Qual é o nível de eletricidade pura da BYD?

Em 2023, a BYD entrou pela primeira vez entre as 10 maiores empresas automobilísticas do mundo, com um recorde de vendas de 3,02 milhões de unidades e também é hoje líder global em veículos de novas energias. Só que muitas pessoas pensam que o sucesso da BYD tem tudo a ver com o DM-i e que a BYD não parece ser muito competitiva no segmento de veículos elétricos puros. Mas, no ano passado, os automóveis de passageiros eléctricos puros da BYD venderam mais do que os seus híbridos plug-in, indicando que a maioria dos consumidores também reconhece os produtos eléctricos puros da BYD.

Quando se trata de veículos 100% elétricos, temos que mencionar a plataforma eletrônica da BYD. Após 14 anos de atualizações iterativas, a BYD evoluiu da plataforma eletrônica 1.0 original para a plataforma eletrônica 3.0 e lançou modelos elétricos puros mais vendidos, como Dolphin e Yuan PLUS nesta plataforma. Recentemente, a BYD lançou a plataforma eletrônica 3.0 Evo atualizada para enfrentar o mercado altamente competitivo de eletricidade pura. Então, como líder de veículos de novas energias na China hoje, qual é o nível da tecnologia elétrica pura da BYD?

A primeira coisa a notar é que, ao contrário do conceito de plataformas como o MQB da Volkswagen, a plataforma eletrônica da BYD não se refere a um chassi modular, mas a um termo geral para a bateria, o motor e a tecnologia de controle eletrônico da BYD. O primeiro modelo a adotar o conceito de plataforma eletrônica 1.0 foi o BYD e6 lançado em 2011. Porém, naquela época, os veículos elétricos em todo o mundo estavam na sua infância, não só eram ridiculamente caros, mas também as pessoas estavam muito preocupadas com o durabilidade dos veículos elétricos. Portanto, os veículos elétricos naquela época eram direcionados aos mercados de táxis e ônibus e eram extremamente dependentes de subsídios governamentais.

Pode-se dizer que o nascimento da plataforma eletrônica 1.0 é para atender aos requisitos de alta intensidade e grande quilometragem total dos veículos comerciais. O problema que a BYD enfrenta é como melhorar a vida útil da bateria. Como todos sabemos, a bateria tem duas vidas: [ciclo] e [calendário]. A primeira é que a capacidade da bateria diminui de acordo com o aumento do número de cargas e descargas; enquanto a vida útil do calendário é que a capacidade da bateria diminui naturalmente com o tempo. Baseado no modelo e-plataforma 1.0, sua vida útil foi reduzida para 80% da capacidade da bateria em 10 anos, e o ciclo de vida é de 1 milhão de quilômetros, o que não só atende às necessidades dos veículos comerciais, mas também estabelece uma boa reputação para BYD.

Com o crescimento gradual da indústria de veículos eléctricos da China, o custo das baterias e outros componentes tem diminuído ano após ano, e a política tem orientado a popularização dos veículos eléctricos para o mercado doméstico, pelo que a BYD lançou a plataforma electrónica 2.0 em 2018. Como a plataforma eletrónica 2.0 se destina principalmente ao mercado automóvel doméstico, os utilizadores são muito sensíveis ao custo de aquisição de um automóvel, pelo que o núcleo da plataforma eletrónica 2.0 é controlar os custos. Atendendo a essa demanda, a e-plataforma 2.0 passou a adotar o design integrado de unidade elétrica três em um, unidade de carga e distribuição e outros componentes, e lançou um design modular para diferentes modelos, o que reduziu o custo de todo o veículo .

O primeiro modelo baseado na plataforma eletrônica 2.0 foi o Qin EV450 lançado em 2018, e então os modelos Song EV500, Tang EV600 e os primeiros modelos Han EV nasceram na plataforma. Vale ressaltar que as vendas acumuladas de modelos de plataforma eletrônica 2.0 também atingiram 1 milhão, permitindo à BYD se livrar com sucesso de sua dependência de táxis e ônibus puramente elétricos.

