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保时捷电动车taycan换电池

易车知识库 Taycan

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驾享时光

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记者: 大家好,今天我们邀请到一位高压电池设计师Adrian Eisenmann,来聊聊电动汽车高压电池的数字孪生技术。

Adrian Eisenmann: 谢谢邀请,很高兴能在这里分享我们的工作。

记者: 您能介绍一下什么是电池的数字孪生技术吗?

Adrian Eisenmann: 当然可以。数字孪生技术是一种通过计算机模型精确复制真实电池的技术。它可以模拟电池在长期使用中的表现,预测老化过程,并帮助我们优化电池性能和使用寿命。

DALL·E 2024-06-29 13.01.13 - An illustration showing Porsche engineers working on high-voltage battery digital twins. The scene includes multiple digital displays, AI elements, an

记者: 这个技术的灵感来源是什么呢?

Adrian Eisenmann: 这个概念最初由NASA在21世纪初开发,用于模拟航天器在未知环境中的表现。我们将这一理念应用于电动车电池,通过数字模型预估电池在不同驾驶行为和环境条件下的老化情况。

记者: 为什么数字孪生对电池寿命的研究如此重要?

Adrian Eisenmann: 电池是电动汽车的核心部件,其寿命直接影响车辆的剩余价值。了解电池的老化过程,可以帮助我们延长电池寿命,提高性能,并满足法律对电池耐用性的要求。

DALL·E 2024-06-29 13.01.16 - An illustration of a high-voltage battery digital twin being tested in a simulated environment. The scene includes digital data streams, engineers mon

记者: 您提到法律要求,能否详细说明?

Adrian Eisenmann: 是的,从今年8月起,欧盟要求电池制造商提供有关电池性能和耐用性的信息。比如,加州规定,到2030年,电动汽车在十年或行驶150,000英里后,续航里程至少要达到其原始里程的80%。这些规定促使我们开发更精确的电池老化预测工具。

DALL·E 2024-06-29 13.01.20 - An illustration of AI algorithms analyzing high-voltage battery data in a futuristic lab setting. The image includes data visualizations, engineers wo

记者: 您们如何创建电池的数字孪生?

Adrian Eisenmann: 我们建立了一个模块化框架,集成了性能、电化学和热模型。这些模型基于实验室测试数据,并通过车辆的实际行驶数据进行调整。人工智能算法帮助我们识别驾驶行为的模式,从而预测电池的老化过程。

记者: 这对电动车主有何实际意义?

Adrian Eisenmann: 通过数字孪生技术,我们可以向车主提供电池维护建议,比如保持电池的充电状态在30%到70%之间,避免极端温度等。这不仅可以延长电池寿命,还能提高车辆的整体性能。

DALL·E 2024-06-29 13.01.23 - An illustration of a futuristic Porsche electric vehicle being powered by high-voltage batteries. The scene includes digital elements representing bat

记者: 未来您们在这项技术上有何规划?

Adrian Eisenmann: 我们的目标是创建每辆车的专属电池数字孪生,提供个性化的电池维护建议。此外,这项技术还可以应用于卡车、电动自行车、船舶等领域,进一步扩大其影响。

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正时TIMES

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初中物理中,功率=电压×电流。不管电池还是电机,想做大功率,在不提升电压的状态下,只能提升电流。

电流大了后,对线缆的承载是个灾难。要么加钱做粗线缆,但既费钱,又增重。假如提升电压,既减轻车重,还能降低线缆成本,还提升了总功率,而且还更安全,真是完美的方案。

更轻更小更强

电机功率不变,高压电机比低压电机可以做到体积更小,功率密度更高,也意味着制造成本更低。

但800V对电机性能的不仅仅有提升,同时也带来新的麻烦——高压平台的电腐蚀问题。

所谓电腐蚀是电机的PWM调制带来的共模电压,分配到转子轴上导致的轴电流和寄生电容的影响。

共模电压加载到转子的两端,形成了轴电流。轴电流流经轴-轴承位置,击穿油膜,就产生了由于电流击穿产生的电腐蚀,然后这种腐蚀就进而导致了轴承的点蚀和一阶噪音。随着耐久里程的增加,噪音会扩大,并最终导致电机故障。

