深度:解讀全鋁車身和多重電池熱管理技術的奇瑞螞蟻電動汽車

深度:解讀全鋁車身和多重電池熱管理技術的奇瑞螞蟻電動汽車
由奇瑞新能源製造,第1款採用全鋁車身四輪驅動技術的螞蟻電動SUV將在近日上市。相對定位A000級的奇瑞小螞蟻不同,定位中大型電動SUV的奇瑞螞蟻長高寬為4630x1910x1655mm、軸距2830mm;在全鋁車身平台基礎上分為後置四驅版和後置兩(後)驅版;採用基於電池模組的動力電池多重液態熱管理控制策略,電池裝載電量為70.1度電、整車自重1.76噸(兩驅版)、NEDC續航里程為510公里。

無論整車尺寸、全鋁車身輕量化、後置四驅\兩驅模式,續航里程以及掌握算法與芯片級“智能駕駛”方案的整合,在螞蟻電動SUV上體現出“技術奇瑞”基於傳統車、EV車和PHEV車型共享化的技術水準。

備註:奇瑞小螞蟻電動汽車使用的是LSF全鋁車身平台,中大尺寸的螞蟻電動SUV是基於全新純電平台——綠色智慧模塊化技術平台打造的。

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新能源情報分析網將對奇瑞新能源螞蟻電動SUV採用的中大型全鋁車身平台,後置電驅動技術,且獨一無二的動力電池多重液態熱管理控制策略研讀和判定。結合持續改款且在售的A000級電動汽車小螞蟻的全鋁車身平台,B級電動SUV螞蟻的中大型全鋁車身平台以及繼續深化將複合材料作為車身覆蓋件的發展態勢,顯然奇瑞新能源將以輕量化作為新能源車型續航里程提升的重要手段。

1、奇瑞螞蟻電動SUV採用的複合材料車身覆蓋件的輕量化策略:

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奇瑞螞蟻電動SUV的前機蓋、前翼子板(紅色箭頭所指)、前保險槓、後側圍(黃色箭頭所指)、後尾門(綠色箭頭所指)、兩側的充電口蓋板和後保險槓(藍色箭頭所指),全部採用複合材料作為覆蓋件。而前後4車門則由鋼材質採用衝壓焊接技術成型。

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在奇瑞螞蟻電動SUV的前置動力艙內,佈置一組行李艙,其他位置由塑料護板遮蔽。為了便於拿取物品,行李箱蓋有一組掛鈎可以固定在前動力艙蓋可以一體開啓。

紅色箭頭:由複合材料構成的前動力艙蓋輕量化效果顯著

綠色箭頭:塑料材質的行李箱預示着奇瑞螞蟻電動SUV的高壓充放電系統後置,前副車架軸荷小。

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將不用承受衝擊力的外覆蓋件換成更輕的複合材料,不僅有利於降低自重,還有減少助於受到碰撞後的修復成本。而這種輕量化的技術發展策略,在奇瑞新能源小螞蟻電動汽車上就率先使用,並經過3年的終端市場驗證是成功。

備註:定位A000級奇瑞小螞蟻電動汽車採用的LSF全鋁車型平台。

2、奇瑞螞蟻電動SUV採用的全鋁車身平台的輕量化策略:

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上圖為奇瑞螞蟻電動SUV前置動力艙駕駛員一側的翼子板與鋁車身焊接鏈接的細節特寫。

綠色箭頭:由複合材料構成的前翼子板

紅色箭頭:固定前減震器和翼子板的鋁材質輪室罩焊接

複合材質構成的翼子板通過螺栓與鋁材質車身焊接輪室罩固定,用於不同的鋁材質通過再通過焊接進行拼接構成相對大的車身焊接總成,再與其他大總成拼接或焊接,構成完整的鋁車身平台。

