BYDの純電気のレベルはどのくらいですか?

2023年、BYDは302万台の販売実績で初めて世界トップ10自動車会社入りし、今日の新エネルギー車の世界的リーダーでもあります。ただ、多くの人は、BYD の成功はすべて DM-i にあり、純粋な EV セグメントでは BYD はあまり競争力がないようだと考えています。しかし昨年、BYDの純電気乗用車の販売台数はプラグインハイブリッド車を上回っており、ほとんどの消費者がBYDの純電気製品も認識していることを示している。

純粋な電気自動車に関して言えば、BYD の e プラットフォームについて言及する必要があります。 14 年間にわたるアップグレードの繰り返しを経て、BYD はオリジナルの e プラットフォーム 1.0 から e プラットフォーム 3.0 に進化し、このプラットフォームで Dolphin や Yuan PLUS などのベストセラーの純粋な電動モデルを発売しました。最近、BYD は、競争の激しい純粋な電気市場に対抗するために、アップグレードされた e-プラットフォーム 3.0 Evo を発売しました。それでは、今日中国における新エネルギー車のリーダーとして、BYD の純粋な電気技術のレベルはどの程度なのでしょうか?

まず注意すべきことは、フォルクスワーゲンのMQBなどのプラットフォームの概念とは異なり、BYDのeプラットフォームはモジュラーシャーシを指すのではなく、BYDのバッテリー、モーター、電子制御技術の総称であるということだ。 e-プラットフォーム 1.0 コンセプトを採用した最初のモデルは、2011 年に発売された BYD e6 でした。しかし、当時、世界中の電気自動車は初期段階にあり、法外に高価であるだけでなく、人々は電気自動車の安全性について非常に心配していました。電気自動車の耐久性。したがって、当時の電気自動車はタクシーやバス市場をターゲットにしており、政府の補助金に大きく依存していました。

e-プラットフォーム 1.0 の誕生は、商用車の高強度かつ総走行距離の要件を満たすためであると言えます。 BYD が直面している問題は、バッテリーの耐用年数をいかに改善するかということです。ご存知のとおり、バッテリーには [サイクル] と [カレンダー] の 2 つの寿命があります。前者は、充放電回数が増えると電池容量が減少するものです。一方、カレンダーの寿命は、バッテリー容量が時間の経過とともに自然に減少することです。 e-platform 1.0モデルをベースに、カレンダー寿命は10年でバッテリー容量の80％に短縮され、サイクル寿命は100万kmとなり、商用車のニーズを満たすだけでなく、高い評価も得ています。 BYDの場合。

中国の電気自動車産業の緩やかな成長に伴い、バッテリーなどの部品コストが年々低下しており、家庭市場への電気自動車普及を誘導する政策として、BYDは2018年にeプラットフォーム2.0を開始した。 e-プラットフォーム 2.0 は主に家庭用自動車市場向けであるため、ユーザーは自動車の購入コストに非常に敏感であるため、e-プラットフォーム 2.0 の核心はコストの管理です。この需要を受けて、e プラットフォーム 2.0 では、電気駆動装置、充電および配電ユニット、その他のコンポーネントを 3 つ一体にした統合設計が採用され始め、さまざまなモデル向けにモジュール設計が開始され、車両全体のコストが削減されました。 。

eプラットフォーム2.0に基づく最初のモデルは2018年に発売されたQin EV450で、その後Song EV500、Tang EV600、および初期のHan EVモデルがこのプラットフォームで誕生しました。 e-プラットフォーム 2.0 モデルの累計販売台数も 100 万台に達し、BYD が純粋な電気タクシーやバスへの依存から脱却することができたことは注目に値します。

2021年、国内新エネルギー市場の内容量が激化する中、電気自動車は価格競争力だけでなく、安全性、3つの電力効率、バッテリー寿命、さらには取り扱いの面でも成果を上げなければなりません。そこで、BYD は e-プラットフォーム 3.0 を立ち上げました。前世代の技術と比較して、BYD はより統合された 8-in-1 電気駆動システムを適用し、電気駆動システムの重量、体積、コストをさらに削減するとともに、ブレード バッテリー、ヒート ポンプ システム、CTB などの技術を採用しました。ボディは、電気自動車のバッテリー寿命、運転体験、安全性を効果的に向上させました。

