我在汽车主机厂工作了10年,每天的工作就是参与汽车的研发,不敢说懂车,但是自己的那一亩三分地还是能整明白的。
(本文会持续的更新,给小白们普及一下汽车,发动机的基本知识,包括电车电池包相关内容,欢迎大家留言,一起探讨汽车知识。)
现在有太多的人号称自己“懂”车,你去打开抖音,快手,小红书,知乎,关于说车的一大堆,同一款车,有人说好,有人说差,有人推荐,有人诋毁,很多网友都被车评人的情绪带跑偏了,导致对某款车只有片面的了解,就开始下结论说这款车行或者不行。
还有一部分是修车人的评论,修车人相对说车人还能好一点,起码从汽车售后维修这个角度还是能给点部分意见的,但是也是很片面的,还有一部分是大学或者专科学校的老师,他们的主要工作是授课,给大学生授与汽车方面的课程,也是能给一些建议的,大学老师对理论的理解还是很扎实的,但是理论对消费者来说没啥用,本人大学也是学的汽车专业,毕业后一直从事汽车设计工作,算是专业对口了吧,其实大学学的知识95%在工作中都用不到,这就是事实。
汽车是个复杂的系统工程,涉及的专业面太多了,冲压,铸造,锻造,焊接,注塑,组装,质量控制,实验,法规,标定等等一些列的专业,单独拿出来一个模块就够你研究一辈子的的,不是说你设计一款很牛的发动机,你采购一款很厉害的变速箱然后组装在一起,就能造出一台好车。
普通消费者应该如何选车呢,我个人认为买车之前还是要稍微了解一点汽车知识的,然后根据你的预算以及你的需求再去做选择。
先看销量
一款车销量好,说明这款车还是得到了消费者的认可,一款车销量好必定有其原因,新手小白对汽车不太了解,销量是最好的参考,虽然不一定正确,但是随着大流走,基本不会犯大错,后期的售后维修相对来说也容易。但是销量好的车大部分是性价比高的车,比如五菱宏光MINI EV,比亚迪宋,轩逸,朗逸。
配置应该如何去选
一款车有很多配置,低,中,高,各种各样的配置,高配与低配之间的价格差挺多钱呢,看自己的使用频率,有很多配置自己一年到头都使用不了几次的就没必要选了,比如,方向盘加热,座椅通风,座椅加热,如果你一年到头都不怎么开车,或者每次开车的时间都很短,其实这些配置都没必要选,这些配置都是锦上添花的,没有的话也不会影响这台车的性能,有了,只是多了一种选择。个人的经验是次低配的性价比最高,当然了,还是得看个人喜欢。
国产跟合资车该怎么选
这块内容得好好说说了,国内的汽车工业起步晚,只是在最近20年来,得到了空前的发展,欧美日本汽车发展得早,领先了国内好几十年。但是国产车做的越来越好了,很多车型的销量都是遥遥领先合资车。汽车是个系统工程,涉及到的领域很多,研发周期也很长。欧美的汽车一般研发一款汽车的时间是36个月,也就是3年,这3年里,从样件开始就得不停的做实验,每一个阶段,每一个时间节点,要把这款车做到什么样子,零件完成哪些设计工作,实验工作,都会写的清清楚楚,这就是所谓的研发流程,这是欧美国家上百年来的积累,国内的自主品牌一开始是学习欧美,然后改进一些,我知道的国内的品牌有一年半推出一款车的,长一点的时间2年的时间,有时候吧这是一件好事,研发时间越短的确是可以提前上市抢占市场,但是质量的表现,性能的稳定堪忧啊,没关系的,交给供应商,让供应商去解决,国内的品牌基本就是这样,逼着供应商把时间提前,逼着供应商把控质量这一关,供应商要是靠谱点呢,也还好,要是不靠谱呢,上市之后,大毛病没有吧,也是小毛病不断。还有一个是用料的问题,汽车的每个零件都是有成本的,主机厂大部分都是采购供应商的,有些主机厂因为销量很好,有量做保证,可以把供应商的价格压的很低,而且每年还要求供应商降价,但是供应商也是要赚钱的啊,只能从用料跟质量上入手的,比如眼睛看不见的地方,就别用那么好的料了,差不多糊弄一下就行了,实在不行,干脆取消得了,反正也看不见,保险杠的防撞梁就别搞那么厚了,材料越多越费钱啊,车门里面的护板,别搞那么多了,整一个就行了,这么一算,整辆车成本省了还真不少哈。至于那些要满足国家法规要求的部分,单独拿出来说。所以呢有很多车就卖的很便宜,而且车价越来越便宜,国产车这么干过,有很多的合资车也是这么干的。不过美系车相对来说能好点,虽然也这么干,但是没那么放肆。同价位的,同级别的国产车一般都是比合资车配置丰富,这个就要看个人了,然后真的需要那些配置,就选国产,但是你得接受国产车得的缺点,如果不需要那些花里胡哨的配置,就选合资,容错率大一些。合资车的质量控制能比国产车好一点,这是事实,质量控制是由时间积累的,不是说你找个牛一点的供应商就能搞定的。
