宋楠：深度解析奇瑞“小蚂蚁”铝车身架构及动力电池热管理策略

2019款奇瑞“小蚂蚁”电动汽车，由1组装载电量为35度电的动力电池总成，最大输出功率30千瓦驱动电机，全铝合金整车架构，以及外覆盖件全部采用轻量化复合材料构成。2019款奇瑞“小蚂蚁”电动汽车NEDC续航里程301公里，快充时间30分钟-50分钟（SOC 30%-80%）；慢充时间5-7小时（6.6千瓦充电机）。本文仅对2019款奇瑞“小蚂蚁”电动汽车整车轻量化以及快慢充工况深度解析。1、奇瑞“小蚂蚁”电动汽车铝车身架构：作为一款售价5万元（扣除补贴后）级、续航300公里级A000级电动汽车，市场定位与整车成本成为设计优先考量的重点，其次续航里程的标定又分割相当大的成本以及影响车辆技术状态。在车辆尺寸与成本的首要限定条件，还要保证在2019年中国新能源整车市场中具备必须的续航里程需求，该如何让车辆具有竞争力？奇瑞给出的答案是A000车型使用全铝车身和复合材料作为外覆盖件的轻量化解决方案，以此换取不增加太多电池电量（保证最大化的成本控制），降低百公里综合电耗，获得NEDC续航里程301公里的最终目的。2019款奇瑞小蚂蚁引入的铝车身，并非像奥迪、捷豹等高端车型整体冲压成型（铝覆盖件以及铝架构）存在不能维修只能更换总成的设定。而是基于LFS车型平台的3R-BODY环状架构，由承受冲击力的镁合金占比超过93%支撑件，通过无铆连接、激光焊接、胶粘工艺，将不同形状不同功能设定的铝材进行“合装”，以降低日后的维修成本。在保证整车被动安全前提下，所有不承受冲击力的外覆盖件的持续轻量化。奇瑞“小蚂蚁”的前后保险杠、前机盖、前翼子板、后侧围以及后尾门等非承重配件采用玻璃纤维增强复合材料制造。这镁铝合金、全铝合金材质的车身架构，与玻璃增强复合材料构成的外覆盖件，这一切的一切，为的是持续降低整车综合工况百公里电耗。上图为拆卸掉前机盖（玻璃纤维增强复合材料）后，前部动力舱各分系统技术细节特写。绿色箭头：铝合金材质框型托架红色箭头：铝车身的前减震器支座蓝色箭头：电驱动系统高温散热循环管路补液壶由于奇瑞“小蚂蚁”电动汽车采用后轮驱动的技术设定。前部动力舱内仅布置了启动蓄电池、制动总泵、真空泵以及储气罐等辅助分系统。上图为拆卸掉前机盖（玻璃纤维增强复合材料）后，前部动力舱各分系统技术细节特写 2。红色箭头：铝合金材质框型托架绿色箭头：铝合金材质框型前副车架上图为奇瑞“小蚂蚁”电动汽车，铝合金框型前副车架使用的弧焊工艺（MIG）。奇瑞“小蚂蚁”的驾驶舱焊接为主体架构，前部动力舱的部分的前纵梁、轮室罩、前减震器支座以及框型前副车架，也采用铝合金材质加工。而固定散热器、冷凝器、组合灯等附件的前部框架，也采用轻量化的玻璃纤维复合材料构成。上图为隐藏在奇瑞“小蚂蚁”电动汽车，驾驶舱后排座椅后部行李舱下盖板的后驱动电机总成和OBC技术细节特写。黄色箭头：车尾方向红色箭头：容纳电驱动总成的铝车身后部焊接架构白色箭头：OBC（慢充充电机）绿色箭头：高压分线盒总成蓝色箭头：后驱动电机总成（含减速器）上图为奇瑞“小蚂蚁”后驱动桥技术细节特写。红色箭头：钢制后副车架白色箭头：保护动力电池至驱动电机的高压线缆护板（2组）绿色箭头：高压线缆动力电池接口（正负极）黄色箭头：驱动电机总成蓝色箭头：电机控制器奇瑞“小蚂蚁”后悬架为钢制焊接框型副车架，下摆臂也为钢制，不过固定用支座采用铝合金材质。红色箭头：铝合金材质固定支座黄色箭头：钢制下摆臂奇瑞“小蚂蚁”电动汽车，几乎全部车身焊接采用不同比例铝材质结构件；前副车架、前纵梁同为铝合金材质；后副车架为钢制；前部框架则采用ABS复合材料。2、奇瑞“小蚂蚁”动力电池热管理策略之“飞线”慢充：在环境最高温度接近40摄氏度的北京，笔者使用220伏家用电，对奇瑞“小蚂蚁”进行“飞线”充电。经过2天的暴晒后，奇瑞“小蚂蚁”前部动力舱盖表面温度已经达到39.1摄氏度。上图为慢充15分钟后，奇瑞“小蚂蚁”前部动力舱内电驱动系统高温散热循环管路补液壶热成像仪特写。可以看到，温度最高的补液壶低端表面温度约为39摄氏度。前部框架被太阳直晒的位置温度约为39.9摄氏度。而与补液壶关联的管路温度均保持在37-39摄氏度。上图为慢充16分钟后，奇瑞“小蚂蚁”后部OBC（慢充充电机）表面壳体温处于38-39.9摄氏度。