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前途为什么敢一上来就玩儿跑车?

张屹鹏 向Ta提问

来源:网通社 原创 2018-11-01 07:00

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原因其实很简单,胆儿肥!

在这个略显疯狂的时代,“胆儿肥”绝不是什么贬义词,无脑蛮干的叫鲁夫,有真材实料的主儿才能靠胆识抢别人奶酪。抛开战略和品牌起源不谈(长城华冠早在2007就开始涉足电动化),前途把首款量产车设定为电动跑车,若没点技术底子想必不敢这么干。

带着标题中的疑问,赶着一大早的航班来到了前途的老家苏州,不过,前途汽车基地只是我此行沿途的一道风景,不远处的华特电动才是目的地,其位于苏州太湖,身份实际上就是前途汽车的动力电池工厂。我在这里停留的时间不长,但短短的几个小时似乎让我找到了些许答案。

华特电动的出生 让前途K50成为现实

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华特电动总经理翟晟

聊这事儿前,先给大家介绍下华特电动的掌门人-华特电动总经理翟晟,他曾任职英国皇家标准协会(BSI)中国公司,并分别在2006年和2015年担任美国先进电池科技公司董事局董事兼执行总裁、智牛(北京)新能源控股有限公司执行总裁。从2016年开始,他成为了华特电动的总经理。

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华特电动,是隶属于北京长城华冠汽车技术股份有限公司的全资子公司,是一家集电动汽车动力系统及主要零部件研发生产与销售于一体的高新技术企业,主要致力于研发标准电池箱、可再充能量存储系统(RESS)等产品的服务和整体解决方案

用翟晟自己的话来说,长城华冠当初也曾考虑通过供应商的方式为前途汽车配套电池系统,但经过与多家供应商沟通后发现,自己对于电池系统近乎苛刻的需求这些伙伴们无法百分百满足,于是就有了后来的华特电动团队,有了华特电动生产基地。

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电池组

不过,前途K50的电芯采用的依旧是供应商的产品。在前途汽车起步阶段,华特电动曾通过大量的实验验证电芯类型的选择,究竟是18650圆柱?硬壳?亦或是软包?在LG的身份与国家补贴政策冲突的情况下,华特电动选择了上海卡耐,后者的日本英耐时株式会社技术背景成为了重要原因,电芯类型也最终确定为软包电池。

华特电动是一家很有意思的企业,翟晟为经济学博士,企业的成长路径也十分理性。举个简单的例子,翟晟认为,把控好源头的产品质量才是后期控制成本、提升品牌的前提。于是,华特电动对原材料、原材料的供货商、原材料的标准有着严格的控制,其对电池的品控甚至延伸到了电池厂的材料端,要求供货原料为同一厂家同一型号同一批次,对不同时期的供料不能混料,供到工厂的电芯,严格区分不同时期的供货进行电池组装,不能混用。

为此,电池厂配备了专门的SQE(质量管控团队),日夜值守,检查温度、湿度管控、检查设备、检查人员操作规范性、检查作业指导书完备性、检查入料出库情况等。“从经济学角度讲,综合经济才是最重要的!”翟晟在谈到这个安排时显得颇为自豪。

华特电动为前途汽车配套电池系统理所当然,但其显然没有拘泥于此。仅就国内而言,目前工信部可查已经或准备生产新能源汽车的企业就多达500余家,其中包括了乘用车、客车、物流车等,市场的蛋糕足够大,未来华特电动能达到何种高度,就要看它的餐刀有多长了。

专属RESS系统让前途K50敢起飞

根据官方给出的数据,前途K50的百公里加速时间仅为4.6秒,这样激进的表现需要更加激进的管理系统加持,说白了就是要让电池系统扛得住造。

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RESS,可再充电能量储存系统。在这套系统当中,电芯是当之无愧的核心,此外还包含了四大子系统,分别是机械系统、热管理系统、电池管理系统以及电气系统。以前途K50为例,其RESS系统中由600个电芯和3540个其它零部件组成,共计4140个部件。

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华特电动技术副总经理孟涛

在与华特电动技术负责人-华特电动技术副总经理孟涛沟通时,听到了一个此前未曾听过的比喻。在他看来,电芯和人有很多相似之处,比如,人的身体有一个很重要的指标-血压,高了低了都不行,电芯亦如此,每一个电芯都有一个额定的电压参数范围,合理的电压值才能发挥它的最大功效。此外,电流/功率类似于人体的爆发力、能量/容量类似于人体的耐力,而电芯温度则类似于人体的体温。

