了解 e 平臺 3.0,看比亞迪的產品策略
9 月 8 日,比亞迪在深圳公司總部召開了一場發布會,比亞迪董事長兼總裁王傳福親自主持,發布會上比亞迪推出了兩款重磅產品:一,ocean-X 概念車;二,e 平臺 3.0。
這兩款產品幾乎會奠定比亞迪未來至少 5 年的產品雛形,所以就不難看出為什么王傳福總裁會親自出席發布會了。
話不多說,我們一起來看看這兩款產品。
ocean-X:未來已開始
比亞迪經過十多年的造車之路的探索,從具有中國傳統文化特色的建筑、文字以及神話故事中汲取設計形制,最終形成了以歷代王朝為命名的產品,和以傳統「龍」文化與文字為主的設計理念。
結果就是,我們可以在比亞迪的產品中看到非常多的「中國」元素。
如果說目前比亞迪的產品是對傳統文化精髓的繼承,那么或許從 ocean-X 開始,比亞迪不僅是要繼承,而且還要加上「比亞迪對傳統文化的理解」。
因此,比亞迪給出了幾個關鍵詞:智能、高效、安全、美學。
一款針對未來打造的產品,「美」是基本要素,發布會上,比亞迪并沒有對什么叫「美」的設計做過多闡述,而是直接拿出來一輛概念車,看看設計。
ocean-X 的前臉造型比較尖銳,X 型的設計元素被再次運用,不過,為了滿足風阻要求,設計師做了折線的處理,在前機蓋多處總想著貫穿的線條,使前艙頗有力量感。
從概念車上,可以知道的是新車采用溜背的造型,優勢是可以獲得更好的風阻。側面來看,概念車型的上前懸更短、軸長比更大、重心更低,除了空間上的優勢,車輛短前后懸的特點可以讓車輛視覺上更加低趴。
重要的是,我從比亞迪內部了解到,量產車其實會比概念車還要驚艷。
也只有擁有純電平臺的加持,ocean-X 才有這么多設計上的優勢,這款車是 e 平臺 3.0 的首款概念轎車。「在動力、續航、空間等方面全面超越現有的電動車」,這也是官方對這臺概念車的形容。
從上面信息可以得知,e 平臺 3.0 在產品打造中起到了關鍵作用,所以下面就來看展開看看。
e 平臺 3.0:大帶寬 + 智能化
比亞迪 e 平臺自此已經有了三代,其中 3.0 版是面向新能源市場的純電平臺,而且 e 3.0 是純電專屬平臺,這個平臺將不在與混動共用平臺。
e 3.0 平臺,有兩個方面的變革:
一,為提高效率、提升整車安全的開發邏輯,比亞迪在架構上,進行了模塊化設計,可以兼容多種布置方式(前驅、后驅及四驅),具有高拓展性,全新 e 平臺 3.0,從底盤層、高壓層、低壓層、車身層,全面提升了整車架構的靈活性。
二,智能化能力上,比亞迪開發了全新的電子電氣架構,線控底盤,可以實現整車 OTA 和高級別自動駕駛能力。
關于 e 平臺 3.0 的幾個特點:
e 平臺 3.0 將繼續向行業其他品牌開放,官方表示,能為全球電動車發展提速至少三年,據說很多品牌都在談合作;
e 平臺 3.0 全系標配刀片電池,電池和車身一體化 CTC 方案設計,打造了純電專屬傳力路徑,提升整車扭轉剛性,底盤強度屬于頂級燃油車水平;
比亞迪自研八合一電動力總成 + 寬溫域熱泵,續航最大突破1000 km,冬季續航表現最大提升20%,冬天不慫,平時不慌;
智能方面,打造了域控,開發了 BYD OS,達成軟硬件解耦,為高級別智能駕駛提供基礎,比亞迪是首個量產域控制器的車企。
先從智能化開始聊
為了解決分布式電子電氣架構存在的算力小、效率低、協同難的問題,比亞迪同樣也采用了集中式的域控設計,e 平臺 3.0由四個集成式的域控制器實時協同控制,實現對整車層面的集中控制:
智能車控域:集成BCM(車身控制模塊)、安全網關、密鑰中心、空調控制、胎壓監測、儀表控制、駐車輔助、智能鑰匙等多個模塊,擴展版本最多支持達 32 個分布式 ECU (電子控制單元)功能;
智能動力域:集成 VCU(整車控制器)、BMS(電池管理系統)、MCU(微控制單元)、OBC(車載充電器)、DC-DC(直流轉換器)等模塊;
