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2023新能源汽車來到了蓬勃發(fā)展期，新能源車滲透率全年達(dá)到35%左右，個(gè)別月份甚至超過44%，可見消費(fèi)者對(duì)新能源車的接受程度越來越高，那么問題來了，難道續(xù)航里程焦慮沒了？
從滲透率可以看出還是有一部分消費(fèi)者有所顧忌，但是這個(gè)續(xù)航焦慮已經(jīng)大大緩解了，在眾多車企以及零部件供應(yīng)商的齊心合力下，一個(gè)個(gè)新技術(shù)詞匯在新能源汽車領(lǐng)域被創(chuàng)造出來，智能一體化底盤技術(shù)、全域800V高壓平臺(tái)、一體化壓鑄技術(shù)、多合一電驅(qū)系統(tǒng)、二氧化碳熱泵空調(diào)，它們個(gè)個(gè)身懷絕技，其特點(diǎn)是在電能的開源節(jié)流方面都為續(xù)航里程的提升做出了貢獻(xiàn)。
這些新技術(shù)讓消費(fèi)者吃下了一顆定心丸，消費(fèi)者對(duì)這些技術(shù)的肯定反過來也促進(jìn)了車企創(chuàng)新技術(shù)的進(jìn)一步打磨與挖掘，良性的正循環(huán)車輪已經(jīng)滾動(dòng)起來，這些新技術(shù)將為2024年新能源車的滲透率進(jìn)一步提升打下基礎(chǔ)。
智能一體化技術(shù)——提升電池包成組效率來緩解續(xù)航焦慮
要想提升新能源汽車的續(xù)航里程，在不考慮動(dòng)力電池單體密度提升的情況下，提升電池包的成組效率，進(jìn)而可以從物理層面考慮在不要影響車身強(qiáng)度、不侵占駕駛室內(nèi)舒適空間的情況下能夠裝入更多的動(dòng)力電池，提升車輛動(dòng)力電池系統(tǒng)體積利用率，續(xù)航能力自然就提升了。智能一體化技術(shù)呈現(xiàn)出多種技術(shù)形態(tài)，早期以比亞迪的CTB技術(shù)為引領(lǐng)，零跑汽車的CTC緊隨其后，寧德時(shí)代在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成了電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架、剎車等部件，創(chuàng)造出CIIC技術(shù)。
1、比亞迪CTB一體化電池技術(shù)
CTB技術(shù)：Cell to Body，電池車身一體化，采用電池上蓋板代替車身下底板，省掉了一層地板空間，帶來車輛大約10mm的空間節(jié)約。典型的應(yīng)用車企代表是比亞迪，其CTB性能參數(shù)如下：
·動(dòng)力電池系統(tǒng)體積利用率66%
·正碰結(jié)構(gòu)安全提升50%，側(cè)碰安全性提升45%
·整車扭轉(zhuǎn)剛度提升一倍，突破40000+N*m/°
·垂直空間增加10mm，超低質(zhì)心/慣性，50:50黃金軸荷比
2、零跑CTC一體化電池技術(shù)
CTC技術(shù)：Cell to Chassis，電池底盤一體化，省掉電池上蓋板，保留車身下底板，去掉電池包上蓋，典型的應(yīng)用車企代表是零跑，其CTC性能參數(shù)如下：
·電池布局空間增加14.5%
·車身垂直空間增加10mm
·車輛綜合工況續(xù)航提升10%
·車型扭轉(zhuǎn)剛度提升25%
·車身輕量化系數(shù)提升20%
3、寧德時(shí)代CIIC一體化智能底盤技術(shù)
一體化智能底盤可以看作是動(dòng)力域融合一種體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)高度集成的高效智能電動(dòng)底盤，從而減少各個(gè)部件的中間環(huán)節(jié)能耗和重量，有利于提升續(xù)航里程，典型代表企業(yè)是寧德時(shí)代。
寧德時(shí)代CIIC 是以電池和電驅(qū)為核心、通過 CTC（Cell to Chassis）技術(shù)實(shí)現(xiàn)高度集成的電動(dòng)底盤。CIIC 將電池、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架、剎車等部件整合在底盤上，在實(shí)現(xiàn)減少能耗的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)上下車體設(shè)計(jì)分離解耦，為車型快速開發(fā)打下基礎(chǔ)。
2022年10月31日，寧德時(shí)代與VinFast宣布簽訂全球戰(zhàn)略合作諒解備忘錄，雙方將在CIIC（寧德時(shí)代一體化智能底盤）滑板底盤等項(xiàng)目上開展合作。
2023年1月10日，寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代智能與哪吒汽車在上海舉行簽約儀式，雙方將在CIIC（CATL Integrated Intelligent Chassis）一體化智能底盤項(xiàng)目上開展合作，首款搭載CIIC的車型最快將于今年年底面世。
