2017年7月,中国汽车拉力锦标赛(后文简称CRC)在甘肃省张掖市举办。与往年一样,作为中国汽车运动赛事之一,云集了超过30支车队、101台赛车参赛。其中,比亚迪梦想车队已经连续4年参加SAE(混动)组别赛事。
2014年-2015年两届CRC赛事,比亚迪派出以量产状态秦改装的CRC赛车。
2016年CRC赛事,比亚迪派出由工程院提供的秦+测试车改装的CRC赛车(搭载秦100量产车使用的“T型”动力电池、换装第2种技术状态多连杆独立后悬架)。
2017年CRC赛事,比亚迪梦想车队引入了由秦100量产车为基础改装的CRC版赛车。真正意义的CRC版秦100赛车,不仅保留了1.5Ti增压发动机(最大输出113千瓦)、前驱动电机(最大输出100千瓦)、6前速干式双离合变速器等基本配置,更继续使用具备水冷散热功能的“T型”动力电池、以及前后镁铝合金材质的独立悬架。
根据CRC赛事规定,参加赛事的全部塞车,必须具备防火和安全方面的硬性改装。其中包括,焊接防滚架、安装动力舱和驾驶舱内灭火器。参加不同级别组别的赛车,可以进行不同级别的重度改装。参加原厂组别的赛车,则要求必须保留量产车具备的发动机、变速器、悬架以及部分整车架构。
CRC版秦100赛车,参加的SAE混动组别的规则与原厂组几乎等同。都要保留量产车状态的动力、传动、悬架等分系统。
作为新能源汽车评测编辑的笔者,2017年CRC赛事中比亚迪梦想车队取得的怎样成绩不重要,关键是国内首款以原厂状态参赛的插电式混动赛车,在苛刻的赛事中,动力电池水冷散热系统以及前后镁铝合金独立悬架的可靠性表现如何。
备注:
在2016年晚些时候-2017年早些时候,笔者撰写稿件提及的CRC版秦100赛车,实际为比亚迪工程院提供的搭载“T型”动力电池、换装第2种技术状态钢制独立后悬架测试车,改装的CRC赛车。
本文提及的CRC版秦100赛车,为标配“T型”动力电池水冷散热系统、前后镁铝合金独立悬架的秦100商品车改型而来的赛车。
1、CRC版秦100赛车整车设定:
CRC版秦100赛车的外观,保留了量产车所有的设计特征。“大嘴”的进气格栅后部掩藏着1组高压散热水箱(系统)、1组低压散热水箱(系统)、1组空调用冷凝器(针对驱动电机匹配的电动压缩机、针对汽油机匹配的机械压缩机)。
与秦100量产车一样,CRC版秦100赛车,长宽高分别为4740x1770x1480mm、轴距2670mm,全电驱动续航里程100公里。
作为插电式油电混动赛车,只具备慢充系统、且慢充口位于后尾箱盖“秦”Logo之下。
本文只对CRC版秦100赛车的动力电池湿冷散热系统、前后镁铝合金独立悬架分系统,进行重点解读。外观、内饰什么的,请读者自行脑补或百度。
保留了原车仪表台、组合仪表、换挡控制面板以及不同驱动模式开关组件的CRC版秦100赛车。
红色箭头:动力舱灭火器开关
白色箭头:手动全车断电开关
黄色箭头:手制动系统
蓝色箭头:自动空调控制面板
绿色箭头:6前速双离合变速器换挡杆
紫色箭头:混动、电动模式切换开关
上图为CRC版秦100赛车,6签署双离合变速器换挡控制面板细节特写。
白色箭头:EV(电驱动)模式开关
绿色箭头:HEV(混动)模式开关
红色箭头:ECO模式开关
黄色箭头:重新定义为汽油机驱动并进行充电模式开关(SPORT功能取消)
CRC版秦100赛车更换了功能更清晰的电驱动控制策略,车手可以手动控制在社会行驶路段,以汽油机驱动,为动力电池充电模式。
上图为一台CRC版秦100赛车充电时,仪表台显示数据特写(接近充满电状态,充电功率下降明显)。
上图为CRC版秦赛车(2014年状态)充电时,仪表台显示数据特写(充满至89%电量,充电功率仍为1.5千瓦)。
2、CRC版秦100赛车“T型”动力电池水冷散热系统:
对于之前提到的CRC版秦100赛车匹配的动力电池水(防冻液)冷散热系统,由于“凯夫拉”材质中置护板的遮盖,未能拍摄到位于“T型”动力电池前部的2组水管(进出各1组)。但是可以通过比亚迪官方最新配发的VDS2000手持检测系统,可以读取动力电池内部温度计散热状态。
上图为1台参加超级短道赛后返回维修区的CRC版秦100赛车,“T型”动力电池内部温度数据。
动力电池组件内部最低温度:35摄氏度
动力电池组件内部最高温度:40摄氏度