智能駕駛域:集成自動駕駛、ACC(自適應巡航控制)、AEB(自動制動系統)、LSS(智能安全系統)、BSD(盲區監測系統)、APA(自動泊車)等功能;
智能座艙域:集成用戶語音、觸控、感知、健康、顯示屏等功能。
由單 ECU 單一功能,轉變為處理能力更強的多核CPU域控制器。高集成的域控制架構,相似功能模塊的深度集成,區域控制縮短交互響應的時間,算力跨越式提升。
硬件是智能化能力的基礎,而軟件則是能力好壞的具體體現,這次比亞迪還帶來了基于全新電子電氣架構所自研的 BYD OS,這是一個車輛實時操作系統。
再看 BYD OS 車載系統
整車操作系統是未來智能電動汽車發展過程中兵家必爭之地,不管是大眾、特斯拉、長城、新勢力等,都已經明確了要自研操作系統,但自研操作系統所需要的開發難度很高,比如,大眾召集了 6000 千人的研發團隊、長城現有 3000 人,未來會增加到 1 萬人。
因此,車用操作系統的重要性是不言而喻的,比亞迪表示,BYD OS 有幾個特點:高內聚、低耦合、高可靠、低延時等。
并且這套系統提供了更加開放的接口,可以充分滿足車身電子、底盤控制、動力系統、智能駕駛等多領域的應用。
BYD OS 系統中有兩個技術比較有意思:
一,確定時延引擎。
確定時延引擎可在任務執行前分配系統中任務執行優先級及時限進行調度處理,優先級高的任務資源將優先保障調度,應用響應時延降低 25.7%。
為什么這項技術比較重要,我們都知道智能汽車中所擁有的功能太多,而有些涉及安全,有些則安全級別不需要很高,那么如果每一個功能都是同樣的優先權限,那么系統就會根據「公平原則」分配資源,比如算力、處理速度、處理的先后。
但如果要是帶有自動駕駛的車輛以及主動安全配置的車輛,在遇到緊急狀況時如果不能優先緊急避險的功能,那這套系統這是在運行邏輯會有重大安全隱患,而確定時延引擎的目的就是讓資源調度最優化。
二,高性能IPC(進程間通訊)。
進程間通信(IPC)是一組編程接口,讓程序員能夠協調不同的進程,使之能在一個操作系統里同時運行,并相互傳遞、交換信息。這使得一個程序能夠在同一時間里處理許多用戶的要求。
因為即使只有一個用戶發出要求,也可能導致一個操作系統中多個進程的運行,進程之間必須互相通話。
采用高性能 IPC 的目的有幾個:
數據傳輸:一個進程需要將它的數據發送給另一個進程,發送的數據量在一個字節到幾兆字節之間。
共享數據:多個進程想要操作共享數據,一個進程對共享數據的修改,別的進程應該立刻看到。
通知事件:一個進程需要向另一個或一組進程發送消息,通知它(它們)發生了某種事件(如進程終止時要通知父進程)。
資源共享:多個進程之間共享同樣的資源。為了做到這一點,需要內核提供鎖和同步機制。
進程控制:有些進程希望完全控制另一個進程的執行(如Debug進程),此時控制進程希望能夠攔截另一個進程的所有陷入和異常,并能夠及時知道它的狀態改變。
同時比亞迪表示,BYD OS 采用了分層的式的架構設計,軟件模塊化自下而上分為 4 層:
硬件驅動層:這是驅動系統的最底層,是直接控制和監視各類硬件的外設,其核心能力是隱藏硬件的具體細節,并向上層系統提供一個標準化的接口及規范。適應不同的上層系統通過 API 來調動硬件,完成指令;
操作系統層:分離式內存管理內核,分為 BEOS (負責車身電子元器件)、BUOS(管理車載信息娛樂的系統),負責的不同功能區域;
服務層:指平臺中間件支持層,把系統所提供的基本服務包裝成應用程序所能夠使用的編程接口 API,是最靠近應用程序的部分,這部分的重要就是,開發者可以利用開放的接口來共創比亞迪生態,也可以開發出更加創新的功能實現差異化;
應用層:面向服務的 APP 開發,實現各種應用需求,簡單理解就是最終與用戶交互的入口。
基于 BYD OS,車輛支持全生命周期的 FOTA 和硬件升級。