先讲这么多吧,还有很多要讲,后面慢慢更新。
接着更新
国产车呢,起步晚,国产车一开始的设计就是逆向,所谓的逆向就是买一台车,给拆了,拆之前拍照,拆的过程中拍照,拆以后也拍照,涉及到螺栓扭矩呢,拆之前,用扭矩扳手打一遍,测量一下螺栓的扭矩,记录,最后把拆解后的零件用机器扫描一下,然后用CATIA把零件的模型画出来,整个过程就叫做逆向,我大学毕业后的第一年就是干这个工作了,拆了四辆车,然后画零件。所以早期的国产车都特别像进口车或者合资车,各大主机厂都是这么干的,这么做也只能模仿个皮毛,精髓都是学不到的,其实日本汽车也是通过这个方法发展起来的,但是日本汽车后来发展了属于自己的一套流程跟标准,还是非常牛的。
中国人其实是很聪明的,我们的优势是在别人的基础之上修改,然后变成我们自己的东西,但是底层的构架跟逻辑还是别人的,这就导致我们很难发展成真正属于我们自己的技术。
国产车可以买的,但是尽量买销量好的,后期维修啥的也方便,开起来的感觉大部分是不如合资车跟进口车的,这就是再怎么模仿,都模仿不到精髓,但是不耽误代步,也是能开的。国产车的质量控制相对来说也是不如合资的,质量控制跟两个因素有关,一个是成本,另一个是经验的积累。比如说,市场上反馈某个车型有质量问题,厂家会去评估这个问题出现了多少次,目前这款车型销量了多少,这个问题是在开了多少公里出现了,出现的地域是哪里,等等一系列的分析。然后工程师回去重新校核设计有没有问题,设计是不是按照设计标准规范来做的,供应商的零件制造尺寸有没有超差,工厂在装备的时候,有没有按照装配标准来的,等等一些列的分析,如果说,这个问题是因为设计问题,或者供应商制造超差了,出现的概率还挺高,那么就得进行设计变更了,设计问题主机厂来承担,供应商问题,供应商来负责。这个设计要求,装配要求,不同的主机厂可能要求不一样,合资车企的要求肯定是很多的,因为这都是经验的积累,国产车没那么多积累,相对要求就不是那么多,这就能体现出,国产车跟合资车的区别了。之前跟我同事聊天他之前在合资发动机工厂说有一次产线上的零件出现了裂纹,整个工厂的领导包括老外都到位了,在研究问题究竟出现在哪里,但是在国内车厂,员工都很淡定说是这样的问题,每天都会出现,太正常不过了。所以说,合资车的质量控制相对国产车好一点,但不是绝对。
在一开始研发的时候,我们都会评估这个零件用什么材料,这个零件交给哪一家供应商去做,然后考核不同的供应商的能力。车企在研发的时候也是要考虑成本的,通常都会选一家性价比高的供应商,就是报价不贵,质量也说的过去,但是有些重要的零部件就是得找靠谱的供应商,不能出现任何质量问题。然后在每一年都会要求供应商降价,供应商也是得生存,在我看来要求供应商降价大部分都是降质量,除非你有足够的量来支撑降价。其实好的质量成本就是高,不存在那种质量非常好,价格又很便宜的那样。
接着更新
今天讲讲发动机,我做了5年的发动机研发,讲讲皮毛。
发动机是一个复杂的机械运动零件,包括配气系统,排气系统,燃油供给系统,冷却系统,润滑系统,这世上很难找到有比发动机还复杂的机械了。
发动机技术到目前为止还是继续垄断在欧美,日本企业手中,国内的发动机技术,始终无法超越。发动机的研发其实跟整车研发差不太多,只不过有很多零件的验证跟实验不同,包括发动机本体也有很多实验要做。发动机其实是很耐造的,什么暴力踩油门,暴力刹车都不会损坏发动机,所以在保证安全,遵守交通规则的情况下,请放心大胆的踩油门吧!发动机有个耐久实验,是让转数维持在5000-6000转,连续跑800个小时,什么概念呢,这800个小时妥妥的超过24万公里,而且是在高转速之下,耐久试验就是跑问题的,出现问题了,记录,改正,跑完了耐久试验就拆机,然后每个零件逐步的去找问题,看看有没有磨损,有没有没损坏,就是要把问题跑出来然后改正。其实每个零件在研发的过程中也要做耐久,疲劳,腐蚀,等等一些列的实验,不同的零件有不同的要求,所以汽车的研发是一个长周期的过程,单独的零件没问题并不代表装配在一起没问题,一年不出问题,并不代表2年不会出问题。国内自主品牌把研发周期提高到了1年半,或者2年,你们自己心里掂量掂量吧!
