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宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态

宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态
2019-07-26 14:33:38 列宁格勒保卫者
宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态

连续6年以量产车状态参加中国汽车拉力锦标赛的比亚迪梦想车队,再次派出CRC版秦Pro DM赛车征战2019年赛季。新能源情报分析网将对基于量产车改型而来的CRC版秦Pro DM赛车的动力总成、电驱动系统、动力电池系统及悬架,在最高温度超过58摄氏度的赛事工况下的综合表现深度解析。

宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态

由比亚迪官方经营的梦想车队,全部由秦100和秦Pro DM赛车组成,最早于2014年使用的秦赛车已经退役。目前在比亚迪梦想车队服役的CRC版秦Pro DM赛车一共2台,全部根据赛事组委会规定进行了必要改装,符合SAE组参赛需求。

备注:中国汽车拉力锦标赛后文简称CRC

CRC版秦Pro DM赛车保留了量产车型搭载的1.5Ti汽油机(最大输出功率113千瓦、最大输出扭矩240牛米)、6前速双离合变速器(干式)、前置永磁同步驱动电机(最大输出功率110千瓦、最大输出扭矩250牛米)、15000转/分水冷散热BSG电机(最大输出功率25千瓦)、带有液态热管理系统的中置“T”型NCM三元锂电池总成(装载电量14.38度电、全电驱动续航里程82公里)。

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相对秦100最大不同的是,秦Pro DM量产车(CRC版赛车)采用正向开发的车型平台。其中,首次适配的15000转/分水冷(散热)BSG电机,主要用于调节6DCT的换挡转速(降低换挡冲击),适配全新的动力电池热管理策略,最大化的保障动力电池安全(让电芯在不同工况处于“恒温”状态)。

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CRC版秦Pro DM,保留了一切量产车的外观特征,包括前进气格栅安装的超声波雷达组件。

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全车灯具仍然是适配在秦Pro DM量产车的技术状态。

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量产版秦Pro DM长宽高4765x1837x1495mm、轴距2718mm、整车自重1.69吨。CRC版秦Pro DM的长宽高及轴距,与量产车型完全相同。为了必要的改装,拆除了全部内饰板和后排座椅,加装防滚架与前中后三组护板,CRC版秦Prd DM赛车的整备质量约为1.5吨。

1、CRC版秦Pro DM赛车的内饰技术状态:

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上图为CRC版秦Pro DM赛车驾驶舱内仪表台细节特写。

蓝色箭头:拆除掉中控PAD屏幕后留存的接口被胶布覆盖

红色箭头:保证赛事的进行,额外增设的可分配制动比例的手制动系统

黄色箭头:拉力表

为了符合中国汽车拉力锦标赛(CRC)组委会强制的安全要求,CRC版秦Pro DM赛车安装了防滚架、动力舱和驾驶舱的自动灭火系统、车内通联系统。

为了获得更好地成绩,CRC版秦Pro DM赛车也拆除了一切不必要的分系统(车门内饰板、真皮座椅、中控PAD屏幕以及其他与赛事没有关联的设定)。

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在HEV模式下,CRC版秦Pro DM赛车“怠速”工况时,驾驶员用显示屏状态特写。

拆除了中控PAD屏幕后,行车状态、发动机转速、燃油油量、电池电量、输出功率、行驶速度、温度等综合信息,全部由驾驶员用显示屏输出。

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根据赛事组委会要求,CRC版秦Pro DM赛车安装了断电开关、灭火器手动开关等额外保障安全的分系统。这种安全设定,不仅针对CRC版秦Pro DM赛车,还包括全部燃油赛车。

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通过笔者目测观察,CRC版秦Pro DM赛车保留了随车标配的1.5Ti汽油机用空调压缩机,BC系列电动空调压缩机,赛事过程中车组可以开启驾驶舱空调制冷模式。只不过,拆除了控制面板,只使用“自动”模式。当然,没有了中控PAD屏幕,也不能对车内外PM2.5数值进行探测。

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蓝色箭头:秦Pro DM量产车适配的6DCT换挡系统

黄色箭头:一键启动开关

红色箭头:放电开关(可以认为是有别于HEV、EV模式之外的,启动后强制油+电共用的赛事模式)

