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首款新車 C385和EPA 1 電驅平台:長安的五年磨一劍

首款新車 C385和EPA 1 電驅平台:長安的五年磨一劍

在 4 月 13 日長安汽車全球合作夥伴大會上,長安汽車董事長朱華榮宣布,長安新能源汽車品牌最終命名為深藍品牌,在 2022 年将釋出 8 款新能源産品。其中,中型車 C385 是長安深藍品牌下的首款車型,基于全新的 EPA 1 平台打造,提供純電、增程、氫能源三種動力形式。

這不,在今天的長安深藍技術深度解讀交流會上,長安不僅帶來了 C385 的首發,還為我們詳細解讀了 5 年磨一劍的電驅平台 EPA 1。

首款新車 C385和EPA 1 電驅平台:長安的五年磨一劍

在介紹 EPA 1 平台技術亮點之前,我們先來看看 C385 的首發帶來了哪些資訊。

01

C385 首發

本次釋出會的重點還是介紹 EPA 1 平台的技術亮點,是以對于 C385 的介紹不算很多。關于這款車的主要資訊如下:

長寬高:4,820 x 1,890 x 1,480 mm,軸距 2,900 mm;

采用無框車門和掀背式設計,采用隐藏式門把手;

後驅單電機,最大功率 190 kW,百公裡加速 5.9 s;

官方 CLTC 續航 700+ km,CLTC 工況綜合電耗 12.3 kWh;

内飾 14.6 寸大屏。

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值得關注的是,本次還一并釋出了 C385 的增程和氫電車型。增程車型純電續航裡程 200 km 以上,綜合續航裡程 1,200 km,虧電油耗 4.5 L/100 km。

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要想知道 C385 的「台下功夫」,就不得不看長安曆時五年研發的 EPA 1 平台。長安深藍對 EPA 1 平台的定義是「1 全 4 高」,分别是全電數字平台、高效率、高性能、高智能、高安全,表達挺直白,沒有和一些廠商一樣造晦澀字眼。光看空泛概念難窺奧秘,接下來我們來看看 EPA 1 平台的技術亮點。

02

效率為先

整體效率不錯

長安新能源汽車 CEO 鄧承浩在這一部分首先提出了一個名為「動力系統電效率」的概念,計算方法是電驅系統淨輸出有用功除以電網消耗功率。和計算電機銷量中輸出功率除以出入功率的做法不太一樣,「動力系統電效率」可以了解為從電網擷取的電能到底有多少能轉化在電機輸出端。

是以在長安提出的這個标準下,計算過程需要考慮充電系統的效率、電池系統的充放電效率、電驅系統的效率、能量回收系統的效率等等諸多因素。在這個概念下,效率高低是對整個動力系統的綜合性考量,長安稱 EPA 1 平台的電效率可以做到 78%,高于行業平均的 70%—75%。

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既然是電驅平台的技術交流會,展現出整個三電系統的綜合效率确實比較直覺。EPA 1 平台在設計之初考慮到了增程式和氫燃料電池的動力模式,是以長安為我們展示了 EPA 1 平台在這兩種動力模式下的驅動效率。

在這裡,長安衡量驅動系統和發電系統融合時效率的方式是「機關重量的燃油或者氫氣可以輸出的電量」,EPA 1 平台下的轎車增程系統消耗 1 L 油可以發電約 3.3 kWh、氫燃料電池系統的發電效率可達到 1 kg 氫氣發電 20.5 kWh,可實作了 3 分鐘加氫。

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我們尚不知曉這套增程系統的發動機會用什麼,從釋出會的圖來看應該是一款 4 缸機。

電驅效率 95%

長安的技術釋出會非常理工男,他們不會隻把最後的成果一股腦展示給你看,在交流會的過程中穿插着很多非常有意思的研發過程。

比如 EPA 1 平台的這款高度內建電機最高效率達到了 95%,但是長安告訴你其中 8 層扁線繞組貢獻了 0.9%、低電阻導線貢獻了 0.1%,自适應控制算法貢獻了 1.2%。雖然電機相比燃油機能輕易實作 90% 以上的效率,但是和燃油機相同的是,到達一個門檻以後每提升 1% 都需要在結構、算法、材料上做很多努力。

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鄧承浩稱在減速齒輪的潤滑流動方案這個細節的研發過程中,研發人員進行了超 1,000 種的拓撲優化,最終找到了相容潤滑和效率的設計。