华特电动展示其才华的地方在于电芯的集合,孟涛把它比喻成“仪仗队”,这个比喻的重点并非电芯的电压与人体身高之间的形象化比喻,而是在于电芯的集合有个重要的关键词-一致性,无论是电压、内阻、能量还是温度,只有保持各个电芯的一致性,才是激发电池系统无限潜能的根本。

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电芯

为什么选用软包三元锂电池?孟涛解释说,我们在2013年就有了对于三元锂材料的预判,我们的NCM三元锂电池能量密度可以达到134.35Wh/kg。

对于软包结构,华特电动的选择是一个全盘考量的结果。就行业现状看,18650有特斯拉在坚守、方壳电池的代表有宝马大众比亚迪等,而采用软包电池的车企更是不在少数,奔驰奥迪日产、通用等悉数在列。

就华特而言,选择软包结构电池主要是基于对安全性、轻量化、温度一致性、设计难度小等原因,更重要的是适用于RESS系统开发的要求。

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电池组箱体

即便是电池系统,也离不开机械系统的辅助,后者承担了支撑、连接与紧固等功能。华特电动对于诸多细节创新的把握,在这个部分展现得淋漓尽致。

比如,电芯与电芯之间需要一层物质进行隔离,这个大家都懂,但华特电动将这层物质优化为柔性物质,这样一来,电芯在充电放电过程中发生“呼吸效应”引起的小幅度变形就可以被很好的吸收。此外,整个模组和标准箱都应用了金属带,模组连接则使用华特电动独创的焊接工艺(这是个亮点,后文会详细介绍)。

比如,这套机械系统采用了高强度SMC复合材料,材料强度与铝合金接近,这样做的好处是可以大幅减重。箱体则为非导电体,绝缘性能出色。

再比如,标准箱结构和数量进行标准化设计,可根据不同车型的需要进行组配。很明显,雄心需要技术做基础。

对于越来越多人关注的热管理系统部分,华特电动的做法谈不上多么创新,但却有十足的前瞻性。我们听说过风冷、液冷,华特电动针对后者进行了优化,并称其为主动液冷/液热温控系统。工作原理在此不赘述,就效果而言,其可根据电芯不同的温度状态,智能的选择强力和经济热管理模式,优化能耗。

还拿前途K50来说,如果你是在极寒的东北或是酷热的海南,系统会选择强力热管理模式。但是,对于其它大多数地方的用户而言,这样做简直就是一种浪费,此时经济热管理模式要更加适合。华特电动对此做了大量的实验,比如在-30℃环境下静置24小时,热管理开启20分钟后,百公里加速时间可以提升50%;45℃环境下静置12小时,热管理开启20分钟后,百公里加速时间可达到最佳的状态。

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接下来要说的这个对于前途K50来说非常重要,电气系统,它的存在满足了K50的跑车属性需求。我们知道,电动车在急加速时会放电很快,需要大电流过载,前途K50能否承受?

根据华特电动公布的数据,这套系统瞬态放电承载电流可达1080A;持续放电承载电流可达450A;长时充电承载电流可达216A。如果一般电动车是健身爱好者,那前途K50一定是运动员了。

此外,对于电池管理系统来说,强大的功能性是最大看点,其有着实时化的BMS,并且承担着检测,监控,安全防护,充电管理等职能。

为何对于一些部分没有更详尽的介绍,因为我想把更多的篇幅留给下面,也就是安全,相信你会感兴趣!

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首先是充电安全,这里就要提到一个概念-临界点。打个比方,如果你是一个健身爱好者,让你每天加速跑数十次,不出几天,你就受不了了,但这在专业运动员看来,是家常便饭而已。

换句话说,适合的才是合理的。华特电动针对电池快充进行了大量的实验,得出的结论表明,1.2C充电可以认为是正常与过度使用的分界线,在1.2C充电倍率、1C放电倍率工况下,循环后电池容量的保持率在97%以上。

重点来了!既然是跑车,超大电流放电就成为了核心测试项目,否则你给出的4.6秒岂不是成了摆设?