市場のフィードバックに関しても、e-プラットフォーム 3.0 は期待に応えました。このプラットフォームに基づいて構築された Dolphin、Seagull、Yuan PLUS などのモデルは、BYD の売上の柱となっているだけでなく、多くの海外市場にも輸出されています。純粋な電気自動車プラットフォームの継続的なアップグレードにより、BYD の電気自動車は価格、性能、エネルギー消費の点で非常に優れたレベルに達し、市場で認められています。

伝統的なメーカーとさらに多くの新しい自動車メーカーが電気自動車分野に流入することで、中国では数カ月ごとに大ヒット電気自動車が発売され、さまざまな技術指標が常に更新されています。このような環境では、BYD がプレッシャーを感じるのは当然です。純粋な電気トラックで引き続きリードするために、BYD は今年 5 月 10 日に e プラットフォーム 3.0 Evo を正式にリリースし、初めて Sea Lion 07EV に適用しました。以前のプラットフォームとは異なり、e-platform 3.0 Evo は世界市場向けに開発された純粋な電気自動車プラットフォームであり、安全性、エネルギー消費、充電速度、電力性能が大幅に向上しています。

車体の衝突安全性というと、まず材料の強度や構造設計などが思い浮かぶかもしれませんが、これらに加えて、衝突安全性は車の前部の長さも関係します。つまり、車の前部のエネルギー吸収ゾーンが長ければ長いほど、乗員の保護は向上します。ただし、フロントドライブモデルでは、パワーシステムの大型化と高強度により、パワーシステムが配置されているエリアが非エネルギー吸収ゾーンに属し、全体としてフロントエネルギー吸収領域間の距離が大きくなってしまいます。ゾーンが減ります。

上：フロントフロントドライブ/下：リアリアドライブ

e-プラットフォーム 3.0 Evo との違いは、後輪駆動に焦点を当てていることです。つまり、もともと非エネルギー吸収ゾーンに属していたパワートレインを後輪アクスルに移動することで、前部により多くのスペースが確保されています。自動車のエネルギー吸収ゾーンを配置し、前面衝突の安全性を向上させます。もちろん、e-platform 3.0 Evoには前後デュアルモーターを搭載した四輪駆動バージョンもありますが、四輪駆動バージョンのフロントモーターのパワーと容積は比較的小さいため、車への影響はほとんどありません。車の前部のエネルギー吸収ゾーン。

上：リアステアリング/下：フロントステアリング

ステアリングギアの配置については、従来のe-platform 3.0ではほとんどのモデルがステアリングギアを前輪の前側に配置していたのに対し、e-platform 3.0 Evoではフロントステアリングを採用しています。ただし、SEALは前輪の裏側に配置されています。この設計の主な理由は、リアステアリング車の場合、ステアリングストリングがフロントホーダーの下部ビーム（通称ファイアウォール）に干渉し、ステアリングの位置でビームを打ち抜くか曲げる必要があるためです。その結果、ビームからの不均一な力の伝達が生じます。フロントステアリング設計により、ステアリングストリングがビームに干渉せず、ビーム構造がより強力になり、ボディの両側への力の伝達がより均一になります。

最後に、新しいプラットフォームはCTBボディバッテリー統合技術を引き続き使用し、シャーシ中央のダブルビームは密閉構造を採用し、ビームの鋼強度は1500MPaに達します。通常の側面衝突、または E-NCAP のサイドコラム衝突への対応では、キャビン内の乗員とシャーシ下のバッテリーをより適切に保護できます。リアドライブ、フロントステアリング、一体型フロントホーディング、CTBなどのテクノロジーのおかげで、C-NCAP前面衝突テストにおけるe-platform 3.0 Evoモデルの平均減速度は、業界平均が31gであったのに対し、25gに低減されました。 g値が小さいほど、車両のエネルギー吸収効果が高くなります。乗員室内侵入に関しても、3.0 Evoモデルのペダル侵入量は5mm未満と、これも優れたレベルだ。

エネルギー消費制御の観点から、e-platform 3.0 Evo のアイデアは、より統合された電気駆動システムを使用することです。電気自動車の場合、一般的なシステムの統合が高まるほど、さまざまなコンポーネント間の接続パイプやワイヤーハーネスが減り、システムの体積と重量が小さくなり、車両全体のコストとエネルギー消費量の削減につながります。 。

e-プラットフォーム 2.0 では、BYD は初めて 3-in-1 電気駆動システムを発売し、3.0 は 8-in-1 にアップグレードされました。現在の 3.0 Evo は 12-in-1 設計を採用しており、業界で最も統合された電気駆動システムとなっています。

