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荣威R ER6:凭什么我能成为“20万内唯一620km超长续航纯电轿车”

【EV视界报道】从2014年的7.5万辆到2018年最高125万辆,快速发展的中国新能源汽车市场让更多人参与到其中。

但,到了2019年,新能源汽车市场出现了第一次下滑。即使相较于2018年仅仅降低了4.0%,销量依旧突破120万辆。可是,其中却反应出了,政策依旧在全面影响着市场的发展,新能源汽车市场的私人消费观念依旧没有真正建立起来。

没有口碑的品牌,没有让人信赖的续航里程,极低的残值率等等。这些问题的存在,让消费者为牌照而妥协决定买新能源车型后,却只能在不完美的车型中选择相对满意的车型。

显然,对车企而言,谁能解决上述这些问题,谁便会在激烈的市场竞争中赢得消费者的口碑。而所有的车企都意识得到,解决这些问题的关键在于,通过技术创新的手段提升产品的价值。不过,实现技术创新谈何容易。

而难能可贵的是,今年5月10日发布全新中高端新能源专属R标的荣威似乎已经做到了。无论是率先实现L3级别自动驾驶的首款整舱交互5G量产车MARVEL-R,还是被称为20万内唯一620km长续航纯电轿车的ER6,似乎都表达出了荣威在新能源汽车技术方面的优势。

尤其是作为荣威R标下的首款轿车,荣威R ER6拥有的620km超长续航和12.2kWh超低能耗,堪称为市场中的佼佼者。

同样都是电驱,荣威R ER6为何如此优秀?

其实,说到新能源汽车的技术,自然就会让人想到“三电系统”。毕竟电驱、电池、电控的表现直接影响到新能源汽车的行驶品质。

而在三电系统中,电驱系统则是最为核心的部件,其性能和效率可以直接影响到车辆的动能。

虽然荣威R ER6搭载的依然是永磁同步电机,不过其采用的电机采用的却是Hair-pin扁线的绕组方式。相比于普通的铜线绕组,这种方式拥有更高的功率密度。换言之,其在同等用铜量的基础上,实现了更强的动力和更低的能耗。

不过,虽然Hair-pin扁线的绕组方式使动力更强、能耗更低,但随着电动车动力需求的增加,电机转速越来越高,通过绕组的交流电的频率也越来越高。因此,这里的交流电也就有明显的“趋肤效应”,导致中间的面积被浪费,周围电流很大,发热明显,效率降低。

为了改变这一局面,ER6在Hair-pin绕组上进行了创新。

在以往的情况下,Hair-pin绕组分为不同的铜线排布, 2层一组,从上到下两组4层排布。而荣威R ER6将绕组继续拆分成8层,并且合理设计结构,形成了8层Hair-pin绕组设计,实现了电机效率、功率密度以及扭矩密度的提升。

其中,在效率提升方面,ER6通过8层Hair-pin绕组电机,在永磁同步电机效率已经高达96%的基础上,最高效率再次提升1%,从而带来更精准、更具爆发力的动力。 

而且相比于4层Hair-pin绕组电机,8层Hair-pin绕组电机效率≥90%的区间从83%提升到了88%。

据官方仿真软件测算的效率MAP数据显示,同一款ER6车型分别采用8层Hair-pin电机和4层Hair-pin电机时,前者的NEDC工况的平均电耗从13.8kWh/100km下降到12.2kWh/100km,降幅超过11.5%,有效优化了车辆的电耗水平,起到了提升车辆续航里程的作用。

在功率密度和扭矩密度的提升方面,ER6采用的8层Hair-pin电机,能让电机槽内的绕组连接方式更灵活,更容易实现不同支路之间的电流均衡,降低电机局部过热绝缘损坏的风险。同时也易于通过优化绕组排布降低同一槽内相邻导体间的压差,从而降低电机匝间短路的风险。

与上一代电机相比,ER6电机的功率密度进一步提升53%,接近6kW/kg;扭矩密度进一步提升12%,接近12Nm/kg。

而为了实现当今消费者对于低速有强劲的加速,以及很高的最高车速的需求,8层Hair-pin绕组也可以将电机的最高转速提升至15000rpm,同时通过合理的齿比设计,新车的0-100km/h加速仅需7.8秒,极速更是达到185kph。

除了电机效率、功率密度以及扭矩密度的提升之外,ER6的电驱系统对于空间利用率方面也有着极致的追求。

在目前的市场中,绝大部分产品的电驱系统都是采用的是平行轴布置结构。但,这种布置方式会直接导致空间利用率不高。

为了解决这个问题,ER6的电驱系统采用了同轴布局结构,也就是输出轴、半轴以及电机轴在同一轴线上。

其中,电机轴是空心的,里面嵌套了一个轴承,轴承的内圈链接了输出。外圈的电机轴和内圈的输出轴各自旋转、互不干涉,这样就充分的利用了半轴周围空间,避免了空间浪费。

由此,多出来的空间就可以释放到乘员舱内,也可以设置成储物空间。

同样都是电池,荣威R ER6更聪明!

