比亞迪海豹配備了比亞迪最新研發(fā)的刀片電池，整車性能和續(xù)航都與特斯拉Model 3接近。

　　其純電版車型分5種，其中550公里的兩個版本差異僅在于內(nèi)飾。電池容量有兩種，61.4度電的電壓為232V~440.8V，82.5度電的電壓為344V~654.6V。前者非高壓，無需升壓充電;后者則借助電驅(qū)升壓充電。

　　其中四驅(qū)版本的續(xù)航里程較相同電量的兩驅(qū)版本少50km。一方面，是多出來的前輔驅(qū)質(zhì)量造成(約90kg);另一方面則是ASM輔驅(qū)在非工作狀態(tài)下的拖曳損耗造成。

　　同時電池布局采用和Model Y相同的CTB技術，即把電池作為車身下地板的一部分，座椅直接安裝在電池總成上。這樣可以省去一部分車身構(gòu)件，降低成本。

　　一、海豹八合一電驅(qū)動的特點

　　選擇海豹的原因

　　此次選擇的拆解對象是海豹，作為純電動汽車的高端車型，融入了比亞迪的很多最新技術。

　　比亞迪的優(yōu)勢之一是電池。比亞迪原本就是電池制造商起家，創(chuàng)立于1995年。目前，比亞迪也是全球份額排名靠前的車載電池制造商。海豹配備了比亞迪的最新電池，被稱為“刀片電池”(Blade Battery)的磷酸鐵鋰(LFP)電池。磷酸鐵鋰類電池具有熱穩(wěn)定性高、循環(huán)壽命長的優(yōu)點。尤其是純電動汽車，驅(qū)動時會產(chǎn)生很大的功率，熱穩(wěn)定性十分重要。

　　磷酸鐵鋰類電池的安全性更高，但與錳類和三元類電池相比，能量密度較低。為了彌補這一點，刀片電池將細長扁平形狀的電池單元作為1個結(jié)構(gòu)零部件，直接嵌入電池組內(nèi)。

　　除電池外，比亞迪還開發(fā)和生產(chǎn)純電動汽車的主要零部件——驅(qū)動馬達、逆變器、ECU等。使用這些主要零部件，比亞迪自產(chǎn)了將8個單元合為一體的“八合一”型電動驅(qū)動橋，并安裝在了海豹的后輪端。

　　具體來說，八合一的電動驅(qū)動橋內(nèi)嵌入了驅(qū)動馬達、變速箱、逆變器、車輛控制器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、電源分配單元(PDU)。

　　海豹采用比亞迪的EV專屬平臺“e平臺3.0”。特點是整合了刀片電池和底盤。目的是改善空間利用率，彌補刀片電池能量密度低的特點。最終，空間利用率比上一代“e平臺2.0”增加了約50%。

　　點擊圖片可查看大圖

　　中國版海豹有后輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動(4WD)兩種驅(qū)動方式。此次項目組購買的是最高端的四驅(qū)版。

　　四驅(qū)版在前輪配備的馬達最高輸出功率為160kW、最大扭矩310N·m，后輪馬達最高輸出功率230kW、最大扭矩360N·m。都是永磁同步馬達。電池容量為82.5kWh，續(xù)航距離在中國CLTC模式下為650km。價格為27.98萬元，換算成日元約為553萬日元。

　　長4800mm、寬1875mm，正好處于特斯拉“Model S”與“Model 3”之間的尺寸。在日本車中，與日產(chǎn)汽車“Skyline”及豐田“雷克薩斯IS”接近。

　　二、海豹八合一電驅(qū)動拆解分析

　　1. 垂直整合X合一

　　電機、逆變器、減速器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、VCU。整合的目的是“有效利用車內(nèi)空間，降低成本，實現(xiàn)輕量化”。

　　拆解比亞迪海豹(4WD)： 成本比特斯拉低15%，比大眾汽車低35%。

　　4WD:這一思路與美國特斯拉的“Model 3”和“Model Y”如出一轍。Model 3和Model Y的標準款均為后輪驅(qū)動車，針對高端款設計為四輪驅(qū)動車。兩者均在后輪處采用永磁同步電機，在前輪處采用感應電機。

　　后驅(qū)最高輸出功率為235kW，最大扭矩為360N·m的永磁同步電機(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor、PMSM)。前驅(qū)最大輸出功率為160kW，最大扭矩為310 N·m。

　　外形尺寸(標稱值)為車輛前后方向591.3×寬度方向612.2×高度方向360mm。雖然把八種零部件合為一體，給人的印象卻很緊湊。標稱質(zhì)量為104～106 kg，實際測量結(jié)果為114 kg。

　　大眾ID.3，ID.3把BMS內(nèi)置于電池組中，通過高壓電纜把9個電池模塊與BMS連接起來。

　　2.電驅(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　定子中采用了扁線。而日產(chǎn)汽車的“Leaf”(聆風)、特斯拉的Model S、Model 3則使用了圓線。

　　減速器是現(xiàn)行量產(chǎn)純電動汽車的電動驅(qū)動橋中主流的3軸(平行軸)型。采用單檔2級式結(jié)構(gòu)。輸入軸上的軸承是瑞典斯凱孚(SKF)。減速比為10.81。

　　高壓單元上側(cè)集成了逆變器、BMS、車輛控制器

　　高壓單元下側(cè)集成了DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器

　　前驅(qū)Asynchronous Motor(異步馬達)，感應馬達(Induction Motor、IM)

　　三、海豹線束布置特點

　　EV動力總成周邊的整合化在加速

　　電動的動力總成(Powertrain)及其周邊零部件正在邁向整合化。其代表就是正在成為EV核心零部件的電動驅(qū)動橋。把驅(qū)動馬達、逆變器、齒輪箱(減速器與差速齒輪裝置)作為3種主要部件合為一體的“三合一”模式正在成為主流。