绿色剪头:充电开关(从赛事工况转入非竞技的行驶工况时,BSG电机为动力电池强制充电模式)

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虽然4组车门内饰板被拆除,但依旧保留电动升降器系统及一键升降控制开关(2后车门升降器和开关拆除)。

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红色箭头:BMS控制模块

黄色箭头:VCU控制模块

位于驾驶员座椅一侧,车身焊接后地板,设定了1组BMS控制模块(动力电池)和VCU控制模块(整车)。这2组控制模块,被封装在相同的铝合金壳体中,且全部由比亚迪自行研发和量产。

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位于副驾驶员一侧,车身焊接后地板上,设定了1组PTC控制模块。PTC控制模块,针对动力电池热管理系统的低温预热功能和驾驶舱空调制热模式,进行“2合1”控制。动力电池热管理系统的高温散热功能和驾驶舱空调制冷模式,则由其他模块单独控制。

2、CRC版秦Pro DM赛车的动力和电驱动总成技术状态:

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上图为CRC版秦Pro DM赛车的动力舱内各分系统细节特写。

黄色箭头:在1.5Ti汽油机上覆盖了1组进气总成

蓝色箭头:15000转/分水冷BSG电机控制模块

灰色箭头:6DCT+前置驱动电机总成

白色箭头:前置驱动电机控制模块+DC-DC控制模块“2合1”总成

绿色剪头:1.5Ti汽油机、15000转/分水冷BSG电机、前置驱动电机、电机和DC-DC“2合1”控制总成共用的循环管路补液壶(140kPa)

橘色箭头:动力电池热管理系统(高温散热和低温预热)循环管路补液壶(140kPa)

无论CRC版秦Pro DM赛车,还是量产的秦Pro DM商品车,在核心的技术部分都没有任何改变。一方面,赛事组委会要求CRC版秦Pro DM赛车保留量产车全部主要技术状态;一方面,比亚迪本身就要通过赛事检验全部核心技术的极限状态的安全性与可靠性。

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笔者注意到,无论CRC版秦Pro DM赛车还是量产车,为动力电池提供散热和预热伺服的循环管路补液壶,都被施加140kPa的高压。这与采用“DM3.0”技术解决方案的唐EV四驱版的同类型管路设定为15kPa压力值相差甚远。

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上图为15000转/分水冷BSG电机技术状态细节特写。

这台由比亚迪自行研发和量产的15000转/分水冷BSG电机,首要用途是调节换挡转速、通过替代前置驱动电机行车馈电产生的换挡冲击,提升发电效率。然而,最大输出功率25千瓦(理论上可以为动力电池提供25千瓦的充电功率)的技术优势,并未在秦Pro DM上得到充分应用(行车充电功率最大值仅为12千瓦)。

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上图为15000转/分水冷BSG电机控制模块特写,依旧为比亚迪研发并量产。

在比亚迪DM技术及整车发展中,应用以节能为牵引的“DM1.0”技术是F3DM;应用以性能为牵引的“DM2.0”技术是秦(100)系列、宋DM和唐(100)系列车型;应用以性能为牵引兼顾舒适的“DM3.0”技术是宋Pro DM和全新一代唐车型。

每1代DM车型进化过程中,比亚迪都在解决上1代车型存在的不足,并为下1代车型进行一些技术验证。或许至“DM4.0”技术发布及整车应用时,彻底解决节行车发电效率不足等问题,还将汽油机的热效率和轻量化等“疑难杂症”进行根治。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车的6DCT和前置驱动电机总成、前置驱动电机和DC-DC“2合1”总成技术特写,由比亚迪自行研发和量产。

绿色剪头:6DCT为干式自散热、前置110千瓦驱动电机水冷散热

蓝色箭头:前置驱动电机和DC-DC“2合1”控制总成为水冷散热

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上图为CRC版秦Pro DM赛车前部固定散热组件的框架总成技术特写。

