更增加了非化學(xué)活性材料的比例,進(jìn)一步降低了系統(tǒng)能量密度,而唐EV采用的方形電池單體在結(jié)構(gòu)上避免了這樣問(wèn)題的出現(xiàn),避免了散熱不均以及圓柱形難以固定的問(wèn)題,也不會(huì)大幅度增加非化學(xué)活動(dòng)材料的使用比例,動(dòng)力電池包重量大幅低于特斯拉也就在情理之中了。
其次,除了電池組成組系統(tǒng)能量密度之外,電機(jī)也是衡量純電動(dòng)汽車(chē)的核心性能指標(biāo)之一。特斯拉的Model S/X均采用的是交流感應(yīng)電機(jī),其最大的特點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)成熟、性能穩(wěn)定,耐用度方面比比亞迪唐EV采用的永磁同步電機(jī)要略好。但它們的缺點(diǎn)也是很明顯的,最大的問(wèn)題在于感應(yīng)電機(jī)的體積通常較大,并且很難做到輕量化,也就是說(shuō)這類(lèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度會(huì)明顯低于永磁同步電機(jī),并最終影響車(chē)重和電耗。與此同時(shí),感應(yīng)電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)也是要依靠電流產(chǎn)生的,所以會(huì)加大對(duì)電池電量的損耗,從而影響車(chē)輛整體的續(xù)航能力。相比較而言,永磁同步電機(jī)的受歡迎程度就更加明顯了,原因在于其具有功率密度大、效率高、重量輕等優(yōu)勢(shì)。
特斯拉Model X 75D配備兩臺(tái)功率為193 kW交流感應(yīng)電機(jī),相比唐EV的前后兩臺(tái)180 kW永磁同步電機(jī)動(dòng)力參數(shù)更強(qiáng),可所帶來(lái)的5.2秒百公里加速時(shí)間卻要比后者的4.4秒慢了0.8秒,是近乎五分之一的成績(jī),差距不可謂不小。其中比亞迪自主研發(fā)的第三代高功率密度永磁同步電機(jī)功不可沒(méi),因?yàn)槠渚邆渲亓枯p、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),做到功率密度大幅超越對(duì)手的同時(shí),還能有效降低電能的自耗,在綜合性能上將永磁同步電機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了新高度。此外,唐EV還將永磁同步電機(jī)通常僅為10,000rpm上下的最高轉(zhuǎn)速提升到了15,000rpm,從而獲得了180 km/h最高車(chē)速,幾乎與燃油車(chē)平起平坐。與此同時(shí),這款永磁同步電機(jī)的最高效率達(dá)到了96%,也明顯高于特斯拉Model X的交流感應(yīng)電機(jī)(80-90%),幫助其在獲得更理想動(dòng)力性能的同時(shí),將整車(chē)的電耗降至17.9 kWh的水平,而特斯拉Model X 75D和100D分別是18.5 kWh和19.7 kWh,唐EV的節(jié)電效果明顯。
再次,除了電池和電機(jī)系統(tǒng)足夠強(qiáng)大之外,能夠讓比亞迪唐EV具備與特斯拉相抗衡實(shí)力的關(guān)鍵還有整車(chē)的輕量化技術(shù),而這也是電動(dòng)車(chē)永遠(yuǎn)無(wú)法回避的話題,輕量化車(chē)身、電池組成組效率、電控系統(tǒng)集成度等等都是工程師們難以逾越的大山。