Em 2021, com a intensificação do volume interno do mercado nacional de novas energias, um veículo elétrico deve não só ser competitivo em preço, mas também alcançar conquistas em segurança, eficiência de três potências, duração da bateria e até mesmo manuseio. Portanto, a BYD lançou a e-plataforma 3.0. Em comparação com a tecnologia da geração anterior, a BYD aplicou um sistema de acionamento elétrico 8 em 1 mais integrado, que reduziu ainda mais o peso, o volume e o custo do sistema de acionamento elétrico, enquanto tecnologias como baterias de lâminas, sistemas de bomba de calor e CTB melhoraram efetivamente a vida útil da bateria, a experiência de direção e a segurança dos veículos elétricos.

Em termos de feedback do mercado, a e-plataforma 3.0 também correspondeu às expectativas. O Dolphin, o Seagull, o Yuan PLUS e outros modelos construídos nesta plataforma não apenas se tornaram o pilar de vendas da BYD, mas também exportaram muitos mercados internacionais. Através da atualização contínua da plataforma de veículos elétricos puros, os veículos elétricos da BYD atingiram um nível excelente em termos de preço, desempenho e consumo de energia e foram reconhecidos pelo mercado.

Com o influxo de fabricantes tradicionais e de mais fabricantes de automóveis novos no segmento de veículos elétricos, veículos elétricos de grande sucesso serão lançados na China a cada poucos meses, e vários indicadores técnicos serão constantemente atualizados. Neste ambiente, a BYD naturalmente sente pressão. Para continuar a liderar na pista elétrica pura, a BYD lançou oficialmente a plataforma eletrônica 3.0 Evo em 10 de maio deste ano, e aplicou-a pela primeira vez ao Sea Lion 07EV. Ao contrário das plataformas anteriores, a e-plataforma 3.0 Evo é uma plataforma de veículo puramente elétrico desenvolvida para o mercado global, com melhorias significativas em segurança, consumo de energia, velocidade de carregamento e desempenho energético.

Quando se trata de segurança contra colisões de carrocerias, a primeira coisa que vem à mente pode ser a resistência do material, o projeto estrutural, etc. Além disso, a segurança contra colisões também está relacionada ao comprimento da frente do carro. Resumindo, quanto maior for a zona de absorção de energia da frente do automóvel, melhor será a proteção dos passageiros. Porém, nos modelos de tração dianteira, devido ao grande tamanho e alta resistência do sistema de potência, a área onde o sistema de potência está localizado pertence à zona de não absorção de energia, portanto, como um todo, a distância entre a absorção de energia frontal zona é reduzida.

Para cima: tração dianteira dianteira/para baixo: tração traseira traseira

A diferença entre a e-plataforma 3.0 Evo é que ela foca na tração traseira, ou seja, deslocando o trem de força que originalmente pertencia à zona de não absorção de energia para o eixo traseiro, para que haja mais espaço na frente do carro para organizar a zona de absorção de energia, melhorando assim a segurança em colisões frontais. Claro, a plataforma eletrônica 3.0 Evo também tem uma versão com tração nas quatro rodas equipada com motores duplos dianteiro e traseiro, mas a potência e o volume da versão com tração nas quatro rodas do motor dianteiro são relativamente pequenos, o que tem pouco impacto sobre a zona de absorção de energia da frente do carro.

Para cima: direção traseira/para baixo: direção dianteira

Em termos de disposição da direção, a e-plataforma 3.0 Evo adota direção frontal, ou seja, a direção é disposta na parte frontal da roda dianteira, enquanto na e-plataforma 3.0 anterior, a direção da maioria dos modelos exceto que o SEAL está disposto na parte traseira da roda dianteira. A razão para este projeto é principalmente porque em um veículo com direção traseira, a coluna de direção interfere na viga inferior do acumulador dianteiro (comumente conhecido como firewall), e a viga deve ser perfurada ou dobrada na posição da direção corda, o que resulta em transmissão desigual de força da viga. Com o design da direção dianteira, a coluna de direção não interfere na viga, a estrutura da viga é mais forte e a transmissão de força em ambos os lados do corpo é mais uniforme.

