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“零起火”電池和“六邊形戰士”發動機如何誕生?廣汽“開門造車”卷出來的!

2023-12-06 14:05:40

來源:

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2023年12月

混合動力車型由于電池起火引發事故數量爲0、電芯被擊穿後放置24小時沒有明火、混動專用發動機最高熱效率突破44.14%、混動系統整體成本降低30%……

 

这一系列数据,是广汽研究院近年自主研发动力总成系统交出的成绩单。如此“学霸级”的表现是怎么做到?笔者最近跟广汽研究院动力总成技术研发团队进行深度对话,得以探寻广汽混动专用发动机、机电耦合系统GMC 2.0、弹匣电池等先进动力总成部件是如何组成一套“黄金动总”。

 

01 研发把安全放在第一位

 

新能源汽車電池起火自燃的事故時有發生,但這些“意外”與廣汽傳祺的插電式混合動力和油電混合動力車型是“絕緣”的。

 

廣汽研究院動力總成技術研發中心混動傳動系統研發部部長張安偉揭開個中秘訣:“在用戶眼中,電池安全和壽命是最重要的。因此,在研發中我們把安全放在第一位。”

 

杜絕起火的安全設計,重點之一在于廣汽研究院對防電芯熱蔓延技術的深耕。

 

傳祺新能源E8、E9是今年廣汽自主品牌的重點車型,廣汽研究院在對電池包做熱失控測試時,會故意將電芯擊穿,或者把電芯加熱到超過200℃,模擬出電芯失效的場景,“國家標准規定要求汽車電池失效後5分鍾沒有明火,而我們研發應用的彈匣電池可以做到失效後24小時沒有明火。”張安偉說。另外,彈匣電池還需要經受“23噸重物擠壓不起火、不爆炸”等多項嚴苛的極限測試。

 

彈匣電池具備獨特的5層安全防護設計

 

而在電池壽命方面,研發團隊在電芯設計、先進電池熱管理方案設計、先進電池管理系統策略、大數據主動預警等方面做足功夫,保證整車在純電模式下行駛30萬公裏後電池剩余容量依舊能夠達到90%以上,處于行業比較領先的水平。

 

02 适配是为了更快,更懂你

 

天下武功,唯快不破。

 

廣汽傳祺做到這一點:今年5月中下旬到現在大約半年時間,就有E8、E9以及ES9三款插混車型上市,充分滿足市場對新能源MPV和SUV等多種車型的需求。

 

如此高效,很重要的原因就在于GMC 2.0开发时的产品导向和广泛适配。

 

“我們開發GMC和電池的時候已經同時做車型搭載測試工作,E9和ES9上的GMC系統和發動機是一樣的,發動機、GMC和電池研發也都是在平台化基礎上進行的。”實際上,如果還有其他車型要用,也幾乎可以做到“即插即用”,于是消費者就可以在短時間內開上技術先進的車型。

 

GMC 2.0两挡混动专用变速器是广汽去年下半年发布的产品,该系统采用双电机串并联混动结构,并搭配混动专用发动机。

 

广汽机电耦合系统GMC 2.0

 

張安偉介紹,GMC 2.0的成本相比过去已经降低30%左右,而在降低成本的同时,性能和质量还会进一步提高。“由于GMC的電驅架構所需要的原料跟純電驅動系統所需要的原材料並沒有什麽不同,因此能共享國內新能源汽車市場規模效應帶來的降本。”張安偉說。

 

正由于GMC的“提質、降本”仍有空間,也就有望在包括小型車在內的廣汽傳祺所有車型上實現全覆蓋,未來甚至可以期待將這套自主研發的混動系統供給知名大型外資車企使用。

 

尽管GMC 2.0已经取得市场认可,广汽研究院研发的步伐并没有停下来,GMC 3.0已经在研发路上,新一代混动系统将实现更小的体积、更轻的重量、更低的成本、更高的智能。

 

“例如重量將減少20%-30%,成本可以再降低30%。”張安偉說,“GMC 3.0的车路云协同会更加‘聪明’,智能能量决策系统将可以结合电池、电驱、司机意图、智能驾驶系统、道路历史大数据等诸多因素进行‘学习’,帮助司机做出更好的决策,实现‘相处越久,越懂你’。

 

03 广汽混动专用发动机 打造“六边形战士”

 