モーター技術の面では、e-platform 3.0 Evoは23000rpmの永久磁石モーターを採用しており、現段階での量産モーターとしては最高レベルのシーライオン07EVに搭載されている。高速の利点は、一定の出力を前提としてモーター自体を小型化できることであり、これによりモーターの「出力密度」が向上し、電気自動車のエネルギー消費量の削減にも役立ちます。

電子制御設計に関しては、BYD Han EVはすでに2020年にSiC炭化ケイ素パワーデバイスを採用しており、この技術を制覇した最初の国内メーカーとなった。今日の e プラットフォーム 3.0 Evo は、BYD の第 3 世代 SiC 炭化ケイ素パワー デバイスを完全に普及させました。

上: ラミネートレーザー溶接/下: 純粋なボルト接続

既存技術と比較して、第3世代SiCカーバイドは最大動作電圧1200Vを実現し、積層レーザー溶接によるパッケージングプロセスを初めて採用しました。従来の純粋なボルト締めプロセスと比較して、積層レーザー溶接の寄生インダクタンスが低減され、それによって自体の電力消費が削減されます。

オリジナルの e-platform 3.0 ヒート ポンプ システム + 冷媒直接冷却に基づいた新しいプラットフォームにより、バッテリーの放熱がさらに最適化されました。例えば、バッテリーに熱を放散する純正のコールドプレートには仕切りがなく、冷媒がバッテリー前端からバッテリー後端に直接流れるため、バッテリー前端の温度は低くなりますが、バッテリー前端の温度は低くなります。背面にあるバッテリーの温度が高く、放熱が均一ではありません。

3.0 Evo はバッテリーのコールド プレートを 4 つの別々のエリアに分割し、それぞれのエリアを必要に応じて冷却および加熱できるため、バッテリー温度がより均一になります。モーター、電子制御、熱管理の改良により、都市部の中低速での効率が7%向上し、航続距離が50km延長されました。

現在でも、電気自動車の充電速度は多くのユーザーにとって悩みの種です。燃料自動車の補充速度にどうやって追いつくかは、大手電気自動車メーカーにとって解決すべき緊急の課題である。特に北部では、低温環境ではバッテリー電解液の導電率が急激に低下するため、冬季には電気自動車の充電速度や航続距離が大幅に低下する。バッテリーをいかに迅速かつ効率的に適切な温度まで加熱するかが鍵となります。

e-プラットフォーム 3.0 Evo では、バッテリー加熱システムには、ヒートポンプ エアコン、駆動モーター、バッテリー自体の 3 つの熱源があります。ヒートポンプエアコンは皆さんに馴染みのあるものですし、空気エネルギー給湯器や乾燥機にも多くの用途があるのでここでは詳しく説明しません。

誰もが関心を持っているモーターの加熱は、モーター巻線の抵抗を利用して熱を生成し、モーター内の残留熱が 16-in-1 熱管理モジュールを介してバッテリーに送られることです。

バッテリー発熱技術としては、デンザN7のバッテリーパルスヒーティングです。簡単に言うと、低温では電池自体の内部抵抗が高く、電流が流れると必然的に電池が発熱します。バッテリーパックが A と B の 2 つのグループに分かれている場合、グループ A を使用してグループ B を放電し、次に充電します。その後、グループ B が順番に放電してグループ A を充電します。その後、2 つのバッテリーグループを一定時間で浅く充電します。相互に高周波を使用すると、バッテリーが迅速かつ均一に加熱されます。 3つの熱源の助けにより、e-platform 3.0 Evoモデルの冬季航続距離と充電速度が向上し、マイナス-35℃の極寒環境でも正常に使用できます。

室温での充電速度の点では、e-platform 3.0 Evo にはオンボードのブースト/ブースト機能も搭載されています。ブーストの役割は誰もが知っていますが、BYDのブーストは他のモデルとは少し異なるかもしれません。 e-プラットフォーム 3.0 Evo で構築されたモデルには、別個のオンボードブーストユニットはありませんが、モーターと電子制御を使用してブーストシステムを構築します。

BYDはすでに2020年にこの技術を漢族EVに適用しました。そのブースト原理は複雑ではありません。簡単に言えば、モーターの巻線自体がインダクターであり、インダクターは電気エネルギーを蓄えることができるという特徴があり、Sicパワーデバイス自体もスイッチです。したがって、モータ巻線をインダクタ、SiCをスイッチとして使用し、コンデンサを追加することで昇圧回路を設計できます。この昇圧回路により一般充電パイルの電圧を上昇させた後、高電圧電気自動車は低電圧充電パイルに対応することができる。

