电动GO



从宋车族看比亚迪车型轻量化和模块化技术发展


Tags:车型测评    发布时间:2017-07-17 10:31

本文为笔者耗时3年,对比亚迪宋车族的燃油版、电动两驱版、电动四驱版、全时电四驱混动版的悬架技术变迁进行独家解读。

禁止任何网站和公众号转载。


作为一名新能源汽车评测编辑,已经对比亚迪秦系列、唐系列车族进行全幅面跟踪报道和技术评测。对比亚迪而言,插电式混动汽车技术路线发展十分清晰。但是以往车型开发,还是基于传统车,换装新能源动力改型而来。从宋车族开始,比亚迪不仅开始“单一车型,不同动力”设计步伐,更开启并实施整车分系统轻量化,针对不同动力单元、不同驱动模式的新能源车型平台的正向研发计划。

在展开本文之前,有必要对比亚迪插电式混动汽车发展做一个技术脉络的回顾:

F3DM:作为比亚迪研发、制造并量产的第1款插电式混动汽车。这一车型采用的F3车族架构,为传统汽车改型而来。F3DM的匹配的混动驱动模式,实际上是比亚迪探索“智能驱动模块”的第一步!

秦(2014年量产版)及双冠版秦:第2款量产的插电式混动汽车。较F3DM而言,秦(2015年量产版)搭载的混合动力总成更加先进。1.5Ti涡轮增压汽油及+前置驱动电机+6前速干式双离合变速器+磷酸铁锂动力电池,为全球范围首款量产的性能插电式混动汽车。至2015年,在秦的基础上增加了怠速充电功能以及外观内饰的细微调整后,延伸出双冠版秦。秦系列插电式混动汽车,依然采用F3的车身架构,由F3DM的H型副车架进化为加强型前框型副车架,后悬架继续使用扭力梁式半独立架构。

秦EV:虽然作为秦的电动版,但是将秦系列插电式混动汽车后置动力电池,转移到车身焊接下部(以便搁置更大电量的动力电池)。为此,秦EV的后悬架,进化成钢制多连杆独立悬架。这一悬架的变化,完全可以被认为是比亚迪在整车悬架技术层面迈出的“一小步”。

CRC版秦100赛车:在秦EV上市之后,比亚迪梦想赛车队,改装了4台CRC版秦100插电式混动赛车。采用量产状态的秦商品车,更换“T型”三元锂动力电池,使用类似于秦EV的钢制多连杆独立后悬架。

秦100:作为秦系列最新重大改型,虽然还是搭载1.5Ti+前置驱动电机,但是换装了三元锂动力电池,并采用铝合金材质前后独立悬架!如果说秦EV换装的钢制后多连杆悬架进化了“一小步”,那么秦100的悬架技术的进步可以用“一大步”来形容了。

唐(2015年量产版)及唐100:换装了2.0Ti增压发动机、6前速湿式双离合变速器,磷酸铁及三元锂动力电池,后驱动电机,构成了完整的一套“实时电四驱”系统。这也是比亚迪制造的首款四轮驱动性能SUV。在秦系列技术状态基础上,增加的后驱动电机,为比亚迪唐系列带来的性能提升是巨大的。尤其唐系列的后悬架再次进化为镁铝合金材质的多连杆独立架构。

宋车族:在比亚迪先后推出秦、唐之后,宋车族发布了。与秦系列、唐系列不同的是,宋车族从车型设计阶段,就清晰的规划出“燃油版”、“电动版”、以及“混动版”搭载不同动力总成的车系划分。这也开启了比亚迪“单一车型,不同动力”造车理念的变化。当然,针对不同动力总成、不同驱动模式,宋车族也设计出不同悬架形式。

1、2015年6月,比亚迪基地测试场燃油版宋(早期工程样车):


这也是笔者首次见到无伪装的燃油版宋。如上图所示,唐、燃油版宋、四驱S7并排停放。仅从外观研判,笔者不能确定这台燃油版宋是否为四驱车型。由于,比亚迪在持续发力秦、唐系列混动汽车,及实时电四驱技术同时,也在对搭载适时电子四驱技术和整车集成进行研发。

