新材料与工艺手册

[轻量化评价] 汉、P7和Model 3整车重量及轻量化路线

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发表于 2020-10-8 19:16:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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写在前面:最近应邀写一些关于“电动汽车构造和轻量化材料应用”的文章,主要是为原材料供应商和一些感兴趣的非汽车专业人士做科普,也趁机push自己重新把专栏写起来,希望与更多朋友交流和合作。
第一篇文章从电动汽车的整车重量作为切入点,介绍一下如何从整车的角度看待和评价一辆车的轻量化水平,进而开始介绍电动汽车各大系统的构造和轻量化发展趋势。
1. 汉、P7和Model 3整车重量比较
2020年,最热门的电动汽车(轿车)是比亚迪的汉、小鹏的P7和特斯拉的Model 3;下半年,随着汉和P7的陆续上市及交付,大家对于三者的比较也越来越多。本文从重量的角度作为切入点,分享一下三者轻量化路线的不同。
首先,看一下三辆车的基本参数,包括尺寸、电机功率、电池电量、重量和价格。为了更具备对比性,分别选取了三款车的后驱、长续航版本,有一些配置的差异会对重量和价格的比较产生些许影响,此次忽略不计。
粗略来看,汉、P7和Model 3的尺寸、功率和续航在同一个大的量级上,汉的外观尺寸最大,P7的轴距最大,Model 3的电机功率和加速性能最优,P7和Model 3的续航及能耗水平相当(这一点很关键,起码从数字上看,P7的能耗控制的最好,毕竟比Model 3重了接近200kg,单就重量的影响里程按理说应该降低10~20km,这里不展开讨论了);整体尺寸、电机、电池差不多,我们就来比较一下重量,汉2020kg,P7 1935kg,Model 3 1745kg,差异非常明显。
这里为了更科学的对比三者的轻量化水平,我们参考一下《乘用车整车轻量化评价方法》,这个标准是中国汽车工程学会在2019年发布的,旨在对整车轻量化评价方法进行规范性的规定和说明,对乘用车轻量化水平的评价起引导作用,为对比同类乘用车整车轻量化评价提供一种通用的方法。
电动汽车的轻量化系数计算方法如下:
通过公式的计算,汉、P7和Model 3的轻量化系数分别为5.15、3.92和3.53,结论是从轻量化水平的角度看Model 3>P7>汉(当然,直接看重量也能得出大致的结论,这个公式的意义在于考虑了一部分尺寸、功率、电量对重量的影响)。
我们重点拿汉和Model 3对比,来说明一个道理:
看到这里,有的人会认为Model 3的轻量化水平真好!有的人会思考的更深入一些,Model 3比汉贵了11.43万元,肯定用了很多铝、复合材料、甚至碳纤维等,重量轻很正常啊,没有什么轻量化水平高不高的!
我们来分析一下:
因为要重点基于Model 3介绍电动汽车构造和轻量化材料的应用,所以先说一下汉的主要用材,车身全部为钢,四个门包括前机舱、翼子板和后背门,可以这么说,汉是典型的为了节约成本,几乎能用钢的地方全部使用了钢。
假设Model 3和汉的BOM成本占比一样都是70%,也就是Model 3和汉的BOM成本分别是24万和16万,Model 3和汉的重量差值是275kg;再假设Model 3多花了8万元的成本来减重,也就是每减重1kg,花费了290元,显然这是不合理的(一般对于30万元左右的的汽车,每减重1kg,花费40元是公认的一个比较合理的代价)。因此,结论①是Model 3的BOM成本占比远远低于70%,想不明白的可以讨论哈,当然这个逻辑也有点不是很严谨!另外,我们从另外一个角度思考,在汉的基础上减重275kg,假设用铝替代钢,需要使用约550kg以上的铝合金,而事实上,Model 3只使用了约200kg铝合金,没有使用任何碳纤维等更极致轻量化的材料,因此,结论②是Model 3的轻量化水平确实远远超过了汉。那如何做到的呢?整体Model 3的轻量化路线简单如下,后续我们逐一展开,希望大家多多支持!
Model 3/Y各专业轻量化亮点:
Model S/X是特斯拉第一代平台,全铝车身/底盘+100kWh电池包,高性能+高配置+高成本的轻量化;Model 3/Y是第二代平台,钢铝混车身+底盘+80.5kWh电池包,较高性能+低成本轻量化,正向设计和开发,电驱动、电气、热管理、空调集成化,内外饰和座椅简约化和低配化。Model 3在轻量化和性能之间做了较多取舍,包括白车身、开闭件、内外饰的NVH性能,空调和热管理的综合性能等。


发表于 2020-10-10 11:47:19 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享
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