我们日常在市区开车的过程中,发动机转速很难超过3500转以上,所以不要认为高转速对发动机不好,长时间开车对发动机也不好,甚至在跑高速的时候,跑一段时间找个服务区把引擎盖打开,给发动机散热,这些都用不着,就放心开吧,没事的。
发动机要定期保养,就按照使用手册上的来就行,维修手册是厂家撰写的,上面的时间都很保守的。我个人保养发动机的时候都会把使用手册上面的时间往后延,我个人是了解一点的,如果你们不懂就按照使用手册上面的时间来,不会出问题的。我们公司美国有个润滑专家来中国给我们做发动机润滑设计的培训,我们同事有问过专家,发动机的机油到底应该多长时间换一次,那个专家给出的答案是,如果是全合成机油1.5万公里换一次就行,如果是半合成1万公里换一次就行。我个人比较谨慎,我用半合成机油一般是8000公里换一次。
接下来给大家讲讲三缸机
一提到三缸机,大家脑子里的第一印象就是三缸机抖动,噪音大,说的没错哈,三缸机相对于四缸机六缸机来说就是更抖动,噪音更大,这是三缸机的天性。你知道,人家车企也知道的,所以车企在开发的过程中都会同构设计来解决这些天性问题,抖动是可以通过平衡轴来减少的,但是没法消除,所以一般都是在曲轴下方,油底壳上面加一个平衡轴,由曲轴直接来驱动,有的平衡轴会集成一个机油泵,顺便泵油润滑,光有一个平衡轴其实是不能解决噪音的问题的,但是可以解决部分抖动,另一部分抖动通过发动机悬置来解决,其实抖动的问题相对来说还比较好处理,但是噪音问题是真的难搞,运气好点的话很容易就解决了,运气不好,就是怎么搞都搞不定,那怎么办呢,加隔音棉,就是在发动机外部包裹一层隔音棉,把声音盖住,然后再整个发动机罩,继续盖噪音,还有引擎盖,继续加隔音棉,你看噪音问题这不就解决了吗?