目前,市場(chǎng)上主流的車(chē)身材料,按照同等強(qiáng)度要求下的減重效果排序,依次是:鋼材-熱成型鋼-鋁合金-鎂合金-碳纖維樹(shù)脂。當(dāng)然,這是不考慮成本前提下的結(jié)果。鋁鎂合金、碳纖維樹(shù)脂,一般價(jià)格不菲,只有不計(jì)成本的超豪華跑車(chē)才會(huì)染指。而價(jià)格百萬(wàn)級(jí)的特斯拉Model X為了最大限度地降低車(chē)重,也采用了全鋁合金的車(chē)身框架,當(dāng)然也帶來(lái)了因?yàn)椴馁|(zhì)延展性差而維修成本昂貴的問(wèn)題。正式出于上述原因,之后投放市場(chǎng)的Model 3也就不再采用全鋁車(chē)身了。相比較而言,預(yù)售價(jià)僅為26萬(wàn)元的唐EV也在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋等處采用了鋁合金材質(zhì),而全車(chē)高強(qiáng)度鋼運(yùn)用比例達(dá)到63%,在綜合高安全性和低維護(hù)成本的前提下,幫助車(chē)身減重100公斤。如此來(lái)看,車(chē)身成本更高的特斯拉Model X應(yīng)該比唐EV更輕才對(duì),可事實(shí)上兩者的整備質(zhì)量分別是2,459 kg(100D)和2,295 kg,后者反而輕了160多公斤,這就要?dú)w功于比亞迪在e平臺(tái)等電動(dòng)車(chē)核心技術(shù)領(lǐng)域的突破了。
由于電池組結(jié)構(gòu)不同造成重量差距前文已經(jīng)介紹過(guò)了,這里就不再冗述,重點(diǎn)說(shuō)一下“e平臺(tái)”。這一技術(shù)的最核心思想就是通過(guò)系統(tǒng)集成達(dá)到減輕重量、提升效率、降低故障率的目的,比如將電機(jī)、控制器、變速器三者合一,高度集成,從而大量減少了原本必要的機(jī)械結(jié)構(gòu)和鏈接組件,系統(tǒng)重量和體積分別降低了25%和30%。同樣思路,DC、OBC以及PDU在一起的“配電三合一”,也降低了25%的自重。與此同時(shí),比亞迪還用集成的一塊PCB板整合了儀表、空調(diào)、音響、智能鑰匙等幾乎所有的低壓控制模塊。這樣做的好處在于原本“各自為戰(zhàn)”的低壓控制系統(tǒng)被“集中管理”了!之前每套系統(tǒng)都需要有自己的固定機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制單元和線束,如今用一塊PCB實(shí)現(xiàn)了所有功能。可以舉個(gè)例子,原本車(chē)輛的空調(diào)和音響系統(tǒng)都有自己的控制芯片、供電系統(tǒng)、信號(hào)&電流傳輸線束等等,“集中管理”之后它們都要聽(tīng)從一塊PCB板發(fā)布指令,系統(tǒng)的復(fù)雜程度大幅度降低。原本獨(dú)立存在的供電單元整合成了一套,而大量并行的線束結(jié)構(gòu)也被綜合在一起,甚至各自獨(dú)立的封裝殼體也只剩下了一個(gè),于是系統(tǒng)重量下來(lái)了、體積下來(lái)了、成本下來(lái)了,甚至故障率都下來(lái)了。
最后,我們一起來(lái)整理一下思路。比亞迪唐EV和特斯拉Model X的尺寸差不多,分別為500km和552km的工況續(xù)航能力也差不多,而分別為4.4秒和5.2秒的百公里加速時(shí)間,前者還要更優(yōu)秀一些。在一個(gè)預(yù)售最低僅為26萬(wàn)元的前提下,唐EV相比百萬(wàn)級(jí)的Model X有著更輕的整備質(zhì)量、更低的電耗表現(xiàn),這背后的故事還是在于核心技術(shù)的突破。OK!我們回到文章開(kāi)頭兒的那句——如果家庭消費(fèi)啟動(dòng),比亞迪可以分分鐘造出特斯拉。這其實(shí)真實(shí)反映了這兩家新能源領(lǐng)軍品牌的不同思路。特斯拉,是以追求行業(yè)最新技術(shù)為核心,服務(wù)一部分高端消費(fèi)群體,但付出了成本的代價(jià);而比亞迪,則是將“家庭消費(fèi)”放在了首位,技術(shù)不斷突破的目標(biāo)就是要以“惠及大眾”為核心。究竟誰(shuí)會(huì)在市占率方面繼續(xù)領(lǐng)跑,也就不言自明了。