Jaki jest poziom czystej energii elektrycznej w BYD?

W 2023 r. firma BYD po raz pierwszy znalazła się na liście 10 największych producentów samochodów na świecie z rekordem sprzedaży na poziomie 3,02 mln sztuk i jest także dzisiejszym światowym liderem w dziedzinie pojazdów nowych na energię. Tylko wiele osób uważa, że ​​sukces BYD opiera się wyłącznie na DM-i i że BYD nie wydaje się być zbyt konkurencyjny w segmencie pojazdów elektrycznych. Jednak w zeszłym roku w pełni elektryczne samochody osobowe BYD sprzedały się więcej niż hybrydy typu plug-in, co wskazuje, że większość konsumentów rozpoznaje również w pełni elektryczne produkty BYD.

Jeśli chodzi o pojazdy wyłącznie elektryczne, nie sposób nie wspomnieć o e-platformie BYD. Po 14 latach iteracyjnych aktualizacji firma BYD ewoluowała od oryginalnej e-platformy 1.0 do e-platformy 3.0 i wprowadziła na tę platformę najlepiej sprzedające się modele zasilane wyłącznie energią elektryczną, takie jak Dolphin i Yuan PLUS. Niedawno firma BYD uruchomiła ulepszoną platformę elektroniczną 3.0 Evo, aby stawić czoła wysoce konkurencyjnemu rynkowi czysto elektrycznemu. Jaki jest poziom technologii czysto elektrycznej BYD, jako lider pojazdów nowej energii w Chinach?

Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że w przeciwieństwie do koncepcji platform takich jak MQB Volkswagena, e-platforma BYD nie odnosi się do modułowego podwozia, ale do ogólnego terminu określającego technologię akumulatorów, silnika i elektronicznego sterowania BYD. Pierwszym modelem, w którym zastosowano koncepcję e-platformy 1.0, był wprowadzony na rynek w 2011 roku BYD e6. Jednak w tamtym czasie pojazdy elektryczne na całym świecie były w powijakach, nie tylko były absurdalnie drogie, ale także ludzie bardzo martwili się o trwałość pojazdów elektrycznych. Dlatego pojazdy elektryczne były wówczas skierowane na rynek taksówek i autobusów i były w ogromnym stopniu uzależnione od dotacji rządowych.

Można powiedzieć, że narodziny e-platformy 1.0 miały na celu spełnienie wymagań pojazdów użytkowych o dużej intensywności i dużym całkowitym przebiegu. Problemem, przed którym stoi BYD, jest to, jak poprawić żywotność akumulatora. Jak wszyscy wiemy, bateria ma dwa okresy życia: [cykl] i [kalendarz]. Pierwsza polega na tym, że pojemność baterii odpowiednio maleje wraz ze wzrostem liczby ładowań i rozładowań; natomiast żywotność kalendarzowa polega na tym, że pojemność baterii naturalnie maleje wraz z upływem czasu. W oparciu o model e-platforma 1.0 jego żywotność kalendarzowa została zmniejszona do 80% pojemności akumulatora w ciągu 10 lat, a żywotność wynosi 1 milion kilometrów, co nie tylko zaspokaja potrzeby pojazdów użytkowych, ale także zapewnia dobrą reputację dla BYD.

Wraz ze stopniowym rozwojem chińskiego przemysłu pojazdów elektrycznych koszty akumulatorów i innych komponentów maleją z roku na rok, a polityka wyznacza kierunek popularyzacji pojazdów elektrycznych na rynku gospodarstw domowych, dlatego w 2018 roku BYD uruchomiło e-platformę 2.0. Ponieważ e-platforma 2.0 jest przeznaczona głównie dla rynku samochodów domowych, użytkownicy są bardzo wrażliwi na koszt zakupu samochodu, dlatego istotą e-platformy 2.0 jest kontrola kosztów. W odpowiedzi na to zapotrzebowanie w e-platformie 2.0 zaczęto wdrażać zintegrowaną konstrukcję napędu elektrycznego typu „trzy w jednym”, jednostki ładowania i dystrybucji oraz innych komponentów, a także wprowadzono konstrukcję modułową dla różnych modeli, co obniżyło koszt całego pojazdu .