Por fim, a nova plataforma ainda utiliza tecnologia de integração de bateria corporal CTB, a viga dupla no meio do chassi adota uma estrutura fechada e a resistência do aço da viga chega a 1500MPa. Em colisões laterais comuns, ou em resposta a colisões de coluna lateral do E-NCAP, os passageiros na cabine e as baterias sob o chassi podem ser melhor protegidos. Graças a tecnologias como tração traseira, direção dianteira, painéis dianteiros integrados e CTB, a desaceleração média do modelo e-platform 3.0 Evo no teste de colisão frontal C-NCAP foi reduzida para 25g, enquanto a média da indústria foi de 31g. Quanto menor o valor g, melhor será o efeito de absorção de energia do veículo. Em termos de intrusão no habitáculo, a intrusão dos pedais do modelo 3.0 Evo é inferior a 5 mm, o que também é um excelente nível.

Em termos de controle do consumo de energia, a ideia da plataforma eletrônica 3.0 Evo é utilizar um sistema de acionamento elétrico mais integrado. Para os veículos eléctricos, quanto maior for a integração do sistema geral, menos tubos de ligação e cablagens entre os vários componentes, e menor o volume e peso do sistema, o que contribui para reduzir o custo e o consumo de energia de todo o veículo. .

Na plataforma eletrônica 2.0, a BYD lançou pela primeira vez um sistema de acionamento elétrico 3 em 1, e o 3.0 foi atualizado para 8 em 1. O 3.0 Evo de hoje usa um design 12 em 1, tornando-o o sistema de acionamento elétrico mais integrado do setor.

Em termos de tecnologia de motor, a plataforma eletrônica 3.0 Evo usa um motor de ímã permanente de 23.000 rpm e foi instalada no Sea Lion 07EV, que é o mais alto nível de motores produzidos em massa neste estágio. A vantagem da alta velocidade é que o motor pode diminuir sob a premissa de potência constante, melhorando assim a "densidade de potência" do motor, o que também contribui para a redução do consumo de energia dos veículos elétricos.

Em termos de design de controle eletrônico, já em 2020, a BYD Han EV adotou dispositivos de potência de carboneto de silício SiC, tornando-se o primeiro fabricante nacional a conquistar esta tecnologia. A plataforma eletrônica 3.0 Evo de hoje popularizou totalmente o dispositivo de energia de carboneto de silício SiC de terceira geração da BYD.

Parte superior: soldagem a laser laminado/inferior: conexão aparafusada pura

Comparado com a tecnologia existente, o carboneto de SiC de terceira geração tem uma tensão operacional máxima de 1200V, e o processo de embalagem de soldagem a laser laminado foi adotado pela primeira vez. Em comparação com o processo de aparafusamento puro anterior, a indutância parasita da soldagem a laser laminado é reduzida, reduzindo assim o seu próprio consumo de energia.

Com base no sistema original de bomba de calor e-plataforma 3.0 + resfriamento direto de refrigerante, a nova plataforma otimizou mais a dissipação de calor da bateria. Por exemplo, a placa fria original que dissipa o calor para a bateria não tem partição, e o refrigerante flui diretamente da extremidade frontal da bateria para a parte traseira da bateria, de modo que a temperatura da parte frontal da bateria é mais baixa, enquanto o a temperatura da bateria localizada na parte traseira é mais alta e a dissipação de calor não é uniforme.

O 3.0 Evo divide a placa fria da bateria em quatro áreas separadas, cada uma das quais pode ser resfriada e aquecida conforme necessário, resultando em uma temperatura da bateria mais uniforme. Graças às atualizações no motor, no controlo eletrónico e na gestão térmica, a eficiência do veículo em condições urbanas a velocidades médias e baixas foi aumentada em 7% e a autonomia de cruzeiro foi aumentada em 50 km.