長安的 EPA 1 平台擁有完全的自主知識産權并且是完全正向開發,是以鄧承浩在介紹每一個技術闆塊的過程中都會細心地提及每個領域長安的專利積累。在電驅領域,長安擁有專利 163 項。

「脈沖加熱技術」提升冬季使用體驗

EPA 1 平台運用锂離子電池在低溫下高頻率正負切換過程中不會發生析锂影響電池安全和壽命的特性,通過 IGBT 急速地開關産生正負快速切換的大電流,進而借助低溫下電池内阻大的特征,将低溫環境中的電池快速加熱。

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IGBT 電壓驅動式功率半導體器件,具有高耐壓、導通壓降低、開關速度快、驅動功率小的優勢。EPA 1 平台在運用了「脈沖加熱技術」後,電池在零下 30 攝氏度的環境下可以實作每分鐘上升 4 攝氏度,帶來低溫充電時間縮短 15% 和低溫環境下動力提升的優點。

03

後驅為主,兼顧四驅

鄧承浩介紹長安 EPA 1 平台以後驅為基礎,可以相容四驅。使用 EPA 1 平台并搭載後軸單電機的 C835 最大功率 190 kW,百公裡加速時間 5.9 秒。對于一款搭載單電機的純電中型車而言,這個成績和競品基本處于同一水準線。

在操控方面,EPA 1 平台前後軸配重 50:50,前懸架結構并未提及,預計是麥弗遜式,後懸架是多連杆獨立懸架。鄧承浩稱 EPA 1 平台提供了舒适和運動兩種模式,運動模式下電驅系統建壓更快,幫助提升動力響應,并且動能回收力度增加以減少刹車距離。

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在電驅系統的 NVH 優化上,EPA 1 平台同樣做了很多努力。電驅系統内部存在着各種微小的間隙,在迅猛地正負扭距切換下,電機内部的各個零部件間隙位置就可能發生撞擊,進而引發異響和頓挫等問題。如何在提升動力瞬間響應能力的同時降低電驅系統的噪音成了必須解決的問題。

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鄧承浩介紹,經過幾個月的攻關,負責這個部分的鄧青鵬博士帶領工程師團隊常駐試驗現場并最終解決了這個問題。目前 EPA 1 平台的新車在確定動力零遲滞的同時,可以做到動力系統的間隙敲擊聲壓領先于行業頂尖水準。

04

三大域控架構 & 支援 SOA 服務拓展

在聊這個部分之前,先科普一點電子電氣架構的知識。

此前車輛大部分使用的是分布式架構。簡單了解就是每個 ECU 與其實作的功能是對應的。比如,按了車窗按鍵,通過與車窗相關的 ECU 通信後,直接給予指令。但是不論是自動駕駛還是智能座艙,對于硬體平台算力以及通信速率的要求越來越大,傳統的 ECU、普通的通信線束已經無法滿足不斷膨脹的資料。

此時就需要「統一」,從分布式架構進化為域集中式架構,這也是目前大家努力的方向。

而 SOA (面向服務的架構)對互操作(标準化封裝)、軟體複用、松耦合等内在的軟體部分進行統一。此前大部分軟硬體通信方式主要是通過 CAN、LIN 總線進行點對點資料傳輸,巨量的資訊吞吐以及實時的協同通信,已經無法通過更新簡單的通信線束來滿足。

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EPA 1 平台采用了最新一代的電子電氣架構,具有車控域、座艙域和智能駕駛域三大域控功能,支援 SOA 服務的拓展。

支援全域 OTA,更新速度 3 分鐘

基于三大域控電子電氣架構,EPA 1 平台支援全域 OTA ,可實作全車所有節點控制器的 OTA 更新。通過以太網等車載通訊技術 API 平台,顯著優化各個控制器之間的傳輸帶寬及處理速度。

EPA 1 平台的 OTA 時間數十分鐘優化到 3 分鐘以内,基本實作了無感 OTA。根據鄧承浩介紹,在 EPA 1 平台的開發過程中,他們經過調研發現,現在很多車在 OTA 更新過程中經常會碰到這種情況:更新過程中車輛必須靜止,而過長的等待時間會打亂使用者的生活計劃。