但是隔音棉得花钱啊,那么多隔音棉得花不少的钱,汽车得赚钱啊,这搞得那么高的成本,车价不就提高了吗?所以如果这个发动机用在低配上面就不加隔音棉了,你都选择低价的车了,就代表你能接受大的噪音,那些加隔音棉的发动机会用在高配置的车上,所谓一分价钱一分货,消费者花了钱,用好料也是正常的。所以有的时候买车也不能光图便宜,贵一点的车自然有贵的道理,像是有些能提高静音的配置,能保障你安全的配置,还是很有必要为此多花点钱的,当然主要还是看你自己的选择。
其实三缸机本身是没有错的,目前研发的三缸机在性能参数上,还有燃油经济性都是好于四缸机的,三缸机是被自媒体,说车人过分的放大了缺点,最后导致了整个中国市场都不待见三缸机。
企业研发三缸机的初衷是降低成本,相对于四缸机,少一个缸可以少很多零件,可以节省很多材料,重量也会减轻,从车企的角度来看,三缸机的优势比四缸机强的太多太多了,在研发阶段,成本是非常重要的,只有把成本降下来,车企才能有更多的利润,降下来的成本部分再让给消费者,车价也能便宜点。奈何中国市场就是不待见三缸机,你看搭载三缸机的车有几个销量好的,最典型的例子就是福特的福克斯跟福瑞斯,三缸机直接把这两款车干废,真是可惜了福克斯那么好的车,其实三缸的福克斯要比老款四缸机的要好太多,很值得购买的。福特的那款三缸机是全新研发的,应该是所有车企中,表现最好的三缸机。
接下来讲讲油耗
接着更新,油耗其实也是个复杂的问题,油耗跟许多因素相关,比如车重,路况,车辆的风阻系数,踩油门的轻重,一些列因素。各家发动机本身的的油耗都差不太多,因为发动机的技术摆在那里,基本到头了,很难再有新的突破了,但是总体而言日本的发动机油耗比欧美少一点,因为日本人有个特点,比较极端,技术上也是,他能把技术给你做到极致,但是还是那句话,但凡技术上拿得出手的,有亮点的,成本都不会低,最终的成本都会转嫁给消费者。
工信部给出的油耗一般都是在理想的路况下开出来的,还有很多是加95号汽油跑出来的,同样的路况,同样的车辆,95号汽油比92号汽油能省一点。我们消费者在实际用车过程中很难开出工信部的油耗,因为我们面临的路况更复杂。
影响油耗最主要的因素是路况,车重,跟脚法。等红绿灯的时候,起步的那一瞬间,那一脚油门是最耗油的,因为车辆由静止启动,需要瞬间把发动机的转速提上来,就得多喷油,发动机在标定的时候也会给你设置好,由怠速到起步这个过程中,喷油额外多,目的就是快速的把车的速度提起来,在这个基础之上,车越重的,油耗越高。还有就是脚法,一脚油门下去,转速直接怼到3500转以上,那得喷多少油啊,都是在烧钱。
混合动力的汽车就完全避开了汽车起步耗油的情况,无论是FHEV还是PHEV,在起步的时候都是用电来驱动的,低速行驶也是用电来驱动,只有高速的时候,发动机才介入,纯电模式适合在起步跟低速的时候用,高速的时候如果用纯电模式电能消耗的会更快,但是发动机就完全相反了,发动机适合高速的时候用,油耗反而会降低。
如果想省油,起步的时候,油门别踩的太急,慢慢来,同样刹车也是,遇到红灯,提前把油门松了,慢慢划过去,别到了红灯面前,卡擦来一脚刹车,直接刹住,这样刹车片磨损也快,轮胎的磨损也很快,这些都是驾驶习惯的问题。汽车在保持70-80公里的匀速行驶是最省油的状态,而不是车速100-120,100-120的风阻太大,远远没有70-80公里省油。
日本车,韩国车,还有部分大众车都很省油。日本的发动机技术占部分原因,最主要的还是车重跟整车的标定。
发动机标定就是定义性能,油耗,排放等一些列的参数,比如怠速的时候通常是800转,这个就是标定出来的,也有的发动机怠速标定为750转,或者900转,还有的发动机标定起步的时候会自动给油,不熟悉的司机会感觉到起步瞬间会有往前冲的一下感觉,发动机的功率也是标定出来的,现在有很多车企,一款发动机标定为低功率版本,跟高功率版本,然后高功卖的贵一些,这种行为纯属耍流氓。
车重对油耗影响还挺大的,你看那些销量靠前的车普遍都是排量不大,油耗低,整车质量轻等特点,这种车就是省油,好开,如果空间在大一些,轴距长一些,基本都是爆款,典型的就是大众朗逸,日产轩逸,丰田卡罗拉,凯美瑞,本田雅阁。
车重其实还跟安全挂钩,接下来讲讲汽车的安全以及用料的问题。
汽车的安全其实就是用钱堆出来的,什么主动安全系统,被动安全系统,堆的越多,花钱也就越多。安全带,安全气囊,侧面安全气帘,还有汽车前后防撞梁的吸能结构,都属于被动安全系统,被动安全系统不能主动去避免事故,但是在发生事故的时候可以保护你减少受伤害的程度,或者不收伤害。这里得重点说明一下,汽车安全带是保命的,车辆发生碰撞,只有安全带可以保你的命,至于安全气囊是减少受伤害的,所以,只要车辆在行驶,请务必系好安全带!务必系好安全带!