BMS系统(电池控制系统)可以记录每个整车启动周期内电池组件包括、电芯电压和电流、PACK电压和电流、最大电压和电流输出峰值、全速行驶电池输出电压和电流、电芯温度、电池组件温度等重要信息。
由于CRC版秦100赛车保留了汽油机配置的机械压缩机,用于为动力电池水冷散热系统提供冷却循环水(实际上冷却介质为防冻液)。
量产版秦100商品车,1.5T汽油机匹配了机械空调压缩机、前驱动电机匹配了电动空调压缩机。在行车过程中,两台压缩机根据行驶模式自由切换,为驾驶舱提供更舒适的制冷效果,为动力电池提供水冷散热支持。在停止状态下(或熄火、或充电),电动空调压缩机根据动力电池温度,自行开启水冷散热功能。
CRC版秦100赛车,为了进行必要的减重,驱动电机匹配的电动空调压缩机被拆除,只保留机械空调压缩机。这就意味着,停车熄火后,动力电池组件只能依靠自然冷却降温。
无论量产版秦100商品车,还是CRC版秦100赛车,每当搭载的“T型”动力电池内部电芯弹体,温度差超过5摄氏度,BMS系统即可自动触发水冷散热系统介入。整套动力电池最佳工作温度为30-40摄氏度。
CRC版秦100赛车后部后备箱、后侧围以及后地板装饰件,全部被拆卸。红色箭头所致的“慢充”控制模块直接裸露在外,地板线束采用保护效能更优秀的材质包裹。
上图为同时参赛的CRC版秦赛车(2014年车型)动力舱细节特写。
清晰可见的是,动力舱左侧的防冻液补水壶(粉色),为发动机、驱动电机及控制模块等分系统进行“单一循环”散热。
红色箭头:动力电池散热系统补水壶(由于补水壶较大,隐藏在底部)
在汽油机、驱动电机及控制模块散热系统之外,额外增加了一组针对动力电池的散热系统。
为了满足高负载工况下的散热需求,冷凝器(红色箭头)为空调系统散热;低压散热器(黄色箭头)为发动机、驱动电动机及控制模块散热;高压温散热器(白色箭头)为发动机和电动机在高负载状态下进行强制散热。
红色箭头:汽油机、驱动电机及控制模块散热系统补水壶,壶盖标注的压力为15Kpa。
黄色箭头:“T型”动力电池水冷散热系统补水壶,壶盖标注的压力为140Kpa。
白色箭头:玻璃洗涤剂补水壶
包括上汽通用Valite 5增程式混动汽车、上汽荣威eRX5和ei6插电式混动汽车,也配置了多个散热系统。大多为汽油机、驱动电机及控制模块散热系统压力大于动力电池散热系统。
上图为CRC版秦100赛车配置的更大压力的电子水泵及周边附件特写。
黄色箭头:前框型副车架
白色箭头:前框型副车架加强梁(两侧各1支)
绿色箭头:铝合金刚性螺栓
紫色箭头:固定在汽油机上通过皮带传动的机械空调压缩机
红色箭头:大压力的电子水泵
蓝色箭头:电子水泵上水管
黑色箭头:电子水泵下水管(通往“T型”动力电池入水管)
比亚迪秦100的动力电池和驱动总成散热系统压力差之所以相反,是因为配置了1台更大压力的电子水泵,为“T型”动力电池散热系统施压。以便在最短时间内,通过更大压力、行程更强的流量,带走“T型”动力电池内部的热量,以便保护电芯过高的温度,最终换取电芯更稳定的工作状态和电池组件全寿命周期的稳定性。
“T型”动力电池安装与车身焊接中部状态特写。
上图为之前笔者提及的CRC版秦100赛车(实际为比亚迪工程院提供的测试车适配)的“T型”动力电池前端接口。
绿色箭头:低压线路接头,主要用于检测电池工作的参数及控制分压接触器工作
白色箭头:车载高压小线
黄色箭头:电池组件输出电量的高压线缆
将这套并未加装水冷散热系统的“T型”动力电池作参照,用量产秦100改装CRC赛车的“T型”动力电池散热上下水管接口应该位于前部,便于从电子水泵引出的管路布置,并缩短链接管路的长度和弯道数量。
3、CRC版秦100赛车前后镁铝合金独立悬架:
除了秦100商品车外,早期的插电式混动秦、电动秦EV和e5等车型,都采用麦弗逊式独立悬架。这些车型的前下摆臂及转向节为冲压焊接机钢制构成。
上图为2016年晚些时候用秦测试车改装的CRC版秦100赛车,前悬架匹配的铸铁转向节特写。
黄色箭头:为了固定AP RACING制动分泵,特别定制修改了固定衬套。
至量产版秦100商品车,前悬架的转向节、下摆臂(含可分离球销)进化为镁铝合金材质。甚至改用“中空”的传动半轴,再次提升轻量化效能。