在电机设计中,会采用很多的方法来解决这种问题。比如说增加磁环,增加旁路转移轴电流等等。

电腐蚀风险始终存在,只是程度高低。电压越高,产生电腐蚀的风险越高。400V级及以下现有的电机常规设计已经比较好平衡了。800V级,尤其是实际电压越高的800V级,就越需要通过采用陶瓷轴承,其实就是绝缘球轴承,配合集电环/碳刷等,来解决电腐蚀问题。

良莠不齐 800V也分真假

做800V其实不难,难点在于整车的架构全部采用800V平台,才能称之为真800V。

真800V主要包括动力电池、电机、电源、压缩机等。

伪800V。将如电池/电机等关键部件升级为800V,但压缩机、DC-DC依然采用400V平台。

2019年,保时捷纯电跑车Taycan上市,号称800V平台。然而,这台车却是一台东拼西凑的800V电车。

第一代Taycan上使用四种不同的电压:12V用于照明、信息娱乐;48V用于主动防倾杆电机;400V用于空调压缩机等,只有电池和电机为800V,可谓鱼龙混杂。

而近期发布的新款Taycan电池、电机、压缩机和主动悬架液压泵均为800V平台,算得上是货真价实的真800V。

然而,由于锂电池的电压特性,存在一个模糊的电压界限,因此所谓的400V、800V并不是一个确切的数值,而是一个范围。如400V平台电压可能在300V-500V之间,而800V平台电压可能是600V-900V之间,每个厂家技术不同,电压的区间也不一样。例如小米发布 800V 碳化硅高压平台,最高电压 871V。

买车时不妨问问产品专家,具体哪些部件采用800V,说不定能被你问住。

充电超快的5C电池

5C电池是伴随800V技术一起出来的概念。电池倍率是指电池在规定时间内放出其额定容量时所需要的电流值,通常以字母C表示,充电时倍率性能也是C值。

举例来说,40度的电池充电功率能达到80kW,那么这就是一块2C电池。理想MEGA搭载102度电池,充电功率能达到500kW,这就是一块5C电池

但5C充电还存在匹配的充电桩少,功率分流时无法满功率充电,对电网的负载压力大等问题。

继800V和5C后 厂家还有什么技术可以卷?

智驾。从目前来看,各家智驾都已经过多次算法迭代,很多车型都能实现城区NOA驾驶,但从消费者的最终体验来看,这些智驾和真人司机还存在很大差距。笔者自己估计,当前顶级水平的智驾至少还需要将算法和硬件迭代3-5年才能赶上真人的驾驶水平。

当然研发智驾所积累的经验不仅能用在汽车驾驶方面,未来在航天、飞行、机器人领域也会有诸多便利,这个我们后面说。

后轮转向、主动悬架

这几年电车的体积,特别是车辆宽度几乎都奔着2米去,较以往车型增幅明显。更宽更大的车想在城区道路穿梭,对车技不好的人来说略显头大。

后轮转向,一个曾经只在D级豪华车上才出现的配置,现在国产车已经开始批量搭载。近日上市的小鹏X9和智己L6就全系搭载后轮转向系统,让5米车长的车也能拥有A级车的转弯半径。掉头、停车更加方便。

理想L系列让空气悬架大量普及,但不管是CDC减振器也好,空气悬也罢,这些都属于被动悬架。继单腔气囊、双腔气囊后,主动悬架又以颠覆者的姿态入场了。

这里说的主动悬架就是BOSE在2004年展示过的技术,悬架通过传感提前获取前方道路,主动调节悬架延伸、收缩来适应路面的起伏,从而让车辆在起伏路面上如履平地。

比亚迪的云辇、蔚来的SkyRide・天行,保时捷的Active Ride都是类似技术。

固态电池

刀片电池、金砖电池、神行电池、麒麟电池,市面上的电池五花八门,宣传的重点几乎清一色围绕安全和快充,这也说明目前的电池还不够真正达到安全。

而固态电池使用固体电解质,安全性好、能量密度高、循环性能强,参数上看,是理想的汽车动力电池,但在商用量产上似乎还需要一段时间。

宁德时代董事长曾毓群表示,固态电池当前的技术效果“仍不够好”,且存在安全问题,离商业化还有数年时间。宁德时代首席科学家吴凯透露,宁德时代有机会在2027年小批量生产固态电池。他还强调,如果用1-9数字表示全固态电池的成熟度,宁德时代目前的成熟度在4的水平,目标到2027年到7-8的水平。