安全气囊呢当然是越多越好,什么头部气囊,膝部气囊,侧部气囊,都给你配上,全方位的保护你,还是那句话,配的越多,车价也会越贵。很多经济实用性的车,基本就给你配一个头部安全气囊,其他的都没有,都主打经济了,配那么多干啥,不是钱吗?如果你很在意安全这块,买车的时候可以多问问,不同的配置配的安全气囊是不一样的。
还有一个被动安全是防撞梁上面的被动吸能结构,说到这个真是来气,有些不良车厂为了降低成本,别说吸能结构了,就是防撞梁都给你省了,用一块泡沫来代替,那玩意反正是放在车身里面的,消费者又看不见,很多消费者买车又不懂,可能就忽略了这个。防撞梁最好的设计是用全铝的,厚度我见过有4毫米的,也有1毫米的,支撑防撞梁的结构设计成波纹形状的,发生碰撞的时候,用来吸能。有些车厂,把之前的铝材料改成钢的了,还是因为便宜,钢比铝要便宜的多,所以叫做防撞钢梁,如果改成钢的话,你把材料加厚一点也行,问题是,换成了一个钢片,就那小薄片,说句不好听的,你踹一脚就变形了,车辆发生碰撞了,还怎么吸能啊,真是糊弄消费者。
前保险杠里面得有泡沫,为啥呢,保护行人,就是撞到了人,得有泡沫作为缓冲,减少伤害。后保险杠里面就可以不用塞泡沫了,得用厚一点的防撞梁,就是防止追尾的时候吸能用的,大家都知道,有些省油的车,在这防撞梁,保险杠里面下足了功夫,能用塑料代替,能用泡沫代替,坚决不用金属,就算用金属,首选钢,还得薄一点,就是坚决不用铝啊,什么吸能结构,不得花钱啊,能省就省了吧,反正消费者也看不见,再说了,发生了碰撞有保险,保险公司拿钱换新呗。马路上很多车都是,被追尾了,或者追尾别人,撞得稀碎啊,一般都是省油经济实用型的车。
很多人会说,我买车是为了开,又不是为了撞,说的没错,没人希望发生交通事故,你能保证自己不去撞别人,但是你怎么保证别人不去撞你,有些薄皮的两厢车在高速上被大车怼的只剩一厢了,这后排座椅要是有人,这人不就直接没了吗,安全这东西只需要一次,一次就让你直接玩完。真的不要为了图省点钱,省点油,去选一台薄皮车。你看那些薄皮车,他把省下来的钱都用在了内外饰上,内外饰这是消费者可以直接看得见的地方,做的漂亮些,精致些,谁见了都没法拒绝,销量也提高了,多香。在我看来,安全才是汽车最重要的部分。
没讲完,接着更新
2019年中保研爆出帕萨特在25%偏置碰撞中A柱严重变形,144天后,上汽大众选择了中汽研C-NCAP重新进行了碰撞,不出意外肯定是满分,你说上汽大众造不好车?都是消费者给他惯坏了,仗着销量好,无底线的减配,这减下来的配置都是白花花的银子,装自己口袋里多香。
汽车的A柱B柱用的是高强度钢材,凯美瑞用过1500MPa钢,日产天籁用过1200MPa钢,本田英诗派用过980MPa钢,福特用的是1700MPa马氏体钢,总而言,车价越高,相对用料越好,越是经济实用型的,用料越是一般。车门的护板也是这个道理,你们去看经济实用性的车车门都是轻飘飘,贵一点的车,车门相对比较重一点,豪华车的用料一般都比较足,很多十来万的车,车门里面是没有防撞梁的,即使有也是薄薄的钢片,更别提隔音棉了。很多主机厂都会在眼睛看不见的地方做文章,能减配就减配,省下来的都是钱,反正消费者也看不见,摸不着。你看他们在美国市场上市的车敢吗,即便是国产车出口到欧洲质量用料一般都比国内的要好,欧美有严格的法规要求,尤其是设计安全方面的内容,相比而言国内的要求就低一点。但是在新能源电池方面,我们的要求是比北美跟欧洲严格的,很多在美国满足美国标准的,是满足不了国内标准的,这说明中国在新能源汽车领域是领先的,是好事。