如上图所示,量产版秦100商品车改装的CRC版赛车,右前悬架细节特写。
红色箭头:原厂状态的减震器
黄色箭头:镁铝合金材质转向节
绿色箭头:镁铝合金材质下摆臂
蓝色箭头;镁铝合金材质球销
白色箭头:通过铝合金刚性螺栓,将球销和下摆臂固定
紫色箭头:中空设定的传动半轴(轻量化)
上图为有别于秦EV(e5)使用的第2种技术状态的带副车架多连杆独立悬架。电动版秦EV,在车身焊接下部设定了一组动力电池,占用了插电式混动秦的扭力梁后悬架的部分空间。由此,匹配了第2种技术状态的钢制多连杆独立悬架。
比亚迪工程院提供的测试车改装的CRC赛车,即匹配的是第2种技术状态钢制独立后悬架。
上图为基于量产车改型而来的CRC版秦100赛车,匹配的带有副车架的镁铝合金独立后悬架特写。
白色箭头:镁铝合金材质的后副车架与车身焊接固定的2组带有橡胶衬套缓冲锚点(共有4套固定锚点)
黄色箭头:镁铝合金材质后副车架
红色箭头:镁铝合金材质后拉杆(前拉杆被遮挡)
红色箭头:镁铝合金材质拖曳臂
拆除左后轮后,可以更清晰看到镁铝合金材质后转向节。
白色箭头:后减震器与镁铝合金材质后转向节固定的铝制刚性螺栓
绿色箭头:镁铝合金材质后转向节
蓝色箭头:后悬架的前拉杆
黄色箭头:后悬架的后拉杆
红色箭头:镁铝合金材质后副车架的蜂窝状减重加强筋
需要提及的是,真正意义的CRC版秦100赛车,镁铝合金材质的后副车架,已经换用重新调校的橡胶衬套(前副车架衬套亦是如此)。
红色箭头:后副车架橡胶衬套座
黄色箭头:橡胶衬套
白色箭头:橡胶衬套底座
绿色箭头:固定车身焊接、后副车架螺栓
蓝色箭头:后副车架前后拉杆偏心定位螺栓
量产版秦100商品车定型并上市也就是2个月之前,但是比亚迪在车身悬架级分系统附件的改进,则在2014年CRC赛事开始前进行。尤其是通过这4年CRC赛事的验证、修改、再验证、再修改,在各种拉杆、球节、衬套等悬架基础件的研发技术和调校经验收获甚多。
笔者目测,CRC版秦100赛车后悬架的前后拉杆为不可调节长度设定,整车后轮倾角和束角就要靠调节前后拉杆的偏心螺栓位置获得。十足的技术和经验搭配的工序。
4、镁铝合金前后独立悬架引发的整车轻量化的意义:
在2017年7月CRC张掖段超级短道赛中,“标配”镁铝合金材质前后独立悬架的CRC版秦100赛车完成包括飞跃、转向等技术动作时,轻量化的车身可以获得更小的制动惯性和横向离心力。
CRC版秦100赛车,飞跃跳台时,后悬架呈张弛状态。
在完成飞跃跳台动作并即刻进行90度转向动作,CRC版秦100赛车,表现的游刃有余。较使用扭力梁CRC版秦赛车、使用第2种技术状态钢制后独立悬架CRC版秦100赛车而言,前后悬架轻量化为真正意义的CRC版秦100赛车带来的不仅是操控性的提升,更降低了动力电池全负载状态下的能量损耗。
笔者有话说:
通过研判真正意义的CRC版秦100赛车“T型”动力电池标配的水冷散热系统,以及搭载超级电四驱系统的宋DM匹配的相同效能水冷散热系统研判,比亚迪或将在日后量产的不同驱动架构的插电式混动汽车,全面推广动力电池水冷散热系统,并根据适配的动力电池状态,引入低温预热功能。
CRC版秦100赛车,标配的镁铝合金材质前后独立悬架。标志着比亚迪在量产的插电式混动汽车(电动汽车)整车轻量化的实际应用,走在了国内众多整车制造厂最前端。
出于降低自重,简介提升纯电续航里程的展开的整车轻量化,不仅仅包括悬架换装镁铝合金材质,更在秦100商品车引入了,中空的传动半轴、更轻的换挡控制面板等综合技术。
具备的种种迹象表明:
状态秦100商品车,完全代表了比亚迪前轮驱动新能源车型平台的最强技术典范。CRC版秦100赛车,将成为比亚迪验证镁铝合金材质悬架(含胶套韧性、摆臂强度)的技术载具。
笔者坚持认为:
参加2017年“环塔”赛事,比亚迪正式通过苛刻气候、复杂的路况,用于验证不同技术状态的超级电四驱系统。
参加2017年CRC赛事,比亚迪将新能源车型平台的悬架、传动组件以及动力电池水冷散热系统的各项技术状态进行验证。
起码,目前国内除比亚迪之外没有一家车厂或车队,敢于用原厂状态镁铝合金材质的前后独立悬架的新能源汽车,参加任何一场竞技性运动赛事。
至于量产版秦100商品车的前后镁铝合金材质悬架技术,或将全面应用于比亚迪“王超”系列车型。