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是以 EPA 1 平台在開發過程中就希望能做到極速 OTA。長安的工程師對比了 30 餘種架構方案,最終把上網、儲存、網關等子產品全部內建,設計采用晶片直連,大幅提升了傳輸的效率,降低了 OTA 的時間。

EPA 1 的座艙域還開發了雙分區更新技術。現在的座艙域已經不僅僅是娛樂的終端,也是車輛控制的終端,如果車機更新失敗将導緻車輛停擺。雙分區更新技術能夠在不影響車主正常使用的情況下完成軟體的更新,也能規避更新失敗可能導緻的車輛抛錨。

三大域控功能

整車域控制器的目的是打通雲管端。長安第一代智能整車域控制器「長安智慧星」以 VCU 網關、以太網網關、 Tbox 等七個控制子產品內建為主。網關,以太網網關是端的資料處理與交換中心,整車控制器是端的控制樞紐,而 Tbox 又是實作管的關鍵部件。

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這款控制器具有完全自主知識産權,專利 80 餘項,相較分體式的控制器性能提升 70%,體積降低70%。

EPA 1 的座艙域控制器采用了高通 8155 晶片,在 8155 的周邊還設計部署了多處理器以協同工作,確定系統最優的資源配置。

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EPA 1 的智能駕駛域控制器采用了多晶片備援的設計,可以采集全車 27 個感覺部件的資訊。同時, EPA 1 的智能駕駛域擁有整車的電源備援、制動備援、轉向備援、系統備援。

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鄧承浩介紹,EPA 1 平台可以實作基于高精地圖的按導航輔助駕駛,覆寫場景包含自動變道、上下匝道、自動跟車等。在自動泊車方面,在結構化的停車場内 EPA 1 平台可以實作按記憶路徑泊車和遠端呼喚,也能實作基于高精度地圖的自動泊車和遠端呼喚。

05

芯、車、雲確定平台安全

長安的思路是芯、車、雲三種方式共同確定 EPA 1 的平台安全性。

「芯」即電芯,長安基于 EPA 1 平台開發了 iBC 數字電池管家,可以有效避免電池熱失控。鄧承浩解釋道,在研發過程中,電池開發團隊稱可以滿足主動觸發電芯熱失控後 1 小時内不會出現整包熱失控,但最後這個目标被提高:鄧承浩要求在主動觸發電芯熱失控後整包依舊不失控。最後 EPA 1 平台實作了這個目标。

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EPA 1 的電池包的主動安全方面采用車雲 BMS 監控,提前發現電池包異常。在被動安全方面,通過「醇冷散熱」等技術保證在極端的電池熱失控情況下,也能有效規避整包熱失控。

「車」即車身安全,EPA 1 采用了五橫九縱環抱式車身的設計,高強度鋼占比超過 45% ,可以確定平台滿足 C-NCAP 五星安全的标準,高車身強度也為電池包提供防護。

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「雲」即網絡隐私安全,EPA 1 的隐私保護政策覆寫車端、雲端和移動端。通過釋出會的圖檔我們可以看出,EPA 1 平台采用了方形電池的封裝方案,這也是目前國内的主流形式。在結構安全性上,方形電池的封裝形式要比軟包更加安全。

06

寫在最後

2017 年長安汽車提出将在整個新能源汽車領域投資 1,000 億元的「香格裡拉」計劃,至今已過去了五年。而在本次的長安深藍技術深度解讀交流會上,我很驚喜地看到作為長安首個電驅平台,EPA 1 在整體效率、電子電氣架構、三電系統等方面都擁有不錯的成熟度。

95% 的電驅效率、脈沖加熱電芯能看出 EPA 1 架構「效率為先」的想法,車控域、座艙域和智能駕駛域三大域控制器的自主開發展示了長安在電氣化轉型過程中的研發實力。此外,「電池熱失控機率基本為零」是鄧承浩的原話,也能看出 EPA 1 架構在安全方面的重視。

而基于 EPA 1 的首款新車 C385 大機率是瞄準着 Model 3、比亞迪海豹去的。由于價格、詳細的電池資訊都沒出來,在本文中不過多分析。提供純電、增程、氫電三種模式一定程度增加了 C385 的競争力。

至于在此次技術交流會上提到的諸如「極速 OTA」、「基于高精地圖的按導航輔助駕駛」、「自動泊車」等亮點有希望在 C385 上搭載,對此我非常期待。

撰文:明明

編輯:大吉

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