销量好的国产车跟合资车,他们其实早就把中国消费者的心思摸得透透的,把钱花在眼睛看的到的地方,比如内饰做精致一点,外饰做的美观一点,配置搞得丰富一点,轴距拉长一点,至于看不见的地方,能省则省,有些涉及安全的护板也给省了,至于要满足国家碰撞的测试,那些地方单独处理,搞强一点,先把测试给过了,所以在碰撞测试中表现都不差,但是回到实战中,惨不忍睹。不要以为在中保研或者中汽研的碰撞测试中拿到了5分就觉得安全了没问题了,在我看来那只是最低标准,就像考试一样,60分只是及格,优秀生都得冲着90分去的,企业的标准一定得超过国家标准2倍以上才能说的过去,现在的部分车企为了赚钱真的是减配减的毫无底线。
讲一下汽车的主动安全系统,主动安全系统是可以避免事故的发生,我认为汽车中最好用的主动安全系统是ESP,也叫作车身稳定系统,就是如果你在高速上行驶,突然遇到障碍物,我们的本能反应是打方向盘躲避,因为是高速,方向盘打的过多很容易翻车,这个时候ESP就会介入,把方向盘给你及时的修正过来,电子的反应可比人为快多了,把车身给稳住,避免翻车。还有个主动安全系统是自动刹车,就是摄像头检测到前方有障碍物,给你自动刹车,自动刹车一般只在贵一点的车上才配置,主动安全系统中这两个用的最多,车道偏离预警,变道辅助系统都是在贵一点车中才能配置,经济实用型的车就得全靠司机了。
接下来讲电动车电池
2018年我开始接触新能源电池包的设计,我还记得我第一个关于电池包项目的设计是电池包壳体,当时项目要求设计一个高压铸铝的电池包,高压铸铝的结构设计我很熟悉啊,发动机很多零件都是高压铸铝的,就这样我正式转行到新能源电池方向了。其实电池包的技术含量远远低于发动机,电池包是静止的,不涉及运动,装配要求也低。电池包的结构也简单,结构包括电池箱体,冷却水板,电池模组,高低压线束,高压铜牌,BMS,高压断电保护盒,排气阀,上盖,上盖密封,基本就这样了,也没几个零件。
国内新势力的电池包都是直接外包出去的,一般都是外包给电池厂,用谁家的电池,就外包给谁,原因很简单,电池基本都是设计好的,如果要更改电池那成本就大了,所以直接外包给电池厂,电池包配合电池来设计。外包给宁德时代的比较多,所以宁德时代无论给哪个主机厂设计的电池包,长的都差不多,宁德时代也有二级供应商,同样的设计也是能节省很多成本的,宁德时代设计的电池包中规中矩,除了麒麟电池之外,也没什么特别的技术含量。
合资企业一般都是自己来设计电池包,电池直接从电池厂采购,合资工厂自己设计电池包,有利有弊,好处就是可以自己全面把控质量,不用把整车底盘的参数交给电池厂,设计的整车带电池包的碰撞安全问题也比较好解决,总之就是可以把更多的技术参数掌握在自己手中。坏处就是研发周期长,成本高。合资车企都有着完善的研发流程,那些流程都是从传统内燃机车中来的,在电车的开发过程中还会继续沿用,虽然很严谨,但是研发周期真的很长,国内新势力不同,把大部分的零件的设计都全权交给供应商,然后逼着供应商加快研发速度,质量这一块也是交给供应商,出了问题,供应商负责,新势力只需要提要求跟提供整车参数就行了,所以新势力推新车的速度特别快,者就导致合资车厂新车还没出来,新势力就换代了,等合资车上市了,发现新势力早就不玩了,升级了都。这就倒逼着合资车厂得加快速度,加速哪有那么容易的,合资车都是用的传统的研发流程,船大了根本就不好掉头,现在就导致合资车在速度上跟都跟不住了。
没讲完,继续更
电车应该选什么样的电池,好多消费者都有这样的顾虑,到底应该选什么样的电池。目前市场上就两款电池,三元锂(业内称为NCM)电池跟磷酸铁锂电池(业内称为LFP)。三元锂电池是因为电池正极以镍钴锰为材料的,我们常说的三元锂811或者523,622其实是指镍钴锰的比例,镍的占比越大,能量密度越高,钴是稳定材料层状结构的,提高材料的循环,钴的价格最贵,锰电化学最稳定,可以提高材料的稳定性跟安全性。磷酸铁锂电池就是正极材料为磷酸铁锂,负极材料都是碳,磷酸铁锂要比镍钴锰便宜的多的多。所以搭载三元锂电池的都要比磷酸铁锂的要贵。