在2014年北京国际车展期间,与尚未量产的唐同台展示了四驱版S7,就是最好例证。

位于深圳坪山的比亚迪汽车测试场占地面积近16万平方米,由高速环形跑道、强化测试道路及性能测试三大部分组成。其中包括高环跑道、综合性能测试区域和三种不同坡度的坡道组成。试车场的强化测试道路主要进行零部件、车身、悬架、总成等结构的强化疲劳及可靠性试验。其中性能广场约占地4.6万平方米,能供汽车进行操控与稳定性试验、路噪与风噪试验及其它性能试验。制动试验道全长200米,可供汽车进行制动安全性试验。长直线测试道全长约1.4公里,可供汽车进行常规性能试验。坡道包括10%,20%及30%三种坡道,能够供车辆进行爬坡试验及驻车性能等试验。而性能测试设施主要提供汽车进行整车及总成的各种性能测试的场所。


此时进行测试的燃油版宋,虽然外观和内饰接近量产状态,但是整车的动力、传动、悬架以及可靠性,还要持续测试。并未插电式混动版宋DM、全电驱动版宋EV等车型标定提供参照数据。

实际上,多达300台燃油版、混动版以及电动版宋测试车已经在、已经完成了漠河等极端气候区域的测试,并将开启在格尔木、吐鲁番等高海拔和高温区域,对动力总成、悬架、低温、续航参数的实地路测。



		

上图是混动版宋在高环跑道上以120公里/小时进行测试特写。

燃油版宋悬架调校的风格完全不同于唐,而唐的悬架调校风格与S6、S7相似。换句话说,唐系列作为比亚迪第一款搭载实时电四驱混动SUV,作为全行业技术标杆存在,匹配的动力、传动、悬架、电池技术,可以单独、部分甚至整体移植到不同车型。这也就是燃油版宋、混动版宋以及电动版宋的悬架不同,却车身尺寸以及整车设定完全一致的原因。



		

上图为笔者在深圳比亚迪基地测试场拍摄到前驱燃油版宋后悬架特写。

带有副车架,拖曳臂、双横置A型摆臂的独立后悬架结构,首次出现在比亚迪车型序列中。很明显,后副车架中央预留了后差速器和四驱耦合器空间和悬置锚点。从借用S7的排气管尾段,则从后副车架下端通过。无论后悬架细节,还是借用其他车型的排气管,都预示着这台前驱燃油版宋的早期工程样车的身份。

2、2015年10月,海拔4000米的格尔木燃油版宋(工程测试标定用车):

2015年9月,笔者驾驶比亚迪唐前往青藏线起始点的格尔木,对燃油版宋测试车进行评测。在同年4月的上海车展,比亚迪正式展出了燃油版宋、插电式混动版宋DM。燃油版宋拥有搭载2.0T、1.5T以及1.5自然进气发动机三款车系。


笔者在海拔3500米-4500米青藏线的的野牛沟景区,对搭载2.0Ti增压发动机+6前速湿式双离合变速器的燃油版宋进行了测试。

这台完成了漠河低温测试的燃油版宋测试车的后副车架、双横置A型摆臂以及排气管的细节处理的更细腻。早先的后副车架中央为后差速器和四驱耦合器预留的空间,被排气管占用。这意味着,燃油版宋将不再考虑搭载适时电子四驱系统,仅有前驱燃油车型销售。

3、2017年10月,燃油版宋量产车在APRC龙游段赛道测试:

笔者在完成了格尔木对燃油版宋的测试后返京,并驾驶燃油版宋量产车前往龙游报道比亚迪梦想车队参加APRC(亚太汽车拉力锦标赛)赛事。此次驾驶的燃油版宋量产车,为搭载2.0T增压发动机、6前速湿式双离合变速器、前轮驱动的顶配车型。


在报道赛事同时,笔者驾驶燃油版宋量产车在APRC龙游段赛道进行操控测试。由砂石构成的超级短道赛道上,在比亚迪梦想车队车手带领下,小心翼翼的体验不同角度弯位出弯、入弯的操控感受。属于SUV车型燃油版宋的重心较高,且“前悬架低、后悬架高”的技术特征与拉力版秦赛车完全不同。


如上图所示的这组弯道,多位其他车队车手都曾发生转向不足导致失控。多个连续小角度S弯后就是一个90度右转弯。以往APRC车手在驾驶大马力四驱赛车通过这个弯位时,车速可达得到90-110km/h。以量产车状态在同一赛道,同一弯道进行操控测试时,转向极限则接近70公里/小时。

在APRC龙游段赛道中的测试,燃油版宋的后双横置A型摆臂的独立悬架优势被很好的体现。

4、2017年4月,比亚迪前驱电动版宋EV300实测(量产车):