2023 國(guó)際汽車電子與軟件大會(huì)?滴水湖峰會(huì)上，寧德時(shí)代透露旗下時(shí)代智能開發(fā)的滑板底盤已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。與寧德時(shí)代合作的首發(fā) B 級(jí)轎車已完成黑河冬季測(cè)試及吐魯番夏季測(cè)試，實(shí)現(xiàn) 75% 的電池包成組效率，續(xù)航里程突破 1000 公里，低溫衰減在零下 7 度時(shí)小于 30%，百公里電耗 10.5kWh，實(shí)現(xiàn)了 5 分鐘充電 300 公里，且底盤支持 CNCAP 五星級(jí)碰撞要求，車體碰撞能量吸收大于 80%，而該車企應(yīng)該是之前與寧德時(shí)代就一體化底盤簽約的哪吒汽車。
可以預(yù)見，寧德時(shí)代的一體化智能底盤技術(shù)即將在整車的續(xù)航方面體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，目前與國(guó)外和國(guó)內(nèi)企業(yè)的合作正在全面推進(jìn)中， 今年也將成為新能源汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)之一。
總結(jié)一下，CTB/CTC/CIIC技術(shù)都是動(dòng)力電池在硬件層面與整車車身的融合過程，基本原理都是將車輛地板作為動(dòng)力電池的一部分，其優(yōu)勢(shì)包含但不局限于以下幾個(gè)方面：
·安全性提升，在車輛遇到碰撞時(shí)，電池整體可以起到傳遞并吸收能量的作用
·操控性提升，由于CTB使得整車強(qiáng)度提升，使得車輛高速過彎時(shí)側(cè)傾變小，提升穩(wěn)定性與操控性
·舒適性提升，可以有效降低車身的震動(dòng)，NVH性能提升
·提升乘坐空間，車輛底盤進(jìn)行純平設(shè)計(jì)，提升車輛在垂直方向的空間，減少車輛受到的風(fēng)阻
二氧化碳熱泵空調(diào)——通過熱管理技術(shù)降能耗? 進(jìn)而提升續(xù)航里程
提升續(xù)航里程，只開源還不夠，我們還要想辦法節(jié)流。在整車電能的消耗方面，空調(diào)占比非常大，嚴(yán)重制約續(xù)航里程的提升。在新能源車空調(diào)的研究方面，腳步從來未停止過，今天我們來細(xì)數(shù)下新能源車空調(diào)發(fā)展的歷程，空調(diào)系統(tǒng)還有個(gè)名字叫做熱管理技術(shù)。
熱管理技術(shù)的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)好熱量產(chǎn)生者與熱量消耗者之間的關(guān)系，是為車機(jī)在不同工況的不同熱需求下提供合適的工作溫度的系統(tǒng)，終極目標(biāo)是將新能源車產(chǎn)生的熱量全部回收進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用，這樣可以提高熱管理效率，實(shí)現(xiàn)熱量有效利用，降低電耗，提升低溫環(huán)境下的續(xù)航能力。而在熱管理系統(tǒng)中，空調(diào)系統(tǒng)在熱管理中是占比最大的一部分。而空調(diào)又分為PTC和熱泵兩大類。
1、PTC空調(diào)制熱
PTC(positive temperature coefficient，PTC) 為正溫度系數(shù)加熱器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但制約續(xù)航，正溫度系數(shù)加熱器由PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成，具有熱阻小、熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其制熱時(shí)需要消耗大量的電能。冬季使用PTC供熱時(shí)，耗電量較高，嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
PTC加熱器原理框圖
以一個(gè)2kW的PTC加熱器為例，全功率工作一個(gè)小時(shí)要消耗掉2kWh電，即2度電。如果按照百公里耗電15kWh計(jì)算，2kWh就將損失13公里的續(xù)航里程，而實(shí)際情況可能帶來的續(xù)航降低程度更大，所以PTC雖然制熱快，但是純電動(dòng)新能源車一般是不會(huì)單獨(dú)搭載PTC方案的。
2、熱泵空調(diào)