如果说电驱系统的性能和效率可以直接影响到车辆的动能,那么电池就是车辆的能源中心,为驱动电机和全车用电设备提供电能。

荣威R ER6搭载创新性的大模组电池方案,容量为72.7kWh,能量密度达到了180Wh/kg,综合续航里程达到620km。

在一般情况下,能够实现如此之高的能量密度需要采用NCM811电芯(电池正极材料中的镍钴锰的比例为8:1:1)。当然,这种电芯的成本较高,热稳定性有待提升。但,ER6却采用的是单体能量密度更低的NCM523电芯(电池正极材料中的镍钴锰的比例为5:2:3)。

而其之所以可以将电池包能量密度做到180Wh/kg,主要是通过提升模组和整包的集成度来实现的。

要知道,此前的主流车用动力电池的发展思路是从电芯组成模组,再把模组组成电池包。在这两个过程,都会有转换效率。主流纯电动车型的电池包体积成组率大概在40-50%,质量成组率在65-75%。不难看出,也就是有一半的体积和三分之一的重量都没用来存储能量。

荣威R ER6搭载的电池包采用了把多个标准模组打散再集成的定制化大模组方案,由此也就大幅减少了零件数量以及零件安全连接需求空间。所以,在大模组的设计思路下,电池包的体积能量密度提升了34%,对比其他同尺寸电池包,电池能量(1/3C)从54.3kWh提升到了72.7kWh,增长了近20kWh的电量。

而又由于该电池包还采用了一体式铸铝托盘,把冷却板与框架集成为一体,兼顾电池冷却和加热功能,在确保PACK框架强度的同时,进一步提高了集成效率。使得电池包仅靠523电芯,就把能量密度高做到180Wh/kg,与上一代产品相比,质量能量密度提升了15%。

此外,在此方案下,ER6的电池包的结构强度也得到了显著的提升。

其中,ER6采用大模组方案,模组变大、数量变少之后,减小了布置安装、电气连接、操作预留等空间需求。新车大模组电池零件数量相比上一代产品减少了22%,不仅能够实现整体的轻量化,还能留出充裕的重量空间。

而在电池下托盘方面,ER6沿用上一代的一体式托盘设计,并对整车安装点的结构形式、四周侧壁各种加强结构以及托盘内部加强结构进行了精心优化,真正将重量用在了刀刃上。

荣威R ER6的安全性怎么样?

可能你会问,ER6电池包能量密度这么高,那它安全吗?对于这一点,我想说,荣威R ER6还是非常值得信赖的。

首先,ER6的电池选用相对成熟安全的NCM523电芯,镍、钴、锰在材料中的比例为5:2:3,钴和锰的比例高,有更高的安全和稳定性。

其次,在电池包内,防火罩把所有电池模组都罩起来。这层防火罩包含两层结构为,一层是硅胶为主的复合材料,它在高温下会陶瓷化成一种质地坚硬的半无机材料,这种无机材料不仅自身不会燃烧,同时具有出色的隔热性能,能够防止电芯喷出物引燃或熔穿电池包上盖;另一层是非常薄的玻纤材料,它的任务是在陶瓷层还未形成时提升其整体强度,使材料不至于撕裂或散架。

正是由于防火罩设计的存在,可以在一定时间内避免密封面周边的过热风险,将高温烟气通过电池包内的烟气通道,经由箱体上设置的防爆阀排出,在足够长的时间内,确保乘客舱安全。

第三,ER6还在电池包箱体上设置了“只通气不过水”的平衡阀,并在电池包上放置了4个排气量充足的单向弹簧防爆阀,构建起疏堵结合的排气通道。

最后,为将热失控发生的概率降到最低,ER6更换了模组下方的导热材料,并通过BMS电池管理系统、热失控报警机制,实时监控热失控情况,及时进行调控,有效降低热蔓延速度。

ER6采用的电池均严格按照全球顶级的UL2580电池安全认证标准设计,并通过了国家公告法规认证、ECER100欧盟法规等安全标准认证,为消费者提供了安全保障。 

写在最后

坦白地讲,在当前的新能源汽车市场中,还没有形成一个相对稳定的格局。 

无论是价格相对“低廉”的20万元以下级别的产品,还是在更高价格区间的产品,似乎除了2019年在中国投产的特斯拉拥有一定的话语权外,其余品牌都未能达到“垄断”一个价格区间的实力。而显而易见,特斯拉之所以可以拥有“高人一筹”的实力,其中一个重要原因便是,其在技术方面的先进性。

因此,当我们看到,荣威通过技术方面的持续创新,带来620km超长续航,以及12.2kWh超低能耗的ER6之后,有理由相信,这款车型将成为消费者20万元以内最值得关注的产品。

而通过ER6的横空出世,我们也更加相信,在未来荣威全新R标下的产品将成为中高端新能源汽车市场中最重要的力量。

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