蓝色箭头:空气滤清器总成的进气道部分

白色箭头:ABS工程塑料材质构成的水箱框架

红色箭头:空调用冷凝器

黄色箭头:涡轮增压器用中冷器

绿色箭头:被水箱框架遮蔽的动力电池热管理系统用散热器

靓色箭头:发动机、电驱动系统及相关控制模块主散热器

紫色箭头:可调速的散热器风扇

为了满足不同分系统的散热伺服需求,秦Pro DM设定了4组不同温度范围设定散热组件,并集成在轻量化的水箱框架上。可调速散热器风扇,与动力电池热管理系统联动,根据温度的变化,在不同转速区间调节,以达到电池总成内部电芯处于“近乎”恒温状态的安全需求。

3、CRC版秦Pro DM赛车的前后悬架技术状态:

从F3时代开始,到速锐与秦(EV)共用车型平台;再到搭载“T”型磷酸铁锂电池与钢制独立悬架的秦+测试车;最终基于型号牵引模式正向研发的秦Pro车族上市(包括DM、燃油和EV)。无论整车尺寸(轴距)、前后悬架以及考虑到DM和EV车型所需的动力电池设定的技术状态,都有别于秦、秦100系列车型。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车前悬架状态细节特写-1。

换装一体化航空级铝合金护板,优先保证钢制框型前副车架、电子水泵、发动机、传动组件的安全性。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车前悬架状态细节特写-2。

黄色箭头:钢制A型下摆臂

蓝色箭头:铝合金材质下球销(通过螺栓与A型下摆臂固定)

红色箭头:铝合金材质前转向节

绿色箭头:可承受大扭矩瞬时释放的轻量化传动半轴

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上图为CRC版秦Pro DM赛车后悬架状态细节特写-1。

黄色箭头:后加装的燃油箱护板

蓝色箭头:中置“T”型动力电池总成护板

红色箭头:改装的“直排”排气管(1、2段消音器)

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上图为CRC版秦Pro DM赛车后悬架状态细节特写-2。

量产版秦Pro DM,为了满足上海地方性规定,将燃油箱容量限定在39升。即便为了满足赛事需要,CRC版秦Pro DM赛车也没有换装更大容量的燃油箱,仅对外部加装护板进行保护。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车后悬架状态细节特写-3。

蓝色箭头:被油箱护板部分遮蔽的钢制后副车架和钢制后稳定杆

白色箭头:钢制下推力杆

红色箭头:钢制下拉杆(前端)

黄色箭头:钢制下拉杆(后端)

橘色箭头:铝合金材质后转向节

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上图为CRC版秦Pro DM赛车后悬架状态细节特写-4。

除了更换了尺寸更大的越野用轮胎外,CRC版秦Pro DM赛车前后悬架状态和备件规格与量产车完全一致。铝合金材质的后转向节中心,设定的是ABS轮速传感。然而,这一技术状态,为日后加装后驱动电机总成、传动半轴,提供了先天的不更换总成的便利性。

也就是说,从秦Pro车族的DM车型和EV车型设计端,就预设了增加后驱动电机总成和传动半轴的扩展潜力。虽然秦Pro DM的燃油箱被安装在后副车架下端,占据了驱动电机总成的布设空间。但是,通过优化动力电池总成后端与后副车架前端的空间,设定燃油箱,在后副车架下端安装驱动组件,不更换后悬架众多分系统即可。

针对现有前轮驱动秦Pro EV车型,似乎比亚迪官方已经开启了四驱版秦Pro EV车型的改型工作。从车型平台的扩展性和驱动总成模块化搭配的技术状态看,无论秦Pro车族中的DM车型,还是EV,都具备加装后驱动总成,延展出高性能四驱车型的技术潜力。

4、CRC版秦Pro DM赛车的“T”型NCM三元锂动力电池总成技术状态:

2016年,比亚迪梦想车队使用的搭载“T”型磷酸铁锂动力电池总成的秦+版赛车进行赛事应用。2017你,CRC版秦100赛车换装“T”型锰酸锂三元锂电池总成(搭载热管理系统)。2019年,CRC版秦Pro DM赛车搭载的“T”型NCM三元锂动力电池总成,装载电量14.38度电,具备完整的热管理系统(高温散热和低温预热),并施加与电驱动循环管路相同的140kPa“高压”。

