研判:极氪001车型平台镍55电池系统及扁线电驱动技术状态

 





对于一款2021年晚些时候上市的电动汽车而言,在正向开发的车型平台上,设定充电效率更高且更安全的动力电池系统,高集成度的电驱动系统,将成为对比同类车型性能可视化的基础性衡量标准

套用上述提及的正向开发的车型平台高效率且安全动力电池高集成度的电驱动系统的技术状态,极氪汽车首款车型-极氪001就有着极为强悍的综合实力,在30万级甚至50万元以内都难寻敌手

新能源情报分析网将对极氪001的车型平台动力电池系统电驱动系统技术状态研读和判定,并将结合后续的实际测试就电四驱系统扭矩再分配策略充放电效率及控制策略在真实路况下的智能辅助系统运行策略及容错效率详细解读

1基于型号牵引策略正向开发的钢铝混合车型平台技术状态:



极氪001的车型平台首先是基于型号牵引模式正向开发而来,超高强度钢加7系铝合金材料使其综合刚度达到40000 Nm/deg将安全性和轻量化有机结合的钢铝混合车身,前部动力舱(上图红色区域)和后部行李舱(上图红色区域)多采用铝材质,在保证被动安全性同时通过轻量化降低百公里电池电量消耗;中部驾驶舱(上图黄色区域)采用更坚固的钢材质,以提高繁盛碰撞时乘员和动力电池的被动安全性

型号牵引模式:预先设定装备的各项参数,随即开发全新分系统,在完成各项系统验证后所形成的的全新装备利用型号牵引模式所形成的新装备技战术优势显著,但是研发周期长研发成本大研发风险高

类比新能源行业,基于型号牵引模式研发的电动汽车综合考虑了动力电池系统被动安全性能与电四驱系统适配主动安全性

技术牵引模式:参考或基于现有装备的各项参数,改进相关分系统,完成成像系统验证后所形成的的升级类装备利用技术牵引模式所形成的新装备技战术优势较大,研发周期短研发成本小研发风险低

类比新能源行业,基于技术牵引模式研发的电动汽车就是典型的油改电,存在着电池布局不合理主被动安全性预设状态不确定等问题



上图为四驱版的极氪001前悬架技术状态细节特写

黄色箭头:全铝材质前纵梁

绿色箭头:钢材质的轮室罩组件

极氪001的前纵梁为铝材质主打刚性和轻量化,通过4条螺栓固定与钢材质的轮室罩组件,在碰撞后可以快速更换吸收冲击力变形的前纵梁,并降低维修成本与维修难度

降低维修成本,可以理解为降低了保险公司的单车理赔成本降低维修难度,直接有利于在345线城市的利用较大修理厂设定特约维修站(结合所在地区普遍较低的维修水平),快速建设售后网络

红色箭头:全电驱动的EPS系统(电动转向机)

黄色箭头:固定在铝材质前副车架的下拉臂(铝材质)

需要特别注意的是:极氪001的前悬架集合了双A型摆臂系统(结构),四球节多拉杆系统(结构)优势为了更好的支持智能辅助驾驶系统的线性转向功能,在车型平台层面,引入了原地转向阻力较低低中速行驶转向倾角更小的前悬架结构,降低EPS系统在自动运行过程中来自轮胎滚动产生的阻力和大角度转向时的横向应力



实际上极氪001也是国内首款,通过正向开发的车型平台,优化悬架结构降低簧下质量,以提升智能驾驶辅助系统中线性转向功能的首款车型与此同时,极氪001应用的车型平台完成了国内首发托底碰撞安全技术24km/h倾斜10%冲击50km/h底部重叠30mm冲击正45º脱轮卸力正面25%偏置碰撞主动切断高刚性前轮正面碰撞电机下沉专属高速追尾碰撞设计技术验证

2基于镍55系电芯组成的动力电池系统技术状态:

作为电动汽车中单一数量最多最贵也是最核心的零部件,动力电池系统内的电芯(模组)是主机厂的安全规划和产品安全特性的最直观表现早前为追求极致能量密度以及顺应政策,很多主机厂强上NCM811(镍钴锰比例为8:1:1)电芯,引发了不少热失控导致的起火燃烧事故