Hoje, a velocidade de carregamento dos veículos elétricos ainda é um problema para muitos usuários. Como acompanhar os veículos a combustível na velocidade de reabastecimento é um problema urgente que os principais fabricantes de veículos elétricos devem resolver. Especialmente no norte, porque a condutividade dos eletrólitos da bateria diminui rapidamente em ambientes de baixa temperatura, a velocidade de carregamento e a autonomia de cruzeiro dos veículos elétricos serão bastante reduzidas no inverno. Como aquecer a bateria de forma rápida e eficiente até a temperatura certa torna-se a chave.

Na plataforma eletrônica 3.0 Evo, o sistema de aquecimento da bateria possui três fontes de calor: bomba de calor, ar condicionado, motor de acionamento e a própria bateria. Os condicionadores de ar com bomba de calor são familiares a todos e há muitas aplicações em aquecedores e secadores de água com energia do ar, por isso não entrarei em detalhes aqui.

O aquecimento do motor que mais interessa a todos é a utilização da resistência do enrolamento do motor para gerar calor, e então o calor residual do motor é enviado para a bateria através do módulo de gerenciamento térmico 16 em 1.

Quanto à tecnologia de geração de calor da bateria, é o aquecimento por pulso da bateria no Denza N7. Simplificando, a própria bateria tem uma alta resistência interna em baixas temperaturas e inevitavelmente gerará calor quando a corrente passar. Se a bateria estiver dividida em dois grupos, A e B, use o grupo A para descarregar e depois carregar o grupo B, e então o grupo B descarrega por sua vez para carregar o grupo A. Em seguida, através do carregamento superficial dos dois grupos de baterias em um alta frequência entre si, a bateria pode aquecer de forma rápida e uniforme. Com a ajuda de três fontes de calor, o alcance de cruzeiro de inverno e a velocidade de carregamento do modelo e-platform 3.0 Evo serão melhores, podendo ser usado normalmente em ambientes extremamente frios de -35°C negativos.

Em termos de velocidade de carregamento à temperatura ambiente, a e-plataforma 3.0 Evo também está equipada com uma função boost/boost integrada. O papel do boost é familiar a todos, mas o boost da BYD pode ser um pouco diferente de outros modelos. Os modelos construídos na plataforma eletrônica 3.0 Evo não possuem uma unidade de boost separada, mas utilizam o motor e o controle eletrônico para fazer um sistema de boost.

Já em 2020, a BYD aplicou esta tecnologia aos EVs Han. Seu princípio de reforço não é complicado. Em termos simples, o próprio enrolamento do motor é um indutor, e o indutor é caracterizado por ser capaz de armazenar energia elétrica, e o próprio dispositivo de potência Sic também é uma chave. Portanto, usando o enrolamento do motor como indutor, SiC como chave e, em seguida, adicionando um capacitor, um circuito de reforço pode ser projetado. Depois que a tensão da pilha de carga geral é aumentada através deste circuito de reforço, o veículo elétrico de alta tensão pode ser compatível com a pilha de carga de baixa tensão.

Além disso, a nova plataforma também desenvolveu uma tecnologia atual montada em veículos. Vendo isso, muitas pessoas podem querer perguntar: qual é a utilidade da função de atualização montada no veículo? Todos sabemos que a tensão máxima atual da pilha de carregamento pública é de 750V, enquanto a corrente máxima de carga estipulada pela norma nacional é de 250A. De acordo com o princípio da energia elétrica = tensão x corrente, a potência máxima teórica de carregamento da pilha de carregamento pública é de 187kW e a aplicação prática é de 180kW.

No entanto, uma vez que a classificação da bateria de muitos veículos eléctricos é inferior a 750 V, ou mesmo pouco mais de 400-500 V, a sua tensão de carregamento não precisa de ser tão alta, por isso, mesmo que a corrente possa ser puxada para 250 A durante o carregamento, o a potência máxima de carregamento não atingirá 180kW. Ou seja, muitos veículos elétricos ainda não reduziram completamente a capacidade de carregamento das estações de carregamento públicas.