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由於奇瑞螞蟻電動SUV前部動力艙被諸多防塵罩覆蓋(因為沒有上市而不能拆卸近距離細節拍攝),可以比對奇瑞小螞蟻電動SUV的前部鋁車身焊接特細節技術狀態特寫。小螞蟻的前圍板、前縱梁、前保險槓以及A柱焊接等分系統,全部由鋁材質焊接而成一個大結構件,奇瑞螞蟻電動SUV也採用相同的拼接模式。

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上圖為奇瑞螞蟻電動SUV副駕駛一側,被軟性材料輪內襯遮蔽的鋁材質車身焊接輪室罩細節狀態特寫。

紅色箭頭:鋁材質車身焊接輪室罩

黃色箭頭:鋁材質車身焊接後地板側面細節(被鋼製後副車架固定在上端)

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上圖為奇瑞螞蟻電動SUV車身焊接後地板細節狀態特寫。

紅色區域:被鋼製蓋板遮蔽的高壓充放電系統總成

黃色區域:固定後排座椅的車身焊接駕駛艙地板

藍色箭頭:裸露在外的車身焊接C柱延展至後地板的加強梁

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還是因為某些因素,不能拆卸掉這組鋼製蓋板,近距離拍攝遠離後圍板(靠近後排座椅)的高壓充放電系統技術狀態。

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上圖為隱藏在奇瑞“小螞蟻”電動汽車,駕駛艙後排座椅後部行李艙下蓋板的後驅動電機總成和OBC技術細節特寫。比對奇瑞小螞蟻車身焊接後地板(上蓋拆卸掉)各分系統狀態看,3年後量產的奇瑞螞蟻電動汽車將會採用集成度更高的充放電技術。

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通過放大細節可見,鋁材質的C柱加強梁(紅色箭頭所指)為空心,並採用圓弧過渡避免直角設定設定,這樣的好處是減少材質長度以及降低材料的重量。黃色箭頭所指的是鋁材質的車身焊接副駕駛員一側後縱梁(從後地板兩端一直延伸至後保險槓潰縮區)。

從副駕駛員一側後排乘員車門拍攝的奇瑞螞蟻電動SUV後圍板細節狀態特寫。

紅色箭頭:鋁材質後圍板

藍色箭頭:鋁材質的後保險槓支架加強梁

儘管奇瑞螞蟻的前至動力艙及輪室罩、車身焊接後地板及輪室罩,都加裝防塵罩和輪內襯,大部分鋁材質車身焊接都不能一窺真容,但是總體鋁車身架構與奇瑞小螞蟻的鋁車身幾乎相同。

3、奇瑞螞蟻電動SUV的後置動力與鋁材質懸架的輕量化策略:

奇瑞螞蟻電動SUV兩(後)驅會最先上市,隨後四驅版也將推向市場。版無論兩驅版還是四驅版,都採用後置動力(充配電系統總成)的技術設定,並將基於鋁材質結構件的輕量化再次延伸至驅動和懸架。

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這台用於拍攝的奇瑞螞蟻電動SUV為兩(後)驅版,前懸架下襬臂+鋼製前轉向節+減震器,組成1套標準的麥弗遜架構。只不過,鋁材質下A型擺臂的應用,降低了前橋的負載。在後續上市的四驅版上,輕量化的前轉向驅動橋,有助於提升操控性。

黃色箭頭:鋁材質下A型擺臂

綠色箭頭:鋼製前轉向節

紅色箭頭:鋁材質車身焊接前縱梁

根據這台奇瑞螞蟻電動SUV前懸架實際裝車的技術狀態看,前轉向節預留安裝前傳動半軸的孔位、前H行副車架至前動力艙行李箱之間足夠空調容納一組“3合1”電驅動總成。

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上圖為奇瑞螞蟻電動SUV後驅動電機和後懸架技術狀態細節特寫。