Pierwszym modelem opartym na e-platformie 2.0 był Qin EV450 wprowadzony na rynek w 2018 roku, a następnie na platformie narodziły się modele Song EV500, Tang EV600 i wczesne modele Han EV. Warto wspomnieć, że skumulowana sprzedaż modeli e-platformy 2.0 również sięgnęła 1 miliona, co umożliwiło BYD skuteczne pozbycie się zależności od całkowicie elektrycznych taksówek i autobusów.

W 2021 roku, wraz z intensyfikacją wewnętrznego wolumenu krajowego rynku nowej energii, pojazd elektryczny musi być nie tylko konkurencyjny cenowo, ale także osiągać sukcesy w zakresie bezpieczeństwa, wydajności trzech mocy, żywotności baterii, a nawet obsługi. Dlatego BYD uruchomiło e-platformę 3.0. W porównaniu z technologią poprzedniej generacji firma BYD zastosowała bardziej zintegrowany elektryczny układ napędowy 8 w 1, co jeszcze bardziej obniżyło wagę, objętość i koszt elektrycznego układu napędowego, a technologie takie jak akumulatory łopatkowe, systemy pomp ciepła i CTB nadwozia skutecznie poprawiły żywotność baterii, wrażenia z jazdy i bezpieczeństwo pojazdów elektrycznych.

Jeśli chodzi o opinie rynku, e-platforma 3.0 również spełniła oczekiwania. Dolphin, Seagull, Yuan PLUS i inne modele zbudowane na tej platformie nie tylko stały się filarem sprzedaży BYD, ale także eksportowały na wiele rynków zagranicznych. Dzięki ciągłemu ulepszaniu platformy pojazdów elektrycznych, pojazdy elektryczne BYD osiągnęły bardzo doskonały poziom pod względem ceny, wydajności i zużycia energii i zostały docenione przez rynek.

Wraz z napływem tradycyjnych producentów i coraz większej liczby nowych producentów samochodów na rynek pojazdów elektrycznych, co kilka miesięcy w Chinach będą wprowadzane na rynek hitowe pojazdy elektryczne, a różne wskaźniki techniczne będą stale odświeżane. W tym środowisku BYD naturalnie odczuwa presję. Aby nadal przewodzić na torze wyłącznie elektrycznym, 10 maja tego roku firma BYD oficjalnie wypuściła e-platformę 3.0 Evo i po raz pierwszy zastosowała ją w modelu Sea Lion 07EV. W przeciwieństwie do poprzednich platform, e-platforma 3.0 Evo to platforma pojazdów w pełni elektrycznych, opracowana na rynek globalny, charakteryzująca się znaczną poprawą bezpieczeństwa, zużycia energii, szybkości ładowania i wydajności energetycznej.

Jeśli chodzi o bezpieczeństwo w przypadku zderzenia karoserii, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, może być wytrzymałość materiału, konstrukcja konstrukcyjna itp. Oprócz tego bezpieczeństwo kolizyjne jest również powiązane z długością przodu samochodu. Krótko mówiąc, im dłuższa strefa pochłaniania energii przodu samochodu, tym lepsza ochrona pasażerów. Jednakże w modelach z napędem na przód, ze względu na duże rozmiary i dużą wytrzymałość układu zasilania, obszar, w którym znajduje się układ zasilania, należy do strefy nieabsorbującej energii, a więc jako całość, odległość pomiędzy przednim pochłanianiem energii strefa jest zmniejszona.

