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普锐斯车身-性能

普锐斯车身_性能

摘要来自:《Model3轻量化技术解析!》

【易车摘要频道】下列精选内容摘自于《Model3轻量化技术解析!》的片段:

对比可知,传统汽油车车身重量占比最高,减重潜力最大。但对于电动汽车,由于电池的加入,整车重量分配发生变化,电池与车身重量占比相当甚至超过车身重量,结合国家关于纯电动汽车的补贴政策,电池的轻量化变得愈发重要。

图6Model3与传统车整车重量分配对比图

3.Model3轻量化策略如何?

n轻量化路线

Model3的轻量化由电池包开始,拓展到车身、底盘、电子电器等各个方面,电池减重是其重点。

轻量化路线明确以高性能、高度集成、高轻量化的电池包为主来实现整车减重的目标,并通过高强度的车身进行保护,辅助电器、底盘的轻量化,最终取得了整车较高的轻量化水平,同时平衡了碰撞性能、成本及各方面。虽然从白车身轻量化系数上看车身的轻量化率较低,但其在电池包上进行了突破,使得整车轻量化指数达到理想状态。

电池包:高集成、高性能、高轻量化;

车身:高强度、轻量化、低成本;

电器:高集成、轻量化;

底盘、装饰件:低轻量化;

取得想要的结果:

较好的轻量化、较高的性能、、卓越的碰撞、较低的成本。

图7Model3轻量化路线图

n轻量化措施

Model3的轻量化主要从布置优化、结构优化、新材料、新工艺四个方面实施,具体见下图所示。

图8Model3轻量化措施分布图

4.Model3E平台轻量化技术如何?

Model3通过高集成化设计,布局紧凑极限压缩空间,形成高轻量化的E平台;

DCDC\OBC\PDU高压3合1集成,重量可降低约25%;

高压3合1集成在电池包内,内壳体采用轻而薄的铝材,而与电池包共用外壳体,区别于市场上其他EV车型3合1机舱的布置,实现轻量化的同时也减少了动力电池与3合1之间的布线长度;

电机和电机控制器、减速器3合1集成化动力总成,重量可降低约20%;

慢充和快充共用一对电缆,减少高压电缆的用量,重量可降低约5%。

图9Model3E平台轻量化技术分布图

5.Model3动力电池轻量化有何亮点?

n高能量密度电芯;

大单体设计,提升能量密度的同时可减少电芯数量,与ModelS相比,电芯可以减重18kg;电芯数量减少约300颗,装载同等电量的电池需要的组件也会减少,实现轻量化。

Model3采用的电芯能量密度高达260Wh/kg,在EV车中位居首位。结合上面描述的整车轻量化指数可以看出,在相同的布置空间内使用更高的能量密度的电芯是其轻量化指数降低的决定因素。

图10Model3大单体电池示意图

表2Model3与竞品车电芯能量密度对比

n模组轻量化;

大模组设计,提高成组效率,整包4个模组,组件连接件减少,可实现轻量化;

模组封装塑料化;

单侧汇流排设计;

使用低密度的灌封胶(0.65g/cm3)。

图11Model3大模组示意图

n结构轻量化;

Model3电池箱体轻量化是跟其整车侧面安全防护密切相关的,即电池包侧面防护结构由车身提供,电池包箱体进行了铝合金轻量化设计,并与胶粘剂结合使用;

Model3的电池包能否满足国标安全测试的要求还不得知,从整车安全角度来看,风险性很小,目前试验结果是碰撞性能卓越。这也是由Model3的整车安全技术路线决定的,设计时值得借鉴。

表3Model3与竞品车下箱体重量对比

6.Model3轻量化在布置上有何亮点?

n“π”字型前端框架与独特的散热布置相结合

Model3前端框架采用“π”字型纤维增强塑料结构,对比钣金式前端框架重量下降50%以上;

图12Model3前端框架重量对比图

传统车散热器布置上一般都是与前端框架平行摆放,而“π”字型前端框架如用在传统车型上会影响散热器散热面积,但在Model3上则通过优化布置避免了该问题;

如图13所示,前保险杠采用18.9°导风机构,与散热器冷凝器38°角度布置相互对应,有效的进行冷却散热;冷凝器与散热器外部包覆装饰件,则意味着前端框架形状对散热面积基本无影响;

这种布置是Model3轻量化设计亮点之一。

图13Model3散热示意图

7.Model3轻量化在材料选用上有何策略?

n钢铝结合的车身

Model3放弃了ModelS全铝车身的设计理念,回归到了钢铝混合车身设计;

考虑后碰性能对材料要求相对略低,后部采用铝材降低车身重量,同等结构下采用铝材比钢材减重65.60%,减重效果明显;

车门系统除后行李箱盖总成外均采用铝材,而后行李箱盖鸭尾造型不满足铝板冲压要求是其放弃铝材的主要因素;

车身铝合金占比下降至21.18%,对比同类车型铝占比处于中高水平;

降低铝材比重的同时,PHS和UHSS钢板占比有了较大提升,可达到车身重量的15.23%,同类车型中对比处于中等水平;

前端框架采用纤维增强塑料,占比约为0.29%。

图14Model3材料分布示意图

图15Model3与竞标车材料占比对比图

总的来说Model3车身的材料应用比例既能起到轻量化的作用又能控制成本,较为合理。

n高压铝导线

除了车身外,电器等部件也均采用了轻质材料进行减重,如高压铝导线,与相同载流量的铜导线相比,可减重约1/5的重量,且铝导线的成本比铜导线的低。高压铝导线的制作工艺如超声波焊接、激光焊接都已经比较成熟,所以采用铝导线既可以减重也可以降本;

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