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纯电侠电池有态度

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近期,保时捷、捷豹等品牌部分电动车型被迫召回,而召回原因正是因为电池安全性问题。最近国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心公布了最新汽车召回公告,根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求,保时捷(中国)和捷豹路虎(中国)备案了相关召回计划。

一、保时捷Tayca召回。自5月13号起,保时捷决定召回2020年1月7日至2023年12月15日期间生产的部分进口Taycan系列电动汽车,共计1590辆。

召回信息显示,保时捷本次召回部分taycan电动跑车的原因是高压动力电池模组内部可能发生短路,极端情况下可能导致电池模组热失控,存在起火风险。

保时捷(中国)汽车销售有限公司将委托授权经销商,对召回范围内车辆的高压动力电池进行检测,如存在异常,则免费更异常的电池模组,以消除安全隐患。在召回措施实施之前,建议用户将充电电量限制在80%以内。

二、捷豹I-PACE召回。捷豹路虎(中国)投资有限公司决定自即日起,召回2018年6月21日至2018年10月2日期间生产的部分进口2019款捷豹I-PACE纯电汽车,共计113辆。

本次召回当然捷豹I-PACE部分车辆的动力电池由于制造原因,可能造成电芯内部短路,引发热过载。极端情况下可能导致动力电池起火,存在安全隐患。

捷豹路虎(中国)投资有限公司将为召回范围内车辆免费更动力电池包,或进行车辆回购,以消除安全隐患。两种方案用户可选择其一,车辆回购自即日起实施,更动力电池包预计2024年11月1日起实施。

也就是说保时捷taycan和捷豹I-PACE都是因为动力电池质量、安全性问题而被召回,那么这两款车的电池供应商是谁?

这么多问题的动力电池应该不是中国电池厂商供应的吧?根据相关资料显示,保时捷Taycan和捷豹I-PACE是同一个超级不给力的电池供应商——LG化学,而搭载了LG化学电池捷豹I-PACE在大洋彼岸的美国存在的问题更多。

2022年夏天,一位美国车主的2019年款I-Pace在佛罗里达的家中充电时起火;2023年4月,美国加州一位车主的捷豹I-Pace在行驶过程中突然断电无法行驶,将其困在马路中间。值得注意的是,该车在2021年就更过一次电池包。

但是捷豹官方、LG化学方面对动力电池问题并没有向全球消费者进行相关回应,这也让LG化学动力电池在车企心中的形象大打折扣,越来越多国外车企开始选择中国电池,例如奔驰纯电轿车EQS、EQE全系搭载宁德时代的三元锂电池,宝马纯电车型ix、i3都搭载了宁德时代三元锂电池

电动汽车的电池安全始终是消费者最关心的问题之一。此次保时捷、捷豹的召回事件也提醒着各大电池企业,技术创新和市场扩张的同时,安全问题不容忽视。

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易车原创报道

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本次召回范围内部分车辆,高压动力电池模组内部可能发生短路,极端情况下可能导致电池模组热失控,存在起火风险。

保时捷(中国)汽车销售有限公司将委托授权经销商,对召回范围内车辆的高压动力电池进行检测,如存在异常,则免费更异常的电池模组,以消除安全隐患。在召回措施实施之前,建议用户将充电电量限制在80%以内。

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这车可真顶

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保时捷Taycan是旗下在售的纯电车型,也是首款量体产的800V架构车型,早在2019年就问世了,其电量从5%充至80%仅需30分钟。车身尺寸为4963×1966×1395毫米,轴距为2900(2904)毫米,除入门款车型外,其余所有版本均为双电机四驱。电池采用的LG的三元锂电池,有79.2kWh和93.4kWh两种容量规格。官方指导价89.8~183.8万,价格昂贵,一方面是豪华品牌的溢价问题,另一方面这车的细节做工和内饰用料确实也更上档次。再就是这车确实有很多黑科技技术加持。雷军在小米发布会也曾公开表示,2024年问世的小米SU7在很多地方确实不如保时捷Taycan,两款车型互有优劣。不过小米汽车的价格更加亲民,性价比更高,所以才会受到广大消费者的追捧。