W górę: Napęd z przodu z przodu/W dół: Napęd z tyłu

Różnica pomiędzy e-platformą 3.0 Evo polega na tym, że skupia się ona na napędzie tylnym, czyli przeniesieniu układu napędowego, który pierwotnie należał do strefy nieabsorbującej energii, na tylną oś, dzięki czemu z przodu jest więcej miejsca samochodu w celu uporządkowania strefy pochłaniającej energię, poprawiając w ten sposób bezpieczeństwo przy zderzeniach czołowych. Oczywiście e-platforma 3.0 Evo ma również wersję z napędem na cztery koła wyposażoną w podwójne silniki z przodu i z tyłu, ale moc i objętość wersji z napędem na cztery koła przedniego silnika są stosunkowo niewielkie, co ma niewielki wpływ na strefa pochłaniająca energię z przodu samochodu.

W górę: sterowanie z tyłu/w dół: sterowanie z przodu

Jeśli chodzi o układ przekładni kierowniczej, w e-platformie 3.0 Evo zastosowano sterowanie przednie, czyli przekładnia kierownicza jest umieszczona z przodu przedniego koła, podczas gdy w poprzedniej e-platformie 3.0 przekładnia kierownicza większości modeli z wyjątkiem tego, że USZCZELKA jest umieszczona z tyłu przedniego koła. Powodem tego projektu jest głównie fakt, że w pojeździe z tylnym układem kierowniczym cięgno układu kierowniczego koliduje z dolną belką przedniego zderzaka (powszechnie zwanego ścianą przeciwpożarową), a belka musi zostać przebita lub zgięta w miejscu układu kierowniczego sznurek, co powoduje nierównomierne przenoszenie siły z belki. Dzięki konstrukcji przedniego układu kierowniczego drążek kierowniczy nie koliduje z belką, konstrukcja belki jest mocniejsza, a przenoszenie siły po obu stronach korpusu jest bardziej równomierne.

Wreszcie, nowa platforma nadal wykorzystuje technologię integracji akumulatorów w nadwoziu CTB, podwójna belka pośrodku podwozia przyjmuje zamkniętą konstrukcję, a wytrzymałość stali belki osiąga 1500 MPa. W przypadku zwykłych zderzeń bocznych lub reakcji na zderzenia boczne z kolumną E-NCAP, pasażerowie w kabinie i akumulatory pod podwoziem mogą być lepiej chronieni. Dzięki takim technologiom, jak napęd na tył, przedni układ kierowniczy, zintegrowane osłony przednie i CTB, średnie opóźnienie modelu e-platforma 3.0 Evo w teście zderzeniowym czołowym C-NCAP zostało zmniejszone do 25 g, podczas gdy średnia w branży wyniosła 31 g. Im mniejsza wartość g, tym lepszy efekt pochłaniania energii przez pojazd. Jeśli chodzi o wtargnięcie w przestrzeń pasażerską, wciśnięcie pedału hamulca w modelu 3.0 Evo wynosi mniej niż 5 mm, co również stanowi doskonały poziom.

Jeśli chodzi o kontrolę zużycia energii, ideą e-platformy 3.0 Evo jest wykorzystanie bardziej zintegrowanego elektrycznego układu napędowego. W przypadku pojazdów elektrycznych im większa integracja całego układu, tym mniej rur łączących i wiązek elektrycznych pomiędzy poszczególnymi elementami oraz mniejsza objętość i masa układu, co sprzyja obniżeniu kosztów i zużycia energii całego pojazdu .

Na e-platformie 2.0 firma BYD po raz pierwszy wprowadziła elektryczny układ napędowy 3 w 1, a wersja 3.0 została zmodernizowana do 8 w 1. Dzisiejszy 3.0 Evo wykorzystuje konstrukcję 12 w 1, co czyni go najbardziej zintegrowanym elektrycznym układem napędowym w branży.