三元锂的优势是能量密度高,但是安全性比磷酸铁锂要低,如果直接用针插电芯,三元锂的基本都得起火,磷酸铁锂就不会着火,顶多冒个烟。三元锂电池的充放电次数一般在1500次左右,到1500次左右电池容量就会衰减到80%左右,这时候,这个电池就不适合用作动力电池了,磷酸铁锂的电池充放电次数在3000次左右,就会衰减到80%,其实这个大可不必担心,因为无论是三元锂还是磷酸铁锂起码跑24万公里是不在话下的。
三元锂的低温性能要好一点,磷酸铁锂的低温性能表现的比较差,这个是由电池的化学属性决定的,温度再低点,磷酸铁锂的电车可能都启动不了。所以北方的朋友适合买三元锂电车,南方朋友随便买。
电池很矫情,温度高了不行,容易热失控,温度低了也不行,耗电快,甚至车都启动不了,不能被挤压,也不能被磕着碰着,所以电池需要有很好的保护措施,很好的热管理系统。
这个就是我的强项了,我的工作就是干这个的,如果有不理解,给我留言,我做解答。
现在市场上常用的技术是把电池模组放入电池包里面,电池模组由电芯组成的,就是电芯先组装成电池模组,然后模组放入电池包,电芯有软包,方壳跟圆柱,三种形状,软包电池只能是NCM,方壳跟圆柱NCM跟LFP都可以。国内电芯大部分都是方壳,特斯拉用的是圆柱,比亚迪用的是刀片,所谓的刀片也是方壳,就是把方壳拉长了,像刀片一样。对了,比亚迪现在所有的车用的都是磷酸铁锂。
电芯在组成模组的时候,每两个电芯之间会铺上气凝胶,气凝胶的作用是隔热用的,可以轻松阻隔1200°的温度,有的在气凝胶的基础上还会再加一个隔热棉,气凝胶最开始是用在航天火箭上面的,后来引用到电池上了。前段时间理想L7发布会上,介绍了理想电池包电芯的隔热设计,其实用的就是气凝胶,没什么可吹捧的,业内都是这么用的,就是如果一个电芯发生了热失控,气凝胶把热量隔住,不要传递到旁边好的电芯。电芯与电芯之间是高压铜排链接的,有并联有串讲,比如3P4S就是每四个电芯串联在一起,然后3个再并联在一起,一共12个电芯。电池模组里面还有电池采样线束跟电池的端板侧板,再加一个电池上盖,电池采样线束是连接在BMS上的,BMS监控的是每个电芯,电池端板,侧板是固定电芯,保护电芯的,一般都是铝材料。就这样一个电池模组就构成了。
电池模组固定在电池箱体上,电池箱体承受着所有电池模组的重力。
电池的箱体主要的功能就是承载电池模组,保护电池模组。电池的箱体可以是高压铸铝的,挤出铝,冲压钢,或者混合材料,比如钢铝混合,钢铝塑料混合。工艺没有好坏之分,各有各的优缺点。
高压铸铝不适合纯电动车的电池包,主要是因为纯电动电池包体积太大了,纯电动电池包箱体长度一般都在2m左右,宽度在1.4m左右,这么大的体积,高压铸铝做不出来,因为没那么大模具。高压铸铝一般用在轻混的电池包,或者插混,总之就是电池包的体积不能太大。高压铸铝的优势是一次性成型,不需要额外的工艺,劣势是不能做太大,上盖安装面是密封面要机加工,机加工的区域特别长,如果铸造的时候有气孔,机加工的时候把气孔机加出来,那么整个零件就废了。所以供应商的模具设计就很重要。福特的锐际L混动蒙迪欧混动的电池包箱体都是高压铸造的。
国内用的最多的就是挤出铝设计,宁德时代给所有主机厂设计的电池包基本都是挤出铝,大众ID系列,宝马i系列,比亚迪用的都是挤出铝,原因是挤出铝技术最成熟,结构最强,重量也轻。挤出铝梁横截面一般是“日”结构或者“田”结构挤出的铝梁通过焊接的方式连接在一起,一般用MIG焊接,MIG焊接技术很成熟,基本都会保证不漏。
还有纯钢的电池包箱体,纯钢结构用的工艺是冲压,一般是1-2mm的钢板,冲压成型,电池包安装在整车底盘的安装面得至少需要2-3层钢焊接在一起,承受力的部位,一层钢根本不够用。冲压钢呢最大的优点就是便宜,钢材比铝材便宜多了,钢的缺点也明显,就是重,还有如果冲压件太大,回弹也很明显,这就得需要结构设计来保证低回弹了,一般都是设计各种各样的冲压筋。