熱泵空調(diào)通過熱量搬運(yùn)制熱，效率遠(yuǎn)高于 PTC。熱泵空調(diào)的原理是使用蒸氣壓縮循環(huán)利用環(huán)境中的熱量進(jìn)行制熱，并通過閥件組合使空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器功能對(duì)換，從而改變熱量轉(zhuǎn)移方向，進(jìn)而滿足冬天的制熱需求。熱泵空調(diào)與PTC不同，不會(huì)直接使用電能制熱，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量的搬運(yùn)，既然是搬運(yùn)，那么就意味著車外得有熱量可搬，也就是當(dāng)室外溫度極低時(shí)，熱泵空調(diào)也無能為力，這是低溫下熱泵空調(diào)的劣勢(shì)。
有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)使用熱泵空調(diào)代替PTC滿足加熱需求時(shí)，能耗可以降低 54%-79%，這樣就能顯著增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
3、PTC與熱泵空調(diào)的集成
簡(jiǎn)而言之，PTC空調(diào)和熱泵空調(diào)的原理不同主要在于：PTC制熱為“制造熱量”，而熱泵不生產(chǎn)熱量，只是熱量的“搬運(yùn)工”。既然是搬運(yùn)，那么就存在低溫下無熱量可搬運(yùn)的情況，為此PTC與熱泵空調(diào)集成方案應(yīng)運(yùn)而生。
PTC熱得快，但是耗能大，可以在低溫時(shí)啟用，當(dāng)環(huán)境溫度低于-10℃時(shí)靠PTC加熱來維持溫度，為座艙和電池提供較好的制熱效果；待溫度上升至-10℃以上時(shí)，切換至高效的熱泵進(jìn)行繼續(xù)工作，從而降低因空調(diào)制熱而產(chǎn)生的能耗，提升續(xù)航里程。所以很多車型都采用了熱泵+PTC的溫控方式，雖然增加了成本，但是帶來了續(xù)航里程與制熱效果的兼顧。
4、二氧化碳熱泵技術(shù)
隨著汽車工程師對(duì)低耗能空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)探索，二氧化碳作為空調(diào)的冷媒技術(shù)誕生了。二氧化碳尤其無污染的特點(diǎn)，CO2熱泵空調(diào)比現(xiàn)有空調(diào)冷媒更加環(huán)保，在低溫下比R1234yf型熱泵能源利用率更高，以更少的耗電量達(dá)到相同的制熱效果，且可以在-30℃的低溫下正常工作，而這個(gè)技術(shù)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)得益于800V平臺(tái)的空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，可以使得二氧化碳轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在新能源車上運(yùn)轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)二氧化碳需要的130bar的高運(yùn)行壓力（為傳統(tǒng)熱泵的8-9倍）。
目前有些車型已經(jīng)可以選裝二氧化碳熱泵，只不過成本會(huì)偏高。
新能源汽車的技術(shù)含量一定是先在新能源車的痛點(diǎn)領(lǐng)域出現(xiàn)，這是毋庸置疑的，關(guān)乎續(xù)航能力的熱管理技術(shù)便屬于此類，隨著新能源車的逐步純電動(dòng)化，以二氧化碳熱泵空調(diào)為主的熱管理將成為高續(xù)航車輛的最佳選擇。
全域800V高壓平臺(tái)技術(shù)——為提升續(xù)航里程添磚加瓦
可能一提到800V高壓，你總能第一個(gè)想到快充，其實(shí)除了快充外，它還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是降低能耗，由于高壓，還可以有效降低車內(nèi)耗電零件的能耗。這個(gè)要從高壓快充講起，高壓電池充電的過程實(shí)際上就是把電能從電網(wǎng)搬運(yùn)到車內(nèi)的高壓電池中的過程，這個(gè)過程搬運(yùn)的是電能。電能是功率與時(shí)間的乘積，那么要想縮短充電時(shí)間，唯一的手段就是提高充電功率。功率=電壓x電流（P=UI），想要提升充電功率，那么有提升電流或者提升電壓兩種選擇，而提升電壓充電因?yàn)楦鞣矫鎯?yōu)勢(shì)成為了主流方案。
800V充電平臺(tái)