经过2016年,中国新能源市场发展的更加正规,比亚迪以提升续航里程、降低整车售价,并推出新车型,来应对补贴退坡政策。电动版宋EV300,与秦EV、e5以及新e6在细分市场与竞品车型比拼。


笔者第一时间获得的这台电动版宋EV300,为前轮驱动型。160千瓦驱动电机、“4合1”控制单元,2套散热系统,47.5度电的“磷酸锰铁锂”动力电池、以及换装镁铝合金多连杆独立后悬架,都成为电动版宋EV300的显著技术特征。

电动版宋EV300的后悬架,完整的移植了唐系列的镁铝合金多连杆独立架构。红色箭头所指的是,后副车架预留的后驱动电机空间。这也意味着,电动版宋EV300或将有搭载“实时电四驱”系统的改型,或处于测试状态、或处于即将量产状态。

红色箭头:承载“悬吊”后驱动电机的后副车架

黄色箭头:镁铝合金材质后拖曳臂

白色箭头:镁铝合金材质后下摆臂

绿色箭头:后连杆(调整后轮束角)

蓝色箭头:后稳定杆及竖拉杆

前驱的电动版宋EV300换装镁铝合金独立后悬架最大好处,就是在不通路况时,轮下反馈更迅速。在通过一些崎岖路面时,车身姿态的波动被控制在一定幅度。这与以往比亚迪制造的车型表现完全不同。


上图为前驱电动版宋EV300车身焊接后地板细节特写。设置有7千瓦交流慢充和40千瓦交直流快充控制模块。

           

处于“炮弹坑”路面,右前轮和左后轮处于最低端,左前轮和右后轮减震被压缩,整车姿态几乎水平,全独立悬架(多连杆)优势+驱动电机线性扭矩输出,宋EV300两驱版的操控、动力和续航或将达到一个更完美的平衡状态。

5、2017年3月,四驱电动版宋EV工程测试车(比亚迪工程院测试用车):


0/50
	

在测试前驱电动版宋EV300量产车之前,笔者对四驱电动版宋EV工程测试车,抢先进行了了静态评测。作为全球范围内少有的四轮驱动电动汽车,比亚迪四驱电动版宋EV的测试,具有十分典型的技术特征。


0/50
	

上图为四驱电动版宋EV300车身焊接后地板细节特写。由于后桥搭载了1台110千瓦驱动电机,因此除了快充线缆和控制系统,还增设了一组电机控制模块。


0/50
	

四驱电动版宋EV300后驱电机以及镁铝合金多连杆独立悬架,实际上就是唐系列车型后驱动总成的完整复制。


0/50
	

当然,唐系列车型属于中大型SUV,宋车族属于紧凑型SUV,车身焊接、轴距以及前后驱动桥平台完全不同。

燃油版宋、电动版宋(含搭载实时电四驱系统改型),却做到了相同车身架构,换装不同后悬架的技术突破。

6、2017年5月,深圳独家试驾插电式混动版宋DM(准量产车):



		

2017年5月上市的插电式混动版宋DM,为宋车族技术最先进,性能最强的改型车。插电式混动版宋DM,搭载1.5Ti汽油机、6前速干式双离合变速器、前后2台驱动电机、水冷散热(保温)三元锂动力电池组件。且匹配了重新调校的1.5Ti发动机、6前速干式双离合变速器和实时电四驱控制策略。用“控制策略”平衡,前后驱动桥的扭矩差,并用“电驱动”技术,提升整车操控性和舒适性。



上图为比亚迪宋DM的前后悬架细节特写。

红色箭头:为了避开排气管前部软连接,塑料护板一分为二

黄色箭头:铝合金材质动力电池组件

白色箭头:动力电池(保温)水管(进、出各一只)

令人惊喜的是,插电式混动版宋DM采用具备水冷散热(保温)功能,装载17度电(或16断电)的镍钴锰材质三元锂电池。

在燃油版宋、电动版宋基础上,插电式混动版宋继续保持了相同的车身焊接以及前后悬架技术状态。


电动四驱版宋EV300与插电式混动版宋DM的后悬架结构完全一致。与唐系列相比,车身焊接尺寸(车宽)的不同,导致后驱动半轴或不通用,后稳定杆技术拉杆尺寸不同。但是,后置驱动电机的悬吊装置以及后副车架重新设定。


上图为插电式混动版宋DM后悬架的镁铝合金下摆臂细节特写。S6DM-2914020即车型代码+零件编号,S6DM就是唐系列的早期厂家编号。

至此,插电式燃油版宋DM完全有资格成为全球范围内,品质最可靠、技术最稳定,且被实时电四驱系统加持的插电式混动汽车。

7、2017年6月比亚迪系模块化新能源车型技术平台:


0/50
	

在前奥迪设计师加盟比亚迪同时,比亚迪对整车悬架和车型平台的开发做出了基于新能源特征的调整。从秦车族开始,曾被人诟病的悬架调校的问题,将在2018年之后推出的全新车型上给予解决。


上图为比亚迪系模块化新能源车型平台结构简图。
	

比亚迪在售的唐、宋的车型(新能源车型)已经完成了镁铝合金多连杆后悬架的轻量化,在秦100车型,完成了前悬架(转向节)、镁铝合金后副车架以及多连杆独立后悬架的轻量化。而在未来模块化新能源车型技术平台上,换挡支架、前制动系统、传动轴、很想稳定杆、前副车架、动力单元悬置总成、转向机壳体以及加速(制动)踏板等分系统,都将进行材质或工艺层面的轻量化改进。

加上现有后悬架技术的轻量化,或2018年上市的比亚迪系新能源车型,通过全车轻量化提升操控性同时,降低能耗(电耗或油耗)。

整车及分系统的轻量化好处是,可以将1组或多组分系统轻量化技术,用于以往车型的改型。采用版扭力梁后悬架的双冠版秦、采用多连杆独立后悬架的秦EV以及使用前后镁铝合金独立悬架和副车架的秦100车型的进化,就是最好例证。

分系统轻量化,可以被看做是“小阶段的目标及改进手段”。那么,模块化新能源车型平台的研发,则可以认为是“比亚迪向全球新能源市场出击的杀手锏”。

从比亚迪目前掌握传统和新能源的核心技术看:

1.5汽油机、1.5Ti汽油机和2.0Ti汽油机,将成为未来比亚迪传统车和插电式混动汽车主力发动机。6前速干式双离合变速器和6前速湿式双离合变速器,已经匹配到不同级别、不同驱动形式的传统汽车和插电式混动汽车。尤其是,通过“0-40公里/小时电驱动控制策略”,最大化的降低双离合变速器低速蠕动换挡冲击过大的弊端,并延长压盘片长时间“半联动”的异常损耗问题。

前置最大输出功率160千瓦和110千瓦驱动电机,后置最大输出功率150千瓦和110千瓦驱动电机,将成为比亚迪系不同级别和驱动模式的新能源乘用车“标配”。而比亚迪系新能源商用车,还拥有最大输出功率90千瓦的轮边驱动电机及轴间电机改型。

比亚迪自行研发和制造的“磷酸铁锂”动力电池和“磷酸铁锰锂”动力电池,与不同“当量的”水冷散热和保温系统相匹配,适配至秦车族、唐车族、宋车族、K系电动大巴和T系电动载具。

匹配不同功率的前、后置驱动电机和不同排量的汽油机,成为最基本的“实时电四驱系统”。在前后至驱动桥之间,也可增加1或2组驱动电机构成的驱动桥,成为6轮驱动或8轮驱动的电驱动、插电式混动、增程式混动车型平台。

从比亚迪官方渠道获取的模块化新能源车型平台技术路线研判,前驱动单元、后驱动单元、电池组件,都可以通过单独或多个模块分系统调整,延展出乘用车、MPV和SUV车型。


实际上,比亚迪系模块化新能源车型技术平台,与大众即将全面推行的“MQB”平台极为相似。只不过,比亚迪的车型平台,在立项之初就将新能源技术特性,作为模块化平台的研发大前提。大众“MQB”车型平台,则以传统动力车型为主,兼顾新能源车型的延展。
	

8、或于2017年10月上市的七座版宋(插电式油电混动前轮驱动,燃油版前轮驱动): 

2017年4月上海车展期间,与插电式混动宋DM同时上市的还有七座版宋。在“宋车族”架构下,延伸出插电式混动版七座宋,与燃油版七座宋,实际上使用的与现有“宋车族”完全不同的车身架构和悬架。

虽然七座版宋(不同动力),匹配的是扭力梁式半独立后悬架,却使用了全新的比亚迪系模块化新能源车型技术平台。

备注:对于宋七座技术验证车评测稿件,笔者即将撰写完毕推出。

9、2017年4月,“王朝”系列概念车-“2代唐”技术验证车:


虽然在2017年4月上海车展上以“王朝”概念车名头对外展示。但综合诸多信息分析,这款“王朝”系列概念车,就是使用比亚迪系模块化新能源车型技术平台“2代唐”技术验证车。
	