如果把单个电芯看做是一栋大楼,镍就好比其中的住客,越多就越热闹,能量越大;而钴和锰就相当于大楼的钢筋承重柱,减少数量后,楼体就变得不够牢靠如今,多数新能源主机厂已经回归5系6系三元锂电池高镍确实可以明显提升三元电池的能量密度,但是降低钴和锰的占比后,电芯的热稳定性相对更不可控



而极氪001采用的镍55单晶高压电芯便是5系电池系统的一种,只是相比普通的523系列,其技术含量要更高,热稳定性和循环能力更出色镍55单晶高压电芯的正极材料摩尔比为55:12:33,出色的兼顾了安全性能和电池能量密度表现,最终单体能量密度超过230Wh/kg

极氪001超长续航车型标配搭载总能量100kWh的镍55系动力电池总成,并且使用了先进高效的大模组方案,大幅提升空间利用率和成组效率,保障了系统能量密度处于第一梯队在高效高安全的电池系统加持下,其最大综合续航达到712公里



在内部更安全的镍55系电芯基础上,极氪001的动力电池系统还引入了6项外部安全技术,达到在复杂实际应用场景下的无热蔓延不起火设定技术状态

第一,位于电芯与上盖之间的超低导热系数的隔热材料,它采用了一种热熔硅胶和玻璃纤维的混合材质,可以在电芯单体热失控发生时,隔绝该电芯的热量并阻止其与外界接触

第二,极氪001的动力电池系统(壳体)内构建了从电芯防爆阀到多位置泄压阀的无障碍排气通道小概率的热失控发生时,高温气体的热量很大一部分已经散到外界,电池系统内部实际排出的气体已不足以燃烧

第三,极氪汽车自研的BMS电池管理系统,可以实时监测保护和管理电池系统状态这套系统采用了目前主流的分布式架构,包含BMU(主控制器)CVS(电流电压采集模块)和CSC(电池监控模块)三大部件

第四,在危险发生前,BMS系统可以通过车机端手机APP端对用户进行预警,将风险降到最低

第五,极氪001的电池系统内集成了一体式的主动很稳热管理系统,确保在-30至55的极寒酷热环境下,电池仍能保持15~39.8的最佳工作温度,单体SOC控制精度<2%,单体电池温差<2

第六,一旦有电芯发生了热失控,BMS系统可以在毫秒间切断其联系,确保热失控不蔓延

采用400伏电压平台的镍55动力电池系统,在120千瓦-150千瓦大功率直流充电电流,将小于当下普遍使用330伏-350伏电压平台车型这也意味着,大功率直流充电时,镍55动力电池系统内电芯发热量较低主动安全性更占优

3基于扁线绕组技术的1槽8线电驱动系统技术状态:



四驱版的极氪001适配2组3合1电驱动系统最高转速达到16500转/分同时最大输出功率400千瓦最大输出扭矩768牛米,使得整车百公里加速仅需3.8秒且极速200公里/小时需要注意的是,极氪001是目前国产电动汽车中首款采用1槽8线的扁线绕组技术车型



在2021年量产的主流品牌的主流车型中,只有极氪001采用的扁线电驱动系统为1槽8线技术效率最高达97.86%,转矩密度超过了基于1槽4线和1槽6线扁线电驱动系统车型

转矩密度特别是用于航空航天潜艇电动汽车等特殊场合的电动机,由于空间的限制,希望使用的电动机体积更小重量更轻效率更高,也就是要求电动机有较高的功率密度或转矩密度

由于1槽8线绕组技术和16500转/分的高转速,使得极氪001可以做到连续8次最大功率起步性能稳定连续12次极限制动性能稳定,100km/h-0的刹车距离仅需34.5米频繁的全负载加速和制动,无论是日本电产电机版本,还是威睿电机版本的极氪001都可以做到

笔者有话说:

客观的说,在国内新能源市场,30万级纯电动汽车是非常不容易出成绩的一个细分市场不上不下的售价,让大量仅需代步功能的消费者望而却步,又不不容易吸引到土豪的关注想要在这个细分市场出成绩,全面无死角的产品力是最大的依仗,任何细小的短板都会让这一层级的用户出现转投其他品牌的可能

极氪001能在大量消费者甚至没有摸到车的前提下,拿下如此多的订单,正式由于其综合实力的出众猎装轿跑的造型足以让一些人与众不同,出色的性能可以让一些人得到满足,强大的续航可以让一些人打消顾虑,而电动车门空气悬架以及雅马哈音响等又可以让一些人眉开眼笑

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