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与商品车完全相同的“T”型NCM三元锂动力电池总成,包括塑料上壳体和铝合金下壳体。“T”型动力电池被完整的“镶嵌”进秦Pro DM的车身焊接底部,并被侧边梁保护。CRC版秦Pro DM赛车,为“T”型动力电池加装了一组贯通性铝护板,并预留缓冲空间应对外力冲击。

红色箭头:铝护板距离“T”型动力电池铝合金下壳体间预留缓冲空间,应对外力冲击

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上图为2018年9月5日制造,装配在CRC版秦Prd DMs赛车的NCM三元锂动力电池总成铭牌特写。

从铭牌各项参数细节看,都以量产车型适配的数据参数完全相同。这台不早于2018年9月5日量产的CRC版秦Pro DM赛车,在量产车基础上进行的改装,并将在开赛之前接受组委会的检验。

5、一点有意思的改装:

根据CRC赛事组委会强制要求,参加S组(在中华人民共和国境内排量生产的有限制改装的赛车)的赛车根据发动机排量分为S1 1000cc以下(含)\S2 1000cc-1400cc(含)\S3 1400cc-1600cc(含)\S4 1600cc-2000cc(含)组,以及为新能源车型特设的SAE组。

但凡在S组别种(包括SAE)中参赛的车辆,都必须保留量产车完全相同的车型平台、悬架和驱动系统。但是,可以出安全防护通讯方面的强制改装项目外,对发动机控制系统和制动系统进行有限度的原装位的改装。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车前制动分泵细节状态技术特写。

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上图为CRC版秦Pro DM赛车后制动分泵技术状态细节特写。

红色箭头:量产车适配的制动分泵和制动片

原装位换证了前通风划线制动盘,4活塞制动分泵,轻量化的轮毂螺栓,也是其他赛车必须的改装措施。这台CRC版秦Pro DM赛车适配的为赛事特制的4活塞制动分泵,由比亚迪16事业部研发并装车适配。

笔者有话说:

在过去5年的比亚迪赛事积累中,摸索出一套很实用的赛事专用的充配电策略。不同于针对民用市场的量产车,CRC版秦系列赛车,可以在任何车速状态,进入“行车充电”模式。便于赛车完成场地赛

但是!CRC版秦Pro DM赛车不仅要与其他品牌型号的燃油赛车争夺总名次成绩外,还担负着验证1.5Ti汽油机、6DCT、前置驱动电机、15000转/分水冷BSG电机、“T”型NCM三元锂电池总成(及热管理系统)、全车(及分系统)控制系统、前后悬架的在苛刻的赛事工况下的可靠性与安全性验证需要。

宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态

CRC版秦Pro DM赛车的后悬架,采用不可调节倾角和束角的钢制下拉杆组件。也就是说,从整车到悬架的设计过程中,不能有任何误差,否则后悬架的姿态就偏离了预设技术状态,导致行驶姿态和操控性的降低。这也是为什么太多本土品牌车厂,发展了10余年还逆向仿制老旧的合资车型平台,而不去正向开发更先进的车型平台的原因。

CRC版秦Pro DM赛车最大化的保留了量产车设定的众多分系统,不仅要验证核心系统的安全性和可靠性,还要对搭载的“T”型NCM三元锂动力电池及热管理系统,在赛事工况下的综合表现进行验证。尤其是突出加速性能的混动模式,电芯反复大倍率放电后的一致性和温差范围,都对日后量产车的改进与品质的提升起到正向且积极地作用。

起码,全球范围仅有中国比亚迪,敢于以量产车状态连续6年参加汽车运动赛事。由此获得涉及发动机、双离合变速器、电驱动、不同规格动力电池、热管理系统、车型平台、悬架、胶套方面的数据极为珍贵。这也促进了比亚迪不仅在电驱动方面的持续发展和改进速度,还有在传统造车领域的技术储备的加速。

最终,比亚迪在赛事中获得一切数据和经验,都将用于量产车。

宋楠:综合研判CRC版比亚迪秦Pro DM赛车技术状态

未完待续,后续文章笔者将对室外温度超过58摄氏度的CRC赛事张掖段秦Pro DM赛车表现及全负载放电和充电过程中,诸多分系统热管理策略深度研判。

文/新能源情报分析网宋楠

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