【太平洋汽车网 技术频道】2020年对于上汽荣威来说绝对是有历史意义的一年，整个品牌的战略进行了大幅度的调整，其中狮标与R标双标战略引出燃油与纯电动两条完全独立的产品线。其中，全新R标将带来集智设计理念，预示着其产品线将朝着年轻化以及高品质的方向发展。而荣威ER6作为荣威R标下首款纯电轿车，将能实现620km超长续航以及12.2kWh百公里超低电耗。我们本次受邀来到位于上海闹市中心的荣威智能广场，通过上汽工程师们的现场讲解，对其三电系统进行了一番解读。
电驱系统高度集成化
创新同轴布置方案+8层绕组电机设计
创新同轴布置方案
电驱系统是纯电动汽车的核心，其性能和效率直接影响电动汽车的动能。据现场的上汽工程师介绍，ER6搭载了高功率、高扭矩密度的8层Hair-pin电机，同时整体构造也相比上一代电机有所调整，取而代之的是紧凑的创新同轴布置方案，在性能、续航和使用空间等方面都有所帮助。
电机的特性决定了电机的转速和轮端的转速差别很大，期间需要10倍左右的总体减速比。为了解决10倍传动这一问题，一般纯电车型会把它拆成两级传动，即通过一个中间轴做成两对齿轮来解决，传动轴从两根变成了三根，并没有充分利用空间。
可以说，荣威ER6对于电驱系统创新的同轴布置方案巧妙地利用了半轴周围空间，避免了空间浪费。
8层绕组电机设计
而在电机的设计上，荣威ER6同样也给我们带来了不小惊喜。了解电机原理的朋友应该都知道，电机在定子上的绕组里通过电流形成磁场来驱动车辆。绕组的材料即使用纯铜来做，也会有一点点电阻，由于通过绕组的电流很大，在大功率高速运转时，这一点点电阻就会造成很大的发热和能量损失。 为了解决这个问题，上汽工程师从绕组的结构上想办法把截面积做大、长度做短，选用了Hair-pin扁线绕组。
电机高转速下有着明显的“趋肤效应(skin effect)”，导致中间的面积被浪费，周围的电流很大，发热明显，效率降低。所以，工程师把绕组继续拆分成8层，并合理设计结构，形成了现在的8层Hair-pin绕组设计，实现了电机效率、功率密度和扭矩密度的提升。
据工程师透露，相比于4层Hair-pin绕组电机，ER6搭载的8层Hair-pin绕组电机最高热效率提升1%，至97%，已经逼近物理上限。不要小看1%的提升，要知道越往最高处，获得相同程度的进步所要付出的是越多的。
此外，通过仿真软件测算的效率MAP数据显示，新车NEDC工况的平均电耗从13.8kWh/100km下降到12.2kWh/100km，降幅超过11.5%。也就是说在理想状态下，同一辆ER6在相同的行驶条件下，搭载4层绕组的电机只能行驶548km左右，这要比搭载8层绕组电机的ER6足足少了将近72km的里程！
与上一代电机相比，ER6电机的功率密度进一步提升了53%，接近6kW/kg；扭矩密度进一步提升12%，接近12Nm/kg，甚至比特斯拉Model 3搭载的电机更高。同时，在8层Hair-pin扁线绕组电机的加持下，ER6最高转速达到了15000rpm，搭配合理的齿比设计，新车0-100km/h加速仅需7.8s。
动力电池：密度、安全双管齐下
大模组提升集成效率
对于车辆续航能力提升的帮助，间接层面是提高电机的效率，节省能耗，而直接层面无疑就是加大电池的容量。 基于留给电池组的体积并没有发生太大的变化的情况下，要想提升容量，那么改善体积密度绝对是首选。
主流车用动力电池的发展思路是从电芯组成模组，再把模组组成电池包。但这两个过程，都会有转换效率，而主流纯电动车型的电池包体积成组率大概在40-50%。换句话说，也就是现有的体积中，有将近一半的体积是被浪费掉的，这部分体积并没有对电池容量提供任何的帮助。
因此，工程师们的思路就很明显，尽可能地将这些没有被利用的体积也转换成电池，提高体积利用率。
体积能量密度的改善措施中，原先存在的一些间隙也都被妥善“填满”了电池，另外大模组电池零件数量相比较上一代足足减少了22%，零件变少，一体式的物件变多，这本身就是对结构的升级。
电池包还采用了一体式铸铝托盘，把冷却板与框架集成为一体，兼顾电池冷却和加热功能，在确保PACK框架强度的同时，还进一步提高了集成效率。电池包仅靠523电芯，就把能量密度高做到180Wh/kg，与上一代产品相比，质量能量密度提升了15%。
把这些提升转化成实际结果，电池包体积能量密度提升了34%，对比其他同尺寸电池包，电池能量从54.3kWh提升到了72.7kWh，增长了近20kWh的电量。
热控管理和防火设计
前不久，工信部也发布了关于实施电动汽车强制性国家标准的通知。内容包含了对电动车新的安全要求，其中要求厂家需对电池系统做热扩散试验，要求电池单体发热失控后，系统需在5分钟内不起火、不爆炸，已预留足够的安全时间。
ER6在这项规定上表现抢眼，官方宣布可以在发热失控后20分钟内做到不起火、不爆炸。这并非盲目自信，而是的确ER6在热失控管理上下了非常多的功夫，可以归纳为以下几点。
| ER6电芯材料 | |||
| 包含元素 | 作用 | ||
| 镍 Ni | 提高电池能量密度 | ||
| 钴 Co | 稳定层状结构，提高电池充放电速率和循环寿命 | ||
| 锰 Mn | 负责提升安全性 | ||
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在许多能源化工行业都要求所使用的的仪器设备要属于本安型设备，就是设备本身就应当无安全隐患。 ER6在电池选择上就较为谨慎，所使用的电池选用相对成熟安全的NCM523电芯，镍、钴、锰在材料中的比例为5:2:3，钴和锰的比例高，有更高的安全和稳定性。
同时，ER6在电池包箱体上设置了“只通气不过水”的平衡阀，并在电池包上放置了4个排气量充足的单向弹簧防爆阀，构建起疏堵结合的排气通道。这么做的目的还是在于及时排除高温气体，不给燃烧提供任何有利的条件。
最后一点设计则是属于将热失控的概率降低到最低。ER6更换了电池模组下方的导热材料，并通过BMS电池管理系统、热失控报警机制，实时监控热失控情况，及时进行调控，有效降低热蔓延速度。
小结
虽然消费者并不一定会花太多的心思去弄清楚一款电动车产品的三电系统如何运转，但是对他们来说，高效可靠的行驶性能、更低的能量损耗能够带来更长的续航里程才是最重要的关注点，而这背后必定是三电系统在良好协同从而提供足够的保障。从荣威R ER6的三电系统来看，上汽集团显然是将多年的技术累积沉淀毫无保留地应用在了这款车型当中，在此基础上，荣威R ER6将能实现620km的NEDC续航里程，以及15分钟补充200公里续航的充电效率，可以说在20万以内级别的纯电轿车来说有着不错的硬实力了。而至于其具体的表现，我想等到新车上市后再来评测感受一番。（图/文/摄：太平洋汽车网 黄增鉴）
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