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选车侦探

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随着国内电动车市场的愈发成熟,造车的门槛一步步降低,这是因为市面上充斥着大量的供应商,从电机、电池、电控再到底盘车架,智能辅助驾驶、座舱娱乐,包括后期的工程调校,都可以找到成熟的供应商,去拼一台车,那么近日火热的“杂粮车”都是哪些供应商,仅仅有食材就能炒一个好菜吗?除了供应商,造一台好车还需要什么?下面我们来详细分析。




(插图与文章无关)

三电部分

通常来说,动力部分是如今造车新势力重叠率较高的一块,许多车型可能都使用相同的电池和电机,“杂粮车”搭载宁德时代/襄阳弗迪提供的电芯,宁德时代的三元锂在众多车上装备,而弗迪也就是比亚迪的刀片电池,标准版和Pro采用比亚迪的磷酸铁锂电池。而在包装方面,宁德时代和杂粮公司共同负责,“杂粮”品牌在电池的封装方面也进行了研发,希望打造一台低重心的运动轿车,坐姿不会太高。


杂粮车的电机/电控是争议较大的一部分,该公司提到自研电机,但其实是与联合电子/汇川联合动力合作打造,大家都知道前者是手机制造商,在电机制造方面是一张白纸,这种方式也可以让车辆快速步入正轨,后驱版采用299马力的电机,杂粮品牌将电机命名为V6和V6S,特点是超过20000rpm的高转速,也符合运动轿车的定位,高转速有利于后段的加速,四驱版本车速可达265km/h。




(插图与文章无关)

而另一款HyperEngine V8s电机转速达到27200rpm,采用双向全油冷散热和S型立体油路设计,S型油路将散热面积增加了50%,定子硅钢叠片还采用了“阶梯式”错位设计,散热方面达到赛道驾驶的需求。




(插图与文章无关)

其他部分,电机的减速器,也就是单档位变速箱,来自智新科技;DC-DC转器来自富特科技;抵押启停电池来自冠宇动力;高压连接器来自昆山沪光;整车的散热由华域三电和三花智控提供,包括压缩机和冷却液壶等。当然这些几乎没有厂家专门生产,即使是燃油车,也采用供应商的成熟产品。

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新车评

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稍作改变的前格栅造型更为战斗的同时,也带来了优秀的空气动力学,全车通过材质以及电机、电池重量的优化,将整备质量减轻了15kg。轻量化是电车最难能可贵的地方,尽管15kg看似不高,但也足以证明保时捷对于驾驶的追求。

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内饰除了前方的椭圆式仪表做了新的设计,支持Apple CarPlay+功能,可通过CarPlay反向控制空调等功能之外,其余布局和功能基本和现款保持一致。不过在功能配置上,保时捷在改款上还是给出了一定的诚意,诸如BOSE® 环绕声音响系统、前排座椅加热、无线充电、倒车影像、变道辅助、交通拥堵辅助、3D环境模拟等配置,都成为了标配。

什么?你说比起新势力配置还是太低了,我觉得你说得很对,你要是想在这里和我对线,那就是你对。

如果只关心配置,那买保时捷毫无意义,保时捷最大的配置,在于精妙的驾控体验,把肉埋饭里,称得上保时捷的一贯优良传统。

这一次,保时捷Taycan的性能,再一次推上世界顶峰。

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新款Taycan基础版车型最大功率320kW,零百加速时间从5.4秒缩短至4.7秒;新款Taycan Turbo S车型最大功率700kW(超增压模式下),比老款提升140kW,零百加速时间从2.8秒缩短至2.4秒。

在Turbo S之上,还有一个强得离谱的Turbo GT。

前电机与Turbo S版本相同,后电机则用了一台全新的900A大电流电机,双电机可持续输出777 Ps,开启 LC 后,可以输出 1019Ps,最高可至 1100 Ps(持续两秒,通过 Attack Mode 冲刺模式开启),峰值扭矩可达1340N·m。

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这一个马力数据,保时捷仅仅是利用双电机就实现了。

更强的动力,背后匹配的是更强的电池

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Taycan搭载了容量为105kWh的电池组,电池密度提升13%,实现了9kg的减重效果。在补能速度上,其最大充电电流可达到1100A,峰值充电功率将会达到320kW,电池从10%充至80%只需要18分钟。

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电车通

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车企给出了相应的保障措施,却仅限首任车主,二手车主无法享受这些服务,购买二手电车等于电池失去质保。尽管车企都保证质保期内电池健康度不会低于80%,但若出现意外情况,几乎相当于整辆车报废,毕竟纯电车电池需要数万元到十几万元,足够重新买一辆二手车了。