Jeśli chodzi o technologię silników, e-platforma 3.0 Evo wykorzystuje silnik z magnesami trwałymi o prędkości 23 000 obr./min i została zainstalowana w Sea Lion 07EV, który jest na tym etapie najwyższym poziomem silników produkowanych masowo. Zaletą dużej prędkości jest to, że silnik może się zmniejszyć przy założeniu stałej mocy, poprawiając w ten sposób „gęstość mocy” silnika, co sprzyja również zmniejszeniu zużycia energii przez pojazdy elektryczne.

Jeśli chodzi o projektowanie sterowania elektronicznego, już w 2020 roku firma BYD Han EV przyjęła urządzenia zasilające z węglika krzemu SiC, co czyni ją pierwszym krajowym producentem, który podbił tę technologię. Dzisiejsza platforma elektroniczna 3.0 Evo w pełni spopularyzowała urządzenie zasilające BYD trzeciej generacji z węglika krzemu SiC.

Góra: laminowane spawanie laserowe/dół: czyste połączenie śrubowe

W porównaniu z istniejącą technologią, węglik SiC trzeciej generacji ma maksymalne napięcie robocze 1200 V, a po raz pierwszy zastosowano proces pakowania laminowanego spawania laserowego. W porównaniu z poprzednim czystym procesem skręcania, pasożytnicza indukcyjność laminowanego spawania laserowego jest zmniejszona, zmniejszając w ten sposób własne zużycie energii.

W oparciu o oryginalny system pompy ciepła e-platforma 3.0 + bezpośrednie chłodzenie czynnikiem chłodniczym, nowa platforma dokonała większej optymalizacji rozpraszania ciepła z akumulatora. Przykładowo oryginalna płyta chłodząca odprowadzająca ciepło do akumulatora nie ma przegrody, a czynnik chłodniczy przepływa bezpośrednio z przodu akumulatora do tyłu akumulatora, dzięki czemu temperatura z przodu akumulatora jest niższa, natomiast temperatura akumulatora znajdującego się z tyłu jest wyższa, a odprowadzanie ciepła nie jest równomierne.

3.0 Evo dzieli płytę chłodzącą akumulatora na cztery oddzielne obszary, z których każdy może być chłodzony i podgrzewany w razie potrzeby, co zapewnia bardziej równomierną temperaturę akumulatora. Dzięki ulepszeniom silnika, sterowania elektronicznego i zarządzania temperaturą wydajność pojazdu w warunkach miejskich przy średnich i niskich prędkościach wzrosła o 7%, a zasięg przelotowy wzrósł o 50 km.

Obecnie prędkość ładowania pojazdów elektrycznych nadal stanowi problem dla wielu użytkowników. Jak dogonić pojazdy paliwowe z prędkością uzupełniania paliwa, to pilny problem do rozwiązania dla największych producentów pojazdów elektrycznych. Szczególnie na północy, ponieważ przewodność elektrolitów akumulatorowych gwałtownie spada w środowiskach o niskiej temperaturze, prędkość ładowania i zasięg pojazdów elektrycznych ulegną znacznemu zmniejszeniu zimą. Kluczowe staje się to, jak szybko i skutecznie podgrzać akumulator do odpowiedniej temperatury.

Na e-platformie 3.0 Evo system ogrzewania akumulatorowego składa się z trzech źródeł ciepła: klimatyzatora z pompą ciepła, silnika napędowego i samego akumulatora. Klimatyzatory z pompą ciepła są znane każdemu, a istnieje wiele zastosowań w podgrzewaczach wody i suszarkach wykorzystujących energię powietrza, więc nie będę tutaj wchodził w szczegóły.

Nagrzewanie silnika, które wszystkich bardziej interesuje, polega na wykorzystaniu rezystancji uzwojenia silnika do wytworzenia ciepła, a następnie ciepło resztkowe w silniku jest przesyłane do akumulatora za pośrednictwem modułu zarządzania temperaturą 16 w 1.

