全球范圍內(nèi)使用大圓柱電池作為動(dòng)力系統(tǒng)的車企中,特斯拉是最為熟悉的,我們也聊過很多。除此之外,歐洲的寶馬和奔馳、中國(guó)的蔚來(lái)和美國(guó)的Rivian是比較知名的使用圓柱電池的企業(yè)。
Rivian的車型提供了靈活的動(dòng)力配置選項(xiàng),包括單電機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(RWD)、雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)(4WD),以及創(chuàng)新的三電機(jī)布局,前部單電機(jī)與后部雙電機(jī)結(jié)合的全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),滿足不同駕駛需求和性能偏好。
本文從動(dòng)力系統(tǒng)的電池和電驅(qū)動(dòng)分別來(lái)看下Rivian的設(shè)計(jì)和開發(fā)狀態(tài)。
Part 1、4695電池
Rivian在電池技術(shù)上也實(shí)現(xiàn)了突破,R2和R3均采用了先進(jìn)的4695型圓柱電池,其直徑46毫米,高95毫米,不僅單體電池容量增大,而且充放電速率顯著提升。根據(jù)官方披露的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),每個(gè)模塊由34x8排列的電芯組成,意味著單個(gè)模塊能容納272個(gè)電池單元。
這些車型的純電續(xù)航能力卓越,最遠(yuǎn)可達(dá)483公里??紤]到4695電池支持高達(dá)10C的峰值放電率,這意味著車輛的最大輸出功率可以達(dá)到驚人的900千瓦,主要是匹配下面的大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是兼容R2和R3的,從整體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)車共用電池系統(tǒng)的目標(biāo)。
當(dāng)然整個(gè)電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì),類似于特斯拉的想法,把很多的功率轉(zhuǎn)換(OBC、DC-DC)等都放在了電池系統(tǒng)的上部,做了一個(gè)系統(tǒng)性的整合。
Part 2皮卡和中大型SUV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
Lucid是專供跑車的,相比Rivian圍繞功率密度來(lái)建設(shè),Rivian的系統(tǒng)是圍繞加速能力和絕對(duì)功率輸出來(lái)進(jìn)行的。R2的三電機(jī)版本在0到60英里/小時(shí)的加速測(cè)試中僅需3秒,這一成績(jī)令人矚目。作為Rivian的首款高性能車型,R3X(同樣配備三電機(jī))預(yù)計(jì)在動(dòng)力表現(xiàn)上將更為出色,刷新速度極限。
Rivian重新設(shè)計(jì)的逆變器,體積密度提高了 75%,設(shè)計(jì)中所有高壓接頭均采用焊接方式,以改進(jìn)制造工藝(減少生產(chǎn)線上的緊固工位)并降低接觸電阻,在性能相同的情況下,成本降低了 25%。
集成式外殼安裝座,實(shí)現(xiàn)了部件整合和剛度提升,雙隔離襯套改善了 NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)性能。
發(fā)卡式繞組(這個(gè)在國(guó)內(nèi)大家很熟悉了),功率密度更高,成本更低,僅使用 3 種獨(dú)特的針腳形狀且每個(gè)槽僅需 6 根導(dǎo)體,提高了可制造性。
定子和轉(zhuǎn)子直接油冷卻,可實(shí)現(xiàn)熱性能提升和連續(xù)功率輸出。
這是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品性能和成本的對(duì)比情況。
Maximus,是Enduro第二代驅(qū)動(dòng)單元(Gen 2),專為R2和R3車型設(shè)計(jì),體現(xiàn)了在工程和成本優(yōu)化方面的顯著進(jìn)步。這一革新性的驅(qū)動(dòng)單元集成了側(cè)裝式逆變器,不僅改進(jìn)了整體包裝設(shè)計(jì),還帶來(lái)了約30%的部件成本降低,相較于第一代產(chǎn)品(Gen 1)而言,這是很大的成本節(jié)省。
在生產(chǎn)效率方面,Maximus同樣表現(xiàn)出色。與R1(Enduro)相比,直接勞動(dòng)成本每單位減少了大約30%,制造過程的精簡(jiǎn)和效率提升。工程零件數(shù)量減少了11%,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了組裝流程,驅(qū)動(dòng)單元緊固件的數(shù)量削減了32%,這不僅降低了潛在的故障點(diǎn),也使得整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)變得更加簡(jiǎn)便。從成本控制、勞動(dòng)效率還是零部件復(fù)雜度的角度來(lái)看,Maximus(R2和R3的驅(qū)動(dòng)單元)都有很大的提高。
小結(jié)
Rivian的整套動(dòng)力系統(tǒng),走的是美式設(shè)計(jì)路線,屬于大開大合的類型。