拆解比亞迪海豹(2)是電池也是車身的CTB技術
2023/07/18
「先從電池開始拆吧。因為我覺得只是用底面的螺栓固定住了」。比亞迪純電動汽車「海豹(SEAL)」的拆解調查已經開始(圖1)。
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圖1:拆解比亞迪的EV「海豹(SEAL)」 此次拆解的車型選擇了四輪驅動(4WD)、續航距離為650km(中國自主的行駛週期CLTC模式)的車型(攝影:日經xTECH) |
不用説,電池是左右電動汽車性能的重要部件。雖然為了提高能量密度,電池新材料的研發不斷推進,但並不會快速提高。某車企的EV技術人員指出,作為延長續航距離的現實辦法,各家車企競相「提高電池的配備效率,儘量增大容量」。
在這種背景下,比亞迪在海豹上採用的技術是「CTB(Cell to Body)」。通過使電池組起到車身構造體的作用,減少部件個數以確保空間,從而可以配備更多電池單元。
比亞迪採用了磷酸鐵鋰(LFP)類鋰電池。與作為正極活性物質的主要成分使用鎳(Ni)、錳(Mn)、鈷(Co)的三元(NMC)電池相比,磷酸鐵鋰類的能量密度一般更低。預計是為了彌補這一缺點而採用了CTB。
電池的安裝方式與大眾「ID.3」不同
為了研究支援CTB技術的電池組和車身,項目組從車身上拆下了配置在底板下面的電池(圖2)。拆解是在日本新潟國際汽車大學校(通稱GIA)的協助下實施的。日經BP的拆解項目之前已在該校的基地調查了美國特斯拉的EV「Model 3」、「ModelS」及德國福斯的「ID.3」。
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圖2:拆下底板確認電池 底面被黑色的蓋板覆蓋(攝影:日經xTECH) |
ID.3是將固定電池組的所有螺栓都配置在車體外部的底板下面。這樣設計考慮到了在車輛生産線上安裝電池組時的操作性,在車輛報廢後拆下電池回收利用時也方便取下電池組。
拆解項目組在此前的拆解中了解這些優點,曾經以為比亞迪的海豹也會採用跟ID.3一樣的設計。
「哎呀,拆不下來。或許是Model 3的模式……」,負責拆解的技術人員臉上露出困惑的表情(圖3)。
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圖3 拆除車身外部的螺栓之後,電池並沒有鬆動 拆解在新潟國際汽車大學校(通稱GIA)實施(攝影:《日經xTECH》) |
把用來固定電池組的車身底面的螺栓全部拆除之後,海豹的電池仍沒有拆下來。拆解Model 3時,必須把座椅和地毯等拆掉,再把固定車身和電池組的螺絲擰下來,才能把電池拆卸下來。這樣的記憶再次浮現。
檢查海豹的車廂內時,在後座的腳底下、前座稍微隱蔽的位置發現了固定電池的螺栓。這樣的話,即便沒有準備特殊工具也能拆卸。雖然不需要拆卸座椅和地毯等繁雜的作業,但有的螺栓需要從上端拆除,因此拆解難度介於ID.3和Model 3之間(圖4)。
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圖4 從海豹上拆下電池組時的情形 拆掉用來固定車身和電池組的螺絲及高壓電纜等,用專用升降機拆下了電池組(攝影:《日經xTECH》) |
用密封圈來確保密封性
拆下海豹的電池組後,讓人感到吃驚的是車身一側的結構。竟然沒有地板。準確來説,是電池組的上表面同時起到了車身地板面的作用(圖5)。ID.3和Model 3等大多數純電動汽車都在電池組上面配置了鋼板(圖6、7)。
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圖5 拆掉電池組之後,可以看到地面 照片中的紅圈部分是拆掉中控臺後的樣子(攝影:《日經xTECH》) |
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圖6 大眾的ID.3 拆下電池組之後的樣子。上面有鋼板(攝影:《日經xTECH》) |
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圖7 特斯拉的Model 3 雖然厚度只有0.6mm,但也配置了鋼板(攝影:《日經xTECH》) |
海豹在電池組上配置了橫樑(cross member),目的是確保車身的強度以及保護電池避受碰撞衝擊。上面是地毯。用發泡材料填充了電池組與地毯之間因橫樑厚度而産生的空隙(圖8、9)。
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圖8 用海綿填充空隙 在橫樑之間配置了發泡材料(攝影:《日經xTECH》) |
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圖9 揭下地毯之後,出現了大洞 拆解工作接近尾聲時的情形(攝影:《日經xTECH》) |
為了防止路面噪聲和水等進入,海豹採用了下車體和電池組上部緊貼在一起的結構。具體來説,對電池組上表面的外周進行了徹底的密封處理(圖10)。通過擰緊電池組的固定螺栓,使密封圈和下車體緊貼在一起,由此提高了車廂內的密封性。如上所述,電池組上表面同時起到了車身地板的作用,因此很平坦,密封處理並不難。
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海豹的電池組 圍住上表面外周的灰色部分是密封圈(攝影:《日經xTECH》) |
CTB技術讓電池組同時起到了車身構造體的作用。通過功能整合減少了零部件數量,而且有利於降低成本。可謂是擁有電池和汽車雙重製造商身份的比亞迪才能專門設計出來的結構。
久米秀尚 日經xTECH/日經Automotive
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