Então a BYD pensou em uma solução. Como a tensão de carga de um veículo elétrico geral não precisa ser de 750V e a corrente máxima de carga da pilha de carga é limitada a 250A, é melhor fazer um circuito redutor e de aumento de corrente no carro. Supondo que a tensão de carga da bateria seja 500 V e a tensão da pilha de carga seja 750 V, então o circuito do lado do carro pode reduzir os 250 V extras e convertê-los em corrente, de modo que a corrente de carga seja teoricamente aumentada para 360A, e a potência máxima de carregamento ainda é de 180kW.

Observamos o processo de carregamento de corrente ascendente no Edifício Hexagonal BYD. O Sea Lion 07EV é construído na plataforma eletrônica 3.0 Evo, embora a tensão nominal da bateria seja 537,6V porque usa tecnologia de corrente montada em veículo, a corrente de carga do 07EV pode ser 374,3A no carregamento padrão de 750V e 250A pilha, e a potência de carregamento atinge 175,8 kW, basicamente drenando a potência limite de saída da pilha de carregamento em 180 kW.

Além de boost e corrente, a plataforma eletrônica 3.0 Evo também conta com uma tecnologia pioneira, que é o carregamento por pulso terminal. Como todos sabemos, a maior parte do carregamento rápido promovido pelos veículos elétricos hoje está na faixa de 10-80%. Se quiser carregar totalmente a partir de 80%, o tempo de consumo será significativamente maior.

Por que os últimos 20% da bateria só podem ser carregados em uma velocidade muito lenta? Vamos dar uma olhada na situação de carregamento com baixa potência. Primeiro, os íons de lítio escaparão do eletrodo positivo, entrarão no eletrólito, passarão pela membrana intermediária e, em seguida, incorporarão suavemente no eletrodo negativo. Este é um processo normal de carregamento rápido.

No entanto, quando a bateria de lítio é carregada em um nível alto, os íons de lítio bloquearão a superfície do eletrodo negativo, dificultando sua incorporação no eletrodo negativo. Se a potência de carga continuar a aumentar, os íons de lítio se acumularão na superfície do eletrodo negativo, formando cristais de lítio ao longo do tempo, que podem perfurar o separador da bateria e causar um curto-circuito dentro da bateria.

Então, como a BYD resolveu esse problema? Em termos simples, quando os íons de lítio são bloqueados na superfície do eletrodo negativo, o sistema não continua a carregar, mas libera um pouco de energia para permitir que os íons de lítio saiam da superfície do eletrodo negativo. Depois que o bloqueio é eliminado, mais íons de lítio são incorporados no eletrodo negativo para completar o processo de carregamento final. Ao descarregar cada vez mais constantemente, a velocidade de carregamento dos últimos 20% da bateria torna-se mais rápida. No Sea Lion 07EV, o tempo de carregamento de 80-100% da energia é de apenas 18 minutos, o que é uma melhoria significativa em comparação com os veículos elétricos anteriores.

Embora a plataforma eletrônica BYD tenha sido lançada há apenas 14 anos, desde a era 1.0, a BYD emergiu e assumiu a liderança na conclusão da pesquisa e desenvolvimento e na produção em massa de veículos elétricos. Na era 2.0, os veículos elétricos da BYD estiveram um passo à frente em termos de custo e desempenho, e alguns projetos mostraram pensamento avançado, como a tecnologia de reforço do sistema de propulsão a bordo no Han EV, que agora foi adotada por pares. Na era 3.0, os veículos elétricos BYD são guerreiros hexagonais, sem deficiências em termos de duração da bateria, consumo de energia, velocidade de carregamento e preço. Quanto à mais recente plataforma eletrónica 3.0 Evo, o conceito de design ainda está à frente do seu tempo. As tecnologias de atualização e carregamento por pulso a bordo são pioneiras no setor. Estas tecnologias serão certamente imitadas pelos seus pares no futuro e tornar-se-ão a tecnologia dos veículos eléctricos. 

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