 

蔚来、飞凡等国内车企推出的租电池+电方案,将电池衰减的风险转嫁到自己身上,或许可以成为一种合适的解决方案。不过蔚来租电池六年,成本就与买电池基本相同,考虑到电池本身的残值,车周期越短,租电池越有利,若车周期高于六年,则是买电池更好。

 

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车企频繁降价,是影响电动车续航的另一大关键因素。甲辰年刚开工,比亚迪、五菱等众多车企齐降价,瞬间令二手车商不淡定了。汽车降价主要因素在于车企需要提升产品竞争力,以面对竞争日益激烈的市场。2022年底,特斯拉两个多月降价三次,一度出现了新车比二手车更便宜的奇怪景象。

 

其次,新能源汽车仍属于新事物,正处于技术爆发期,升级代速度较快,代车型发布上市也会影响旧车型的价值。


行业竞争迫使车企降价,对于二手车市场无疑是极为严重的打击,二手车商收购汽车更加谨慎,生怕产品收回来卖不出去。

 

相关部门出手,推动汽车以旧新与车企介入,将能够改善电动车二手生态,提升二手车流通率与新车销量,最终实现促进国内经济流通与增长。

 

以旧新,「车自由」不是梦

 

车企官方回收与官方翻新二手车,在国内汽车市场并不少见,只是规模通常不大。汽车是大额商品,车企销售都需要通过4S店分担库存与资金压力,回收二手车自然也难以做到规模太大,目前购买二手车还是以本地车商为主。

 

可以预料的是,新能源汽车时代,官方回收与认证二手车的份额将不断提升。小通的理由是,二手车市场拥有庞大的利润空间,实力足够的车企难免想要涉足。

 

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低价买高价卖是二手车商的核心理念,但二手车想要卖出高价,必要的翻新处理不可或缺。普通二手车商急于出手,很多安全隐患难免检查不到位,也没有足够的财力更硬件或维修。车企拥有庞大的售后服务体系,而且可以内部采购硬件,翻新车辆的成本较低。站在原车主的立场,车企给出的回收价格,大概率也比二手车商公道。

 

需要注意的是,目前大多数车企虽有二手车回收和销售服务,但基本属于与第三方平台合作,增加了许多不必要的成本。相关部门的推动下,未来车企很可能布局垂直渠道,虽然会增加资金压力,但能将利润全部吃下。


对于车企而言,一旦官方二手车成为风向,那么拼价格、拼服务也不可避免。整合垂直资源,告别第三方平台,也有利于提高产品质量与服务质量。


二手电动车还可以卖到东南亚、拉美等地,这些地区消费水平弱一些,目前仍是海外车企的倾销地,价格相对较低的二手车符合他们的需求。自主品牌可以借助低价二手车,提高在当地的影响力,为新车在该地区的销售做铺垫。

 

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最后还有一点便是电池回收与储能行业,该行业前景广大,但目前市场空缺较为严重。扩大业务范围是提升企业抗风险性的一条道路,尤其是蔚来这种有租电池电业务的造车新势力,以及财力雄厚的老牌车企,确保盈利后,完全可以开拓电池回收与储能业务。

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车动力

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同时,新车的续航性能亦有提升明显,并提供97度和84度两种电池可选。其中,Turbo与Turbo S版车型标配97度大容量电池(WLTP续航里程630km),标准版车型则搭载84度电池(WLTP续航里程678km),大容量电池需要选装。

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有车以后

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保时捷Taycan的车高为1395mm(根据不同配置会有上下浮动),这样的高度表现即便放在燃油轿跑车的行列,也算非常低的水平。较低的车高往往意味着后排舒适度表现糟糕,更何况纯电车型车底的电池还要占据一部分高度。

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Taycan通过巧妙的电池布局解决了无数纯电车型后排坐姿蜷缩的痛点,在后排脚下位置没有布置电池,腾出了脚部空间,垂向空间更大。

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一定会有观众质疑这样的布局会不会影响电池容量,但根据官方数据,Taycan全车系共有两种电池规格,分别是79.2度和93.4度,放在当下依然是主流表现。而随着电池能量密度的快速迭代,在满足基础的电池容量后,如果有更多轿车能掏空脚下空间对后排的乘坐体验进行优化,用户会更有消费欲望。

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