毋庸諱言,相比過去汽車産業的機械時代,在新能源汽車身上,發動機的存在感在降低,其重要性被不少人質疑。

 

廣汽研究院動力總成技術研發中心發動機系統研發部副部長占文鋒對此亦有所感觸,不過他堅信“帶發動機的汽車目前還是市場主流,未來仍有巨大存在價值”,“特別是在中國市場,插混車型更受用戶歡迎。”對于占文鋒和他的團隊來說,工作情緒仍然高漲,只是需要將注意力從傳統發動機研發轉到混動專用發動機上。

 

包括插混在內的混動技術到底是不是過渡路線,行業一直有爭論。

 

不過,市場會給我們明確的答案:根據中國汽車工業協會的數據,今年1-10月,我國新能源汽車産銷累計分別達到735.2萬輛和728萬輛,同比分別增長33.9%和37.8%,市場占有率達到30.4%。其中,插混車型銷量同比增長82.6%,增速明顯超過純電動車的25.2%。

 

占文鋒認爲,內燃機還有相當長的生命周期,未來還可能發展出氫能、氨能等“零碳”發動機,當前的市場氛圍也逐漸從原來過于激進的“純電替代”回歸到比較理性的路線上。

 

钜浪-氫混動系統

 

氨燃料發動機

 

既然汽車市場仍然需要不斷進化的發動機,那就要把它打造成極致的“六邊形戰士”——廣汽研究院正是這麽做的。這裏所說的“六邊形”是指性能、油耗、排放、耐久、成本和NVH(噪音、振動和聲振粗糙度),占文鋒給我們講述廣汽混動專用發動機的蛻變。

 

性能方面

 

由于插混車型可以由電機驅動,所以“基本不用擔心”,加速等性能可以“秒殺當年的傳統發動機”。

 

油耗方面

 

過去機械時代的車型性能與油耗相互矛盾,即性能越高,油耗也就越高。然而,在混動專用發動機市場,由于電機的加入,對發動機的性能要求降低了,行業參與者都在“比賽”著降低油耗,電動化趨勢也使得很多機械部件變成了電子部件,發動機熱效率越來越高。例如廣汽2.0ATK發動機采用GCCS高效燃燒系統、低摩擦設計、低溫廢氣再循環系統、智能熱管理以及降噪設計,最高熱效率達44.14%。

 

廣汽2.0ATK發動機

 

排放方面

 

中國的國六B排放法規已經是世界最嚴的法規之一,占文鋒及其團隊的心得是“做減法”,確保發動機排放完全達到比行業主流標准更嚴苛的水平,針對出口到全球不同的國家的法規做減法。

 

耐久度方面

 

根據不同整車車型,廣汽研究院針對混動專用發動機的使用工況變更了對耐久度的考核標准,及時適應新能源時代的要求。

 

NVH方面

 

廣汽研究院自主研發的發動機經受住更高的考驗。“現在新能源汽車大部分時間用電驅的情況下,忽然發動機啓動‘發聲’,用戶就會感覺發動機噪音比較大,尤其是停車充電時,沒有風噪、路噪的掩蓋,發動機噪音就會比較明顯。”占文鋒說,但通過前端和後端的多種技術創新,廣汽混動專用發動機的噪音比以往降低了20%。

 

成本方面

 

成本對于研發團隊來說也是一個挑戰,“以前發動機研發要‘卷’性能和油耗,現在和未來逐漸要‘卷’成本和質量控制。”研發團隊通過不少新技術實現減量化和降成本,讓發動機成本降低了10%以上。

 

研發團隊就像鋼絲繩上的雜技演員,通過技藝高超的平衡藝術,將廣汽混動專用發動機打造成名副其實的“六邊形戰士”。

 

觀察

 

新能源時代對汽車從業人員提出新的要求,廣汽研究院深深地懂得這一點。以往的汽車工程師,給人印象是“悶著頭跟機械機構較勁”,而如今需要工程師“開門造車”,更多地了解消費者需求,堅持從用戶出發的研發思路——這也是廣汽研究院與時俱進的可貴品質。

 

“對技術先進性的評判,還是要與市場更緊密結合。研發精力中10%做前瞻性的自主研究、20%做平台技術、10%做産品維護,剩下至少60%的精力要面向消費端的需求,做未來兩年能在市場變現的技術。”正如張安偉所說,“只有最終能變現,給用戶帶來實在的好處,這個技術才是有價值的。”

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