而提升了充電的電壓之后呢，發(fā)現(xiàn)如果一部分用電設(shè)備不是800V，那么還需要再增加一個(gè)DCDC轉(zhuǎn)換器，這無形之中就增加了能量的交換過程，有能量交換那必然有能量損耗，所以800V全域技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了，除了減少能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)外，我們驚喜的發(fā)現(xiàn)，因電壓提高致使用電器件本身的內(nèi)阻產(chǎn)生的損耗也少了，Q=I2RT，也就是產(chǎn)生的熱量損耗與電流的平方成正比，對(duì)于800V高壓系統(tǒng)而言，工作電流是相對(duì)減少的，所以續(xù)航里程便也會(huì)間接增加。800V全域電氣平臺(tái)正在成為消費(fèi)者購(gòu)買純電動(dòng)車的重要參考項(xiàng)之一，因?yàn)槠淇梢杂行Ь徑饫m(xù)航里程焦慮。
新能源車800V高壓平臺(tái)大概分為三種：
·第一種是全域800V，即整車的電機(jī)、電池、電控、空調(diào)、DCDC等都支持800V；
·第二種是關(guān)鍵部件支持800V，比如電驅(qū)系統(tǒng)、電池支持800V，而空調(diào)等電氣部件采用400V；
·第三種是僅電池支持800V高壓快充，但其它部件均為400V。
目前支持第一種全域800V平臺(tái)的車型比較少，多數(shù)宣傳自己是800V平臺(tái)的車型都屬于上述中的第二種類型。而小米的技術(shù)發(fā)布會(huì)以及小鵬X9的上市發(fā)布會(huì)都以全域800V入場(chǎng)，向后入局者宣告了新能源車800V全域?qū)⑹切碌拈T檻。
可見800V全域平臺(tái)不僅可以縮短充電時(shí)間，還可以減少動(dòng)力輸出環(huán)節(jié)的能量損耗，從而提升續(xù)航里程，難怪車企為其著迷，消費(fèi)者為其動(dòng)情。
一體化壓鑄技術(shù)——以輕量化的方式提升續(xù)航里程
白車身一體化壓鑄技術(shù)正在向大型化方向發(fā)展，一體壓鑄技術(shù)可以提高整車質(zhì)量、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、保證車內(nèi)空間的絕對(duì)密封性、提升汽車被動(dòng)安全性、車身耐久性能、提升整車的輕量化進(jìn)而提升續(xù)航里程。可以說一體化壓鑄集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身。
傳統(tǒng)的非一體化壓鑄是將小的零件通過焊接的方式連接起來的，形式包括但不限于手工焊接、機(jī)器人焊接，基本都是點(diǎn)焊的形式，既然是焊接就存在著鈑金零件之間的重復(fù)搭接，而使用一體化壓鑄技術(shù)，便可以在保證強(qiáng)度的前提下消除冗余的鈑金搭接，從而提升車身的輕量化系數(shù)。
目前蔚來、小鵬、理想、問界、嵐圖、長(zhǎng)安、小米、哪吒等汽車品牌都已經(jīng)量產(chǎn)或布局一體化壓鑄技術(shù)，不同點(diǎn)在于大家選擇的壓鑄位置不一樣，一體化后車身和后地板居多，目前在向一體化車頭、一體化側(cè)圍發(fā)展，從噸位上看9000T已經(jīng)不稀奇了，12月15日哪吒汽車直接上20000T，可以說一定程度上決定了國(guó)內(nèi)未來車身一體化的走向。
哪吒汽車，2023年12月15日 -力勁科技與造車新勢(shì)力哪吒汽車共同舉辦"超大型一體化壓鑄設(shè)備及技術(shù)戰(zhàn)略合作簽約儀式"，雙方就聯(lián)合開發(fā)20000噸超大型壓鑄單元及多項(xiàng)業(yè)務(wù)達(dá)成深度戰(zhàn)略合作。本次合作研制之壓鑄單元鎖模力為當(dāng)前全球之最，有望將一體壓鑄場(chǎng)景拓展至B級(jí)車及更大尺寸車型的整個(gè)車身底盤，為一體化制造創(chuàng)造更多可能。
極氪007，車身后底盤使用了一體化壓鑄技術(shù)，減少后部零件數(shù)量，提高車身強(qiáng)度。
小米汽車采用9100t一體化壓鑄技術(shù)，同樣為了減少白車身零件數(shù)量，達(dá)到輕量化的同時(shí)提高了車身強(qiáng)度。
小鵬X9后地板采用12000t一體化壓鑄技術(shù)，提升安全的情況下為續(xù)航里程的提升打下基礎(chǔ)。
問界M9，使用9000t一體壓鑄后車體，改善車身結(jié)構(gòu)安全，全車鋁合金體積占比高達(dá)80%，一體化壓鑄部分的零件數(shù)量減少95%，輕量化系數(shù)低至2.02，為續(xù)航里程的提升打下基礎(chǔ)。
2024年的這些續(xù)航技術(shù)會(huì)進(jìn)一步提升，在眾多新技術(shù)的助推下，新能源汽車新品的續(xù)航里程將踏上1000公里臺(tái)階，續(xù)航里程焦慮被終結(jié)，中國(guó)新能源汽車技術(shù)將在續(xù)航提升的細(xì)分領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤黄谱晕遥瑒?chuàng)造奇跡。
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