　　在周邊零部件中，具有DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、配電單元(PDU)實現(xiàn)一體化的案例。日經(jīng)BP在2019年拆解的美國特斯拉(Tesla)的EV“Model 3”把這些零部件集中到設在電池組后方上部的名為“閣樓(Penthouse)”的箱體中。

　　最近出現(xiàn)了似乎把這2種整合趨勢結(jié)合在一起的例子，以中國為中心成為一種趨勢。把3種主要零部件、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、電池管理系統(tǒng)(BMS)等集成到1個模塊中，被稱為“X合一”。

　　致力于強化汽車業(yè)務的中國華為技術已經(jīng)開發(fā)出把3種主要零部件、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、BMS、PDU一體化的電動驅(qū)動橋的標準產(chǎn)品。作為電動驅(qū)動橋的海外廠商在中國市場占據(jù)首位的尼得科(原日本電產(chǎn))也表示，計劃2024年6月投放整合了與華為相同零部件的電動驅(qū)動橋 注)。

　　(注)據(jù)稱尼得科還將根據(jù)客戶要求增加PTC(Positive Temperature Coefficient)加熱器。

　　比亞迪可以說是這種X合一潮流的引領者。在海豹和“ATTO3”等全球戰(zhàn)略EV車型上，集成8種零部件的電動驅(qū)動橋已經(jīng)實用化。據(jù)悉，比亞迪的八合一電動驅(qū)動橋除了3種主要零部件、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、BMS、PDU之外，還把車輛控制器集成到一個模塊中。整合的目的是“有效利用車內(nèi)空間，降低成本，實現(xiàn)輕量化”(比亞迪)。

　　下面，讓我們來看看從車輛上拆下的八合一電動驅(qū)動橋(圖2)。

圖2 從車輛上拆下的后輪處的八合一電動驅(qū)動橋

馬達上附有可能是用于降低聲音和振動的外罩。(照片：《日經(jīng)XTECH》)

　　采用簡單的2層結(jié)構(gòu)

　　八合一電動驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)為2層，下部配置馬達和齒輪箱單元，上部配置逆變器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等組成的高壓零部件單元(圖3)。這種零部件配置與許多三合一電動驅(qū)動橋采用的形式大致相同。類似于把三合一中，相當于逆變器的部分替換為集成高壓零部件的單元。

圖3 拆下電纜和外罩的八合一電動驅(qū)動橋的外觀

高壓零部件單元配置在馬達和齒輪箱單元之上。實際測量質(zhì)量為114千克。(照片：《日經(jīng)XTECH》)

　　外形尺寸(標稱值)為車輛前后方向591.3×寬度方向612.2×高度方向360mm。雖然把八種零部件合為一體，給人的印象卻很緊湊。標稱質(zhì)量為104～106 kg，實際測量結(jié)果為114 kg。

　　顯眼的高壓電纜較少

　　比亞迪的八合一電動驅(qū)動橋引人注目的是用于連接的高壓電纜數(shù)量少。與電動驅(qū)動橋通過高壓電纜連接的有3處，分別是電池組、直流電源用充電口、交流電源用充電口(圖4)。通過把DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、BMS集中至電動驅(qū)動橋，盡量減少了高壓電纜和連接器。

圖4 后輪處的電動驅(qū)動橋的側(cè)面

高壓電纜從匯聚逆變器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等的上側(cè)單元的3處伸出。(照片：《日經(jīng)XTECH》)

　　有分析認為，比亞迪進行整合的目的之一降低成本，很大程度上是通過削減這些高壓電纜和連接器來實現(xiàn)的。對于EV和混合動力車(HEV)等電動汽車來說，這些高壓電纜和連接器是不可或缺的零部件，但也有人感嘆“總之成本很高”(美國大型零部件企業(yè)的動力總成技術人員)。

　　安裝高壓電纜多為手工作業(yè)，由于電纜直徑較粗且較硬，因此難以操作。如果能減少電纜數(shù)量，應該也能減輕配線作業(yè)的負擔。

　　與大眾ID.3的不同

　　如果分別配置三合一電動驅(qū)動橋和DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、BMS，則所需的高壓電纜數(shù)量和連接器個數(shù)會隨之增加。以日經(jīng)BP在2021年拆解的德國大眾(VW)首款EV“ID.3”為例很容易理解。

　　ID.3在后輪處搭載三合一電動驅(qū)動橋，DC-DC轉(zhuǎn)換器與車載充電器分別配置(圖5)。電動動力總成及其周邊零部件的高壓電纜的連接包括(1)逆變器和電池組(2)DC-DC轉(zhuǎn)換器和電池組(3)車載充電器和電池組(4)直流電源用充電口和電池組(5)交流電源用充電口和電池組，共有5個系統(tǒng)。

圖5 大眾ID.3的高壓零部件的配置

DC-DC轉(zhuǎn)換器搭載于車輛前方，車載充電器搭載于車輛最后方。(來源：《日經(jīng)XTECH》根據(jù)大眾的資料制作)

　　此外，ID.3把BMS內(nèi)置于電池組中，通過高壓電纜把9個電池模塊與BMS連接起來(圖6)。

圖6 大眾ID.3的電池組

連接9個電池模塊和電池管理系統(tǒng)(BMS)的高壓電纜位于電池組內(nèi)部的中央。(照片：《日經(jīng)XTECH》)

　　電動動力總成和周邊零部件的集成不僅可以減少高壓電纜和連接器。與單獨配置各個零部件相比，還可以減少零部件數(shù)量和占用的體積。有分析認為，由于可減少容納各零部件的外殼數(shù)量，因此也有助于削減金屬材料等。