紅色箭頭:懸置後驅動電機的鋼製後副車架

黃色箭頭:鋼製後副車架固定在鋁材質車身焊接後地板

奇瑞螞蟻電動SUV後驅動電機最大輸出功率130千瓦、外表覆蓋一層降噪襯墊、液冷散熱,由奇瑞新能源有限公司自行製造。目前還不能確認的是這組最大輸出功率130千瓦的驅動電機最高轉數,是否為“3合1”類總成,等具體參數不能確認。

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奇瑞螞蟻電動SUV的多連桿獨立後懸架固定在鋼製後副車架,其中拖曳臂(藍色箭頭所指)、前拉桿(紅色箭頭所指)採用鋁材質,穩定杆和後拉桿(綠色箭頭所指)為鋼材質,後傳動半軸(白色箭頭所指)在後驅動電機和後轉向節之間關聯。

單從前後懸架的輕量化程度看,奇瑞螞蟻電動SUV表面的相當不錯。在保證具備足夠抗衝擊緩衝空間的後置動力(高壓充配電系統)總成,帶來的前懸架的輕量化。唯獨要注意的是,在普遍中國汽車用户習慣於前置動力前輪驅動的車型,突然駕駛後置動力後輪驅動的中大型電動SUV,再加上足夠的動力儲備,對操控技術要求比較高。

4、奇瑞螞蟻電動SUV採用的動力電池多重液態熱管理控制策略:

全鋁車身平台絕對是一個在“造車”範圍內的技術性突破,但是在“電動化”範圍,奇瑞螞蟻電動SUV採用的動力電池多重液態熱管理控制策略卻是一個更加重量級質的提升。

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上圖為奇瑞螞蟻電動SUV動力電池總成後端(靠近後置驅動電機)細節特寫。

藍色箭頭:動力電池鋼製上殼體

黃色箭頭:動力電池總成額外加裝立體護板

紅色箭頭:動力電池至後驅動電機高壓線纜(正負極)接口

綠色箭頭:動力電池低壓通訊線纜接口

奇瑞螞蟻電動SUV最基礎的兩(後)驅版與四驅版,動力電池高壓線纜接口都設定最後端,也就是距離後置驅動電機最近的一側。這樣的好處是,最大程度減少高壓線纜的長度,並降低整體發熱量。目前可以確認的是奇瑞螞蟻電動SUV適配的動力電池裝載電量為70.1度電,但是三元鋰電芯鎳鈷錳配以及系統能量密度未能確認。

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筆者注意到,奇瑞螞蟻電動SUV的動力電池下殼體外還額外鋪設一層鋼材質立體護板。顯然,相對很多電動汽車常用的輕量化更好的鋁殼體(或額外鋪裝一側下護板或軟性防護塗層),但是鋼殼體應的防護安全性會更好些。為了平衡安全和重量,這組護板也採用鏤空輕量化設定。另外從這個角度可以清晰的觀察到裸露的鋁車身貫穿駕駛艙前後地板的外加強梁。

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上圖是從駕駛員一側前輪,向前至動力艙內拍攝的轉向機、鋁材質車身焊接前圍板以及為動力電池提供高温散熱伺服的水冷板控制模組等分系統細節狀態特寫。

藍色箭頭:鋁材質車身焊接前圍板

紅色箭頭:水冷板控制模組

黃色區域:奇瑞螞蟻電動SUV特有的多重液態熱管理控制的管路組合

由於這台拍攝的奇瑞螞蟻電動SUV是工程樣車,並非最終上市的量產車。固定在前圍板靠近動力電池最前端的這組灌入冷卻液的管路結構不能清晰解讀,因此進行遮蔽。

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基於在售的主流電動汽車標配的動力電池液態熱管理控制系統中,都會標配用於低温預熱的PTC控制模組,用於高温散熱的水冷板控制模組。顯然,奇瑞螞蟻電動SUV配置的水冷板控制模組,意味着肯定設定了基於冷卻液循環的動力電池液態熱管理控制系統(策略)。