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模拟车辆Boost模式放电测试结果

关注过前途K50的读者一定对BOOST模式有印象(前途K50能够在BOOST模式下火力全开,爆发出320千瓦的综合最大功率和680牛·米的峰值扭矩),经过华特电动的测试,BOOST模式为5C放电,试验室采用了5.5C放电工况,结果表明5.5C放电经过20000次循环后没有导致电池寿命衰减,5.5C放电经过30000次循环后会导致电池寿命衰减。

这组数据是个什么概念?这么说你就明白了:如果你每天用车10次,每年开车300天,你可以连续不间断的使用该模式10年!

最后,想必你和我一样还有个大大的疑问,谁也不能保证前途K50永远不会出一丁点的问题,假如真出现了问题,怎么办?

华特电动的技术专家对此早有准备,他们把安全防护分成了五个阶段:

【阶段一】:预防

由于电池箱体采用了绝热设计,即使夏天暴晒车辆,这种设计也会最小化电池与恶劣环境的热交换。

【阶段二】:积极应对

一旦检测到异常情况,比如夏天的暴晒导致了电芯温度过高,这个阶段BMS会启动热管理系统降温,限制充电电流,防止温度继续上升。

【阶段三】:遏制

假设问题严重了,我们还举夏天暴晒导致电芯过热的例子,这个时候热管理系统已经没用了,BMS的处理方式是控制充电机停止充电,主动断开高压回路的继电器,或高压熔断器烧毁来防止事件恶化。

【阶段四】:局部失效

这个时候所有上述解决方式都已失效,系统会通过电芯和电池的泄压设计,模组的热扩散设计来进行防护。

【阶段五】:系统失效

得,好比说这回系统也玩儿完了!主动措施都没招儿了,只能采用被动措施,也就是电池包与车体之间的热屏蔽-电池仓设计以及车体的安全设计,来保护乘员舱成员的安全。

华特电动工厂料很足

对于华特电动工厂,我认为有三个亮点值得关注:

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首先,作为现代化的工厂,没有出色的自动化水平怎么行。在这条流水线上,配备了36台智能机器人,5台激光焊机以及2台大功率充放电检测设备,据翟晟介绍,生产一个标准电池箱,仅需要72秒。

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翟晟是个严谨的人,这从工厂的自动化水平中便可以看得出来。80%的自动化程度,作为电池系统组装生产线来说完全可以降低一些,但基于品质与可靠性的考虑,他没有做出妥协,仅有的20%半自动化生产线,也是由于要实现定制化生产而做出的“让步”。

华特电动在国人眼中没有多高的知名度,但在很多日本专家眼中,这家企业可是榜样级的,铜镶铝焊接工艺是让其成为明星的主要原因。

记得之前和一位新能源领域的专家聊天,他告诉我,在电池系统生产领域,很多车企采用的是螺栓连接技术,这是个消费者看不到的部分,但却是个影响可靠性、安全性的重要诱因。

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翟晟深知安全和可靠的重要,他一度遇到了极大的困难,由于激光焊无法满足正负极的焊接,螺接技术更不适合用于量产。在这种情况下,华特电动研发了铜镶铝焊接工艺,一下子克服了电芯正负极铜转铝影响电池过流率的技术难题,这样的创新吸引了很多日本专家的关注,甚至提出了深度交流的意愿。

另外还有一个很重要的创新-激光变频焊接。简单来说,传统的激光焊接工艺若应用在电池系统生产上,要不就是容易焊穿,要不就是结合不好。激光变频焊接的意义在这种情况下就显现出来了,其把固定的功率调节为变频功率,从而保证热熔速度,保证焊接一致性,极大提升了焊接质量和效率。

写在最后:很明显,最了解长城华冠的人是他们自己,自己的团队实现目标无障碍无壁垒,只要给他们时间去成长,做出来的东西不一定是最好的,但一定是最适合自己的,这也是前途品牌敢押宝跑车的关键所在。

前途汽车未来还会有更多产品,尤其是走量的产品,固态电池等也将成为新的研发方向。但在我看来,前途汽车更需要的是冷静,造车并不只是产品研发这一根手指,想要打出长久有力的重拳,与品牌塑造、网络建设、服务体系、创新精神组合起来才能握紧拳头!(图/文 网通社 张屹鹏)

文章标签: 前途 K50 跑车 新势力 纯电动 责任编辑:张屹鹏
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