王朝“系列概念车-2代唐”的车身设定,为比亚迪造车20年积累的结果。“2代唐”的技术架构,也代表着比亚迪造车20年最高技术状态。
	

尽管,比亚迪官方并未对这款王朝“系列概念车-2代唐”发布任何动力、悬架、配置等信息,但通过分析公开展示的“王朝”系列概念车后悬架细节,或可得知拼接出一丝信息。

红色箭头:2017年4月上海车展期间,笔者拍摄到“王朝系列概念车-2代唐”后驱动电机细节特写。

通过放大图片研判:

红色箭头:为后置驱动电机铝合金壳体固定螺栓

黄色箭头:后置驱动电机散热组件

需要注意的是,目前在售的比亚迪系新能源乘用车使用的160千瓦、150千瓦、110千瓦驱动电动机,采用的是水冷散热系统,且没有为驱动电机配置散热总成(鳍片)。

而王朝“系列概念车-2代唐”的后驱动电机,明显增加了一组驱动电机润滑油脂(或防冻液)散热器(鳍片)。

换个角度研判“王朝”系列概念车-“2代唐”的右后悬架细节:

红色箭头:镁铝合金材质下摆臂

绿色箭头:被遮蔽的镁铝合金拖曳臂

红色箭头:拖曳臂被遮蔽的部分

黄色箭头:镁铝合金材质后转向节

根据前文提及内容看,宋车族(不包括燃油版宋和七座版宋)后镁铝合金独立后悬架,移植自唐车族。但是,宋和唐车族的后转向节依然为铸铁制造,且镁铝合金材质下摆臂末端(固定在转向节座)较为弯曲。

就在撰写本文的同时,笔者报道了已量产版秦100商品车改装CRC版赛车的中国汽车拉力锦标赛张掖站赛事。

CRC版秦100赛车的带有后副车架多连杆后悬架全部改为镁铝合金材质。其中后拖曳臂、后拉杆的技术状态几乎与“王朝系列概念车-2代唐”相同。


尤其是镁铝合金材质后转向节、后拖曳臂以及后拉杆等技术特征,与上海车展展出的“王朝系列概念车-2代唐”相应部件完全相同。

综合比亚迪系模块化新能源车型技术平台,的前后悬架换装镁铝合金材质独立悬架的轻量化设定。几乎就可以肯定,“王朝”系列概念车-“2代唐”,就是比亚迪系模块化车型技术平台的首款车型。即便王朝“系列概念车-2代唐”被前后悬架、动力舱被完全遮蔽,也可以通过琐碎技术细节特征,获得这一结论。

笔者有话说:

从2008年,笔者试驾比亚迪首款电动汽车-F3e开始,笔者即关注比亚迪系新能源技术、整车及全产业链实时动态。

2008年-2012年,比亚迪在市场存在太多不确定同时,即开始对秦、唐等车型需要的驱动技术、动力电池技术进行研发。与此同时完成了e6和K9系列电动汽车(大巴)的量产准备。

2012年-2016年,始终走在中国新能源市场最前端的比亚迪系新能源技术特征显著,看似“性能过剩”,实际上是为更多新车型进行验证。基于双离合变速器的混动驱动模块,可以承受更多来自汽油机输出的扭矩,与实时电四驱系统匹配,为性能更强劲的插电式或增程式混动车型的推出,提供技术和可靠性基础。

2017年开始,比亚迪在推出更多新能源车型同时,着手对悬架的调校,分系统的轻量化以及正向研发的模块化新能源车型技术平台的研发。

比亚迪在新能源领域的发力,每个时间段都有不同技术突破,且更多技术在更短的时间节点被应用,这一战略层面的变化,值得众多中国本土车厂学习。

至2018年,丰田、本田、通用、大众都将在中国合资厂,生产性能更稳定、更具性价比的新能源车。这将对体量并未达到巅峰的中国新能源市场最大冲击。

不过,好在北汽新能源已经用ARCFOX-1平台用于车型延展、用ARCFOX-7平台用于技术延展;上汽荣威用i6和RX5车型平台进行驱动模块、动力电池模块化适配。

而比亚迪或将在2018年推出的新能源车型采用“型号牵引”模式研发。先确定待开发车系平台、动力、传动、电池以及续航里程和能耗数据目标,再通过现有分系统、车型平台从新研发更新技术获得性能兼顾稳定性的型车型。