最后还有混合材料,比如钢铁混合,钢铝塑料混合,这个国内用的很少。不管是什么材料,电池的箱体必须得保证,结构足够强,因为在别碰的时候,车身会吸收一部分能量,剩余的能量就全靠电池箱体了,电池箱体的结构必须做强,保护好电池不能收挤压冲撞。 还有就是密封要做好,不能漏水漏气。
接下来讲讲冷却部分。
电动车的冷却要比发动机冷却复杂的多,发动机的冷却一共有两种,一种是机油冷区,机油不仅仅有润滑的作用,还有冷却的作用,还有就是水冷,发动机的缸体有水套,缸盖有水道,可以用来水冷,通过节温器节温器来控制大循环跟小循环,小循环是指发动机本体的水路流动,冷却液不经过散热风扇,当发动机温度升到一定值,节温器开启,冷却液流经散热风扇,发动机大小循环同时工作。变速箱的冷却用的是机油冷却,因为变速箱里面都是齿轮,没法设计水道,只能用机油冷却,机油会流经冷却器,冷却器通上冷却液来降温,这样就把机油也给降温了。但是变速箱壳体可以设计冷却水道,然后通上冷却液,这样可以部分冷却变速箱。发动机机油冷却也是这个道理,一般小排量的发动机没有机油冷却,2.0T以上的才有,机油温度超过150°就必须得设计机油机油冷却了。
电动车的电池包需要冷却,电机需要冷却,逆变器需要冷却,DC-DC,充电器都需要冷却,所以电车的冷却系统要比燃油车复杂一点,一般电池的冷却会跟空调跟热泵结合在一起,这里我只讲一下电池包的冷却。
电池包的冷却有风冷,水冷,制冷剂冷却。早期的混合动力电池包用的是风冷,那种电池包体积小电量小,可以用风冷,现在的电池包电量都很大风冷满足不了要求。现在最常见的就是水冷,宝马i3用的是制冷剂冷却,这里重点讲水冷。
高压铸铝的箱体,只有一个铸铝冷却水板,水道设计在箱体上,水板安装在箱体就可以,这里涉及冷却水板的密封,这个交给供应商,供应商会设计一个密封圈,这个其实挺难的,原因是如果箱体太大要密封的面积也就大,很容易泄露。
挤出铝梁的冷却水板设计跟高压铸铝完全不一样,挤出铝梁的冷却水板分两部分,上板跟下板,上板是平板,平板上面是电池,下板设计水道,上下板焊接在一起。这是通用电池包冷却水板的设计。
特斯拉用的是圆柱电池,冷却水板是竖立包裹圆柱电芯的设计。
CATL的麒麟电池冷却水板是夹在电芯中的设计,都属于比较创新的设计,冷却面积大,有助于电芯散热。
有的电池包是所有电池模组设计一个大的冷却水板,有的是每四个电池模组设计一个冷却水板。未来趋势应该是设计一个大的冷却水板,这样做成本低。
冷却水板要设计完后要做CAE分析,包括压力,流速,温度等一系列分析。
冷却水管作为冷却系统中的一部分也非常重要,冷却水管承载着冷却液向冷却水板的运输,保证电池模组的冷却循环。
如果电池包是一大整块冷却水板的设计,那么包内的冷却水管就不需要那么长了,如果是没两块电池或者每四块电池共用一个冷却水板,那么包内的冷却水管还是得好好设计一下的,一般进水是并联方式设计,进水都是凉水,让凉水同时进入所有的冷却水板,然后出来的时候都变成热水,然后汇合到一根冷却水管上。
冷却水管与冷却水板的连接为快插式连接,如果冷却水管附近有尖锐零件,要在冷却水管外套一层防磨套,避免冷却水管磨破。
其实电池包的冷却系统设计,基本都交给了供应商,主机厂主要提供参数,供应商来做具体的设计,还有实验,验证仿真分析都是供应商做的,主机厂只需要验收就可以了,有一个强大的供应商就是省事。
接下来讲讲电机跟逆变器
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:王大富
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