使用家用220伏家用电“飞线”慢充时，电流通过接口输入OBC（慢充充电机），再转入动力电池总成。此时OBC（慢充充电机）温度随之提升，并稳定在39-40摄氏度范围。奇瑞“小蚂蚁”电动汽车“飞线”充电时，组合仪表的续航里程（蓝色箭头）的提升，意味着充电正在进行。奇瑞“小蚂蚁”电动汽车，车载OBC（慢充充电机）额定功率为6.6千瓦，可以兼容10安和16安220伏家用电充电。根据充电电流不同，充电功率达到1.5千瓦或3.0千瓦。在使用220伏家用电“飞线”充电时，务必要观察充电盒指示灯，以准确判断充电状态，雨雪时期做好充电线缆的安全保护措施（尽量停止充电）。3、奇瑞“小蚂蚁”动力电池热管理策略之直流快充：在国家电网建设的60千瓦快充桩，对奇瑞“小蚂蚁”进行充电测试。午后14点，全天地表温度最高时段，奇瑞“小蚂蚁”电动汽车表面温度达到了41摄氏度、动力电池SOC65%、行驶10分钟。奇瑞“小蚂蚁”电动汽车动力电池SOC值为65%、充电9秒钟后，电芯温度29摄氏度、充电电流达到84安。在仪表台中置的显示屏，也可以获得续航里程、百公里电耗等关键信息。在充电时，续航里程（红色框架）的提升也可以获得充电状态的变化。快充过程中，奇瑞“小蚂蚁”电动汽车电驱动系统高温散热循环管路补液壶温度处于35-37摄氏度。由于快充时，车载OBC（慢充充电机）并不运行，且电驱动系统也停止运行。因此，电驱动散热循环系统处于停止运行状态。一旦DCDC模块温度随着充电温度的提升而提升，循环管路开始运行进行散热伺服。上图为奇瑞“小蚂蚁”电动汽车快充时，伺服电驱动系统散热管路的电子水泵及管路温度状态对比。白色箭头：后部电驱动系统至前部散热器的散热管路（进出2组）绿色剪头：管路至前部散热器间设定的电子水泵随着快充充电温度的提升,电驱动系统开始进行散热伺服，冷却液温度保持在39-40摄氏度。为了获得更接近“真实”状态的奇瑞“小蚂蚁”电动汽车动力电池热管理策略，笔者对整车进行超过5次快充测试。快充测试起始时间分别为8点、10点、12点、14点、16点。基本上可以确认的是，随着环境温度的不同，电驱动系统高温散热循环系统激活的时间也不同。环境温度约为27摄氏度的6点进行快充（SOC50%，行驶10分钟）,电驱动系统高温散热功能开启时间点约为SOC76%；环境温度约为35摄氏度的8点进行快充（SOC50%，行驶10分钟）,电驱动系统高温散热功能开启时间点约为SOC66%；环境温度约为41摄氏度的10点进行快充（SOC50%，行驶10分钟）,电驱动系统高温散热功能开启时间点约为SOC64%；环境温度约为45摄氏度的12点进行快充（SOC50%，行驶10分钟）,电驱动系统高温散热功能开启时间点约为SOC55%；环境温度约为51摄氏度的14点进行快充（SOC50%，行驶10分钟）,电驱动系统高温散热功能开启时间点约为SOC55%；基本上环境温度越低，电驱动系统高温散热功能激活阈值与SOC数值都会偏晚。上图为全部5次快充测试中，环境温度最高点为51.5摄氏度，奇瑞“小蚂蚁”电芯温度保持在28-34摄氏度。笔者有话说：作为一款扣除补贴后（2019年补贴标准）售价5-7万元区间的A000级电动汽车，将铝合金车身架构及玻纤增强复合材料构成的外覆盖件为牵引的轻量化，作为平衡动力电池装载电量（最大成本占比）、热管理策略、充电兼容性、综合续航里程等基础。由此带来适中的充电功率、主流状态的充电周期和贴合的动力电池热管理策略，使得整车续航里程达到300公里级。笔者注意到，在奇瑞“小蚂蚁”电动汽车全部技术亮点中，采用多种比例铝合金架构以及连接工艺，玻璃纤维复合材料构成的外覆盖件占比，在国产汽车品牌中都是极为少有（北汽新能源LITE也采用全铝车身及轻量化的外覆盖件）。通过研判“小蚂蚁”适配的铝车身架构及动力电池热管理策略，可一窥奇瑞汽车新能源核心技术及整车制造的技术状态。客观的说，A000级别的“小蚂蚁”电动汽车，是奇瑞新能源现阶段与瑞虎e和艾瑞泽e同等重要的车型。也是后续逐渐向更大尺寸、更高级别电动轿车与SUV车型发展的拐点。文/新能源情报分析网宋楠欢迎关注行业最前端的新能源情报分析网

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