Jeśli chodzi o technologię wytwarzania ciepła z akumulatora, w Denza N7 jest to ogrzewanie impulsowe akumulatora. Mówiąc prościej, sam akumulator ma wysoką rezystancję wewnętrzną w niskich temperaturach, a akumulator nieuchronnie wytwarza ciepło, gdy przepływa przez niego prąd. Jeśli pakiet akumulatorów jest podzielony na dwie grupy, A i B, użyj grupy A do rozładowania, a następnie ładowania grupy B, a następnie grupa B rozładowuje się kolejno w celu naładowania grupy A. Następnie poprzez płytkie ładowanie dwóch grup akumulatorów z szybkością wysokiej częstotliwości, akumulator może nagrzewać się szybko i równomiernie. Dzięki trzem źródłom ciepła zimowy zasięg rejsu i prędkość ładowania modelu e-platforma 3.0 Evo będą lepsze i będzie można go normalnie używać w ekstremalnie niskich temperaturach -35°C.

Jeśli chodzi o prędkość ładowania w temperaturze pokojowej, e-platforma 3.0 Evo jest również wyposażona we wbudowaną funkcję Boost/Boost. Rola boostu jest znana każdemu, ale boost BYD może nieco różnić się od innych modeli. Modele zbudowane na e-platformie 3.0 Evo nie mają oddzielnej wbudowanej jednostki doładowania, ale wykorzystują silnik i sterowanie elektroniczne do stworzenia układu doładowania.

Już w 2020 roku firma BYD zastosowała tę technologię w pojazdach elektrycznych Han. Zasada jego wzmacniania nie jest skomplikowana. Mówiąc najprościej, uzwojenie samego silnika jest cewką indukcyjną, a cewka indukcyjna charakteryzuje się możliwością magazynowania energii elektrycznej, a samo urządzenie zasilające Sic jest również przełącznikiem. Dlatego też, wykorzystując uzwojenie silnika jako cewkę indukcyjną, SiC jako przełącznik, a następnie dodając kondensator, można zaprojektować obwód wzmacniający. Po zwiększeniu napięcia ogólnego stosu ładowania poprzez ten obwód wzmacniający, pojazd elektryczny wysokiego napięcia może być kompatybilny ze stosem ładowania niskiego napięcia.

Ponadto w ramach nowej platformy opracowano także technologię zasilania prądem montowaną w pojeździe. Widząc to, wiele osób może chcieć zapytać, jaki jest pożytek z funkcji uzupełniania prądu montowanej w pojeździe? Wszyscy wiemy, że obecne maksymalne napięcie publicznej stacji ładowania wynosi 750 V, podczas gdy maksymalny prąd ładowania określony przez normę krajową wynosi 250 A. Zgodnie z zasadą moc elektryczna = napięcie x prąd, teoretyczna maksymalna moc ładowania publicznego stosu ładowania wynosi 187 kW, a praktyczne zastosowanie to 180 kW.

Ponieważ jednak napięcie znamionowe akumulatorów wielu pojazdów elektrycznych jest mniejsze niż 750 V lub nawet nieco ponad 400–500 V, napięcie ładowania wcale nie musi być tak wysokie, więc nawet jeśli prąd może wzrosnąć do 250 A podczas ładowania, szczytowa moc ładowania nie osiągnie 180 kW. Oznacza to, że wiele pojazdów elektrycznych nie wykorzystało jeszcze całkowicie mocy ładowania publicznych stacji ładowania.

Dlatego BYD pomyślało o rozwiązaniu. Ponieważ napięcie ładowania ogólnego pojazdu elektrycznego nie musi wynosić 750 V, a maksymalny prąd ładowania stosu ładowania jest ograniczony do 250 A, lepiej jest wykonać w samochodzie obwód obniżający i zwiększający prąd. Zakładając, że napięcie ładowania akumulatora wynosi 500 V, a napięcie stosu ładowania wynosi 750 V, obwód po stronie samochodu może obniżyć dodatkowe 250 V i zamienić je na prąd, tak że prąd ładowania teoretycznie wzrośnie do 360 A, a szczytowa moc ładowania nadal wynosi 180 kW.