さらに、新プラットフォームでは車載電流アップ技術も開発しました。これを見て、「車載のカレントアップ機能は何に使うの？」と疑問に思う人も多いだろう。現在の公共充電スタンドの最大電圧は 750V ですが、国家規格で定められた最大充電電流は 250A であることは誰もが知っています。電力＝電圧×電流の原理によれば、公共充電パイルの理論上の最大充電電力は187kWであり、実用化は180kWである。

ただし、多くの電気自動車のバッテリー定格は 750V 未満、または 400 ～ 500V をわずかに超える程度であるため、充電電圧をそれほど高くする必要はありません。そのため、充電中に電流を 250A まで引き出すことができたとしても、ピーク充電電力は 180kW に達しません。つまり、多くの電気自動車はまだ公共の充電ステーションの充電電力を完全には使い切っていないのです。

そこでBYDは解決策を考えました。一般的な電気自動車の充電電圧は750Vである必要はなく、充電パイルの最大充電電流は250Aに制限されているため、降圧・電流増加回路を車に作ったほうが良いでしょう。バッテリーの充電電圧が500V、充電パイルの電圧が750Vであると仮定すると、車側の回路は余分な250Vを降圧して電流に変換できるため、理論的には充電電流は360Aに増加します。ピーク充電電力は依然として 180kW です。

BYD Hexagonal Building でアップカレント充電のプロセスを観察しました。 Sea Lion 07EV は e-プラットフォーム 3.0 Evo 上に構築されていますが、車載アップカレント技術を使用しているため、バッテリー定格電圧は 537.6V ですが、07EV の充電電流は標準の 750V および 250A 充電で 374.3A になります。充電パイルの充電電力は 175.8kW に達し、基本的に充電パイルの制限出力電力 180kW を消費します。

e-platform 3.0 Evo には、ブーストと電流に加えて、端子パルス充電という先駆的なテクノロジーも搭載されています。ご存知のとおり、現在電気自動車によって推進されている急速充電のほとんどは 10 ～ 80% の範囲です。 80%からフル充電する場合は、消費時間が大幅に長くなります。

バッテリーの最後の 20% が非常に遅い速度でしか充電できないのはなぜですか?低電力時の充電状況を見てみましょう。まず、リチウムイオンは正極から抜け出し、電解液に入り、中間膜を通過して、スムーズに負極に埋め込まれます。これは通常の急速充電プロセスです。

しかし、リチウム電池を高レベルに充電すると、リチウムイオンが負極の表面を塞いでしまい、負極に埋め込むことが困難になります。充電電力が増加し続けると、負極の表面にリチウムイオンが蓄積し、時間の経過とともにリチウムの結晶が形成され、電池のセパレータを突き破って電池内部でショートを引き起こす可能性があります。

では、BYDはこの問題をどのように解決したのでしょうか?簡単に言えば、リチウムイオンが負極の表面でブロックされると、システムは充電を継続せず、少量の電力を放出してリチウムイオンを負極の表面から放出します。詰まりが解消されると、より多くのリチウムイオンが負極に埋め込まれ、最終充電プロセスが完了します。常に放電を少なくし、より多くすることで、バッテリーの最後の 20% の充電速度が速くなります。 Sea Lion 07EV では、電力の 80 ～ 100% の充電時間はわずか 18 分で、これは以前の電気自動車と比較して大幅な改善です。

BYD e-プラットフォームは立ち上げられてまだ 14 年しか経っていませんが、1.0 の時代から BYD は台頭し、電気自動車の研究開発と量産の完了を主導してきました。 2.0 時代において、BYD 電気自動車はコストと性能の面で一歩先を行っており、現在では同業者によって採用されている Han EV のオンボード駆動システムブースト技術など、一部の設計では先進的な考え方が示されています。 3.0 時代の BYD 電気自動車は、バッテリー寿命、エネルギー消費量、充電速度、価格の点でまったく欠点のない六角形の戦士です。最新の e-platform 3.0 Evo に関しては、設計コンセプトはまだ時代を先取りしています。オンボードのカレントアップ技術とパルス充電技術はすべて業界初です。これらの技術は将来的には確実に他社によって模倣され、電気自動車の技術的な翼となるでしょう。 

-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------------