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順着這些管路向後觀察,可以發現一共5組冷卻液進出水管(紅色箭頭所指)進入動力電池內部。需要注意的是,在售主流電動汽車動力電池熱管理控制策略,主要以通過對冷卻液加熱或降温並循環至動力電池內部,將熱量或冷量帶出的方式。而主動或被動風冷散熱以及將空調製冷劑直接與電池進行冷量交換的模式或將淘汰或將推廣。

通過不少於2組可變流量電子水泵、起碼2組或3組“3通”電磁閥體與5條管路進行“開鎖”和“閉鎖”排列組合,已達到冷卻液流量和温度都精準控制的設定,為奇瑞螞蟻電動SUV的動力電池提供近乎於恆温的熱管理控制伺服。

當然,具體的控制策略和技術架構,還要等奇瑞螞蟻電動SUV量產後才可以最終確認。

5、奇瑞螞蟻電動SUV的L2.99級“智能控制”策略:

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2020年8月7日,奇瑞新能源與英博超算(南京)科技有限公司聯合發佈了中國第一款擁有自主核心知識產權的L2.99智能駕駛系統的量產車型——小螞蟻智駕版。這套基於電動汽車平台的“智能駕駛”解決方案,體系架構、硬件、軟件,算法到AI加速芯片等核心技術全部擁有國產自主核心知識產權,實現了我國量產車型自主知識產權L2+智能駕駛系統“零的突破”。

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對於即將上市的奇瑞螞蟻電動SUV,將搭載基於@Pilot2.5技術實現L2+級“智能控制”方案由20個智能傳感器(12個超聲波雷達、1個前視攝像頭、4個環視攝像頭、3個毫米波雷達)組成,可以實現AEB主動剎車、LKA車道保持、ACC自適應巡航、APA自動泊車等近20項駕駛輔助功能。

筆者有話説:

最早上市的奇瑞小螞蟻電動汽車,雖然定位在A000市場,但使用的LFS全鋁車身平台,“3R-BODY”環狀車身結構設計,重量較傳統車減重40%。作為鋁車身最難得技術點就是如何將不同剛性需求的鋁材進行整合,在小螞蟻LFS型綠車身上,奇瑞應用了複雜斷面設計、高強度鋁鎂合金擠壓成型、3D空間精密彎曲、激光組合焊接等技術。

現在奇瑞螞蟻電動SUV使用的中大型全鋁車身平台,可以説是在小螞蟻LFS全鋁車身基礎上發展而來。奇瑞螞蟻電動SUV的軸距2830mm,意味車型平台尺寸被拉大鋁材質分系統使用率突破86%、整車自重降低近30%、扭轉鋼度達27000N•m/deg,確保車身在全壽命週期內不會遭到腐蝕。

從小型鋁車身後置動力後輪驅動,向中大型鋁車身+多種焊接技術+L2.99級“智能駕駛”技術方案的後置動力四輪驅動,無論輕量化、智能化還是多種驅動模式的進化,可以看出奇瑞在新能源車型平台與技術“迭代”發展的清晰策略。實際上,螞蟻電動SUV的量產,就是在奇瑞已經確立了“全系列+四五七”的新能源技術規劃,包括四大新能源產品平台、五個通用子系統和七大核心技術,涵蓋全尺寸全系列乘用車的純電動和插電式混合動力技術平台的產物。

在這款全新的中大尺寸鋁車身平台基礎上,推出的首款螞蟻電動SUV之後,還將以車族化的形式量產採用模塊化技術的EV車型或PHEV車型。而智能化的持續加持,也將是未來奇瑞全新新能車型重要技術點。

有理由相信,這款技術在“造車”層面使用鋁車身平台持續輕量化,在“電動化”層面引入全行業獨一無二的動力電池多重液態熱管理控制策略,在“智能駕駛”層面集成更深度且符合中國道路和用車習慣解決方案的螞蟻電動SUV的市場銷量將會異常耀眼。

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