Obserwowaliśmy proces ładowania prądem w budynku sześciokątnym BYD. Sea Lion 07EV jest zbudowany na e-platformie 3.0 Evo, chociaż jego napięcie znamionowe akumulatora wynosi 537,6 V, ponieważ wykorzystuje technologię prądu montowanego w pojeździe, prąd ładowania 07EV może wynosić 374,3 A przy standardowym ładowaniu 750 V i 250 A stosu, a moc ładowania osiąga 175,8 kW, zasadniczo wyczerpując graniczną moc wyjściową stosu ładującego przy 180 kW.

Oprócz boostowania i prądu, e-platforma 3.0 Evo posiada także pionierską technologię, jaką jest ładowanie impulsowe na terminalu. Jak wszyscy wiemy, większość szybkiego ładowania promowanego obecnie przez pojazdy elektryczne mieści się w przedziale 10-80%. Jeśli chcesz w pełni naładować od 80%, czas zużycia będzie znacznie dłuższy.

Dlaczego ostatnie 20% naładowania akumulatora można ładować tylko przy bardzo małej prędkości? Przyjrzyjmy się sytuacji ładowania przy małej mocy. Najpierw jony litu uciekną z elektrody dodatniej, przedostaną się do elektrolitu, przejdą przez środkową membranę, a następnie płynnie osadzą się w elektrodzie ujemnej. Jest to normalny proces szybkiego ładowania.

Jednakże, gdy akumulator litowy zostanie naładowany do wysokiego poziomu, jony litu będą blokować powierzchnię elektrody ujemnej, utrudniając osadzenie się w elektrodzie ujemnej. Jeśli moc ładowania będzie nadal rosła, jony litu będą gromadzić się na powierzchni elektrody ujemnej, tworząc z czasem kryształki litu, które mogą przebić separator akumulatora i spowodować zwarcie wewnątrz akumulatora.

Jak więc BYD rozwiązało ten problem? Mówiąc najprościej, gdy jony litu zostaną zablokowane na powierzchni elektrody ujemnej, system nie będzie kontynuował ładowania, ale uwolni trochę mocy, aby jony litu opuściły powierzchnię elektrody ujemnej. Po usunięciu blokady w elektrodzie ujemnej osadza się więcej jonów litu, aby zakończyć końcowy proces ładowania. Dzięki ciągłemu rozładowywaniu coraz mniej, prędkość ładowania ostatnich 20% akumulatora staje się większa. W Sea Lion 07EV czas ładowania do 80-100% mocy wynosi zaledwie 18 minut, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu do poprzednich pojazdów elektrycznych.

Chociaż e-platforma BYD istnieje dopiero od 14 lat, od ery 1.0 BYD wyłoniła się i objęła wiodącą rolę w ukończeniu badań i rozwoju oraz masowej produkcji pojazdów elektrycznych. W erze 2.0 pojazdy elektryczne BYD były o krok do przodu pod względem kosztów i wydajności, a niektóre projekty wykazały zaawansowane myślenie, jak na przykład technologia wspomagania pokładowego układu napędowego w Han EV, która została obecnie przyjęta przez konkurentów. W erze 3.0 pojazdy elektryczne BYD to heksagonalni wojownicy, którzy nie mają żadnych wad pod względem żywotności baterii, zużycia energii, szybkości ładowania i ceny. Jeśli chodzi o najnowszą e-platformę 3.0 Evo, koncepcja projektowa wciąż wyprzedza swoje czasy. Wbudowane technologie ładowania prądowego i ładowania impulsowego są pierwszymi w branży. Technologie te z pewnością będą w przyszłości naśladowane przez innych i staną się techniczną łopatką pojazdów elektrycznych. 

-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------------