比亞迪將純電平臺極致化
上面說了 e 平臺 3.0 的智能化部分,下面就需要了解這個平臺的底盤架構了。
打造純電平臺已經不是什么新概念了,從實現結果來看,純電平臺確實在成本、性能、模塊化上具有極大的優勢,而一個純電平臺里,考驗主機廠實力的有幾個方面:一,集成化;二,電池;三,高性能;四,安全性。
下面一個一個看。
一,首個量產的八合一電動力總成。
動力部件的深度集成可以有效減小系統重量和體積,減少占用空間,降低損耗。同時縮減系統零部件,提高 NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)表現。
比亞迪自主研發的動力總成,總成集成了驅動總成(電機和變速器)、電機控制器、PDU(電源分配單元)、DC-DC、OBC、VCU、BMS。
通過功能模塊的系統高度集成,達到提高空間利用率、減輕重量等目的,具備高度集成、高功率密度、高效率的特點。
帶來的結果就是,這套動力總成電機峰值功率 270 kW,峰值扭矩360 N?m,最大轉速可實現 16000 r/min,但系統噪音可以低于 76 dB,功率密度可提升 20%,綜合工況效率高達 89%。
為進一步降低能耗,前后雙電機的四驅架構設計能大幅提升整車加速性能,但是對于中高速的穩定行駛,單電機就能夠滿足整車動力需求。
同時,傳統的永磁同步電機工作效率高于異步電機,在空載轉動時,永磁同步電機的磁阻損耗反而會大幅增加,導致高速行駛能耗較高。
在e平臺 3.0上,比亞迪將采用永磁同步組合異步電機的全新動力組合架構,好處就是:加速工況,雙電機同時發力;穩定行駛工況,異步電機斷開,僅永磁同步電機工作,既能實現四驅的動力,又能實現近于兩驅的能耗。
而且這套系統中的電機是比亞迪自研的扁線電機。相對于傳統繞線式電機結構,扁線電機,具備低損耗、高效率、高散熱性能的優質特點。
扁線電機的材質是超薄高性能硅鋼片,實現槽滿率提升 15%,線包減短,用銅量減少 11%,電阻下降 22%。
通過優化磁路設計降低電機鐵損,散熱性能大幅提升,電機額定功率提升 40%,最高效率 97.5%。
二,電池車身一體化設計。
e平臺 3.0上,比亞迪基于刀片電池蜂窩鋁結構,采用了車身電池一體化安全設計,也就是 CTC 底盤設計,他是將刀片電池融入整車結構,成為車身傳力結構的一部分,整車傳力結構更完整。
比亞迪將車身地板橫梁左右貫通,且閉口輥軋件設計,大大提升側碰能量傳遞和車身結構的穩定性。基于純電專屬平臺獨有的特性,對安全傳力路徑進行重新設計。
通過專屬傳力路徑實現力的分流,可快速分散碰撞能量:
上傳力路徑,實現向A柱的力傳遞,增大壁障正向受理均勻性;
中傳力路徑,將縱梁內縮,降低縱梁與地板高度差,設計環狀傳力結構,改善傳力的平順性,提高縱梁根部碰撞穩定性;
下傳力路徑,標配全框副車架,增加一條傳力路徑,引導至后縱梁的傳力。
刀片電池與高強度車身一體化集成,整車在碰撞工況下,車身具備充足的吸能的空間以及更順暢的能量傳遞路徑,乘員艙形變大幅減小,給乘客創造了堅固安全的環境。
綜上所述,比亞迪 e 平臺 3.0 是從智能化和全新的 CTC 底盤架構來構建的全新一代純電平臺,而且 e 平臺 3.0 是一個大帶寬平臺,涵蓋從 A - C 級別以及高性能級別車型的平臺,這里可以發現 e 平臺 3.0 用刀片電池和模塊化的集成設計可以從兩個維度降低成本,也就是說,e 平臺 3.0 將在成本上有巨大的優勢。
比亞迪未來幾年的產品矩陣:
海洋系列:除了海豚,還有海鷗、海豹、海獅。其中,海鷗、海豹最快有可能在廣州車展上亮相。
王朝系列:除了這次成都車展亮相的元 Plus EV,還有元 Plus DM-i,2021 年款車型有 — 2022款宋、2022 款唐,漢 DM-i 版本,漢 EV 第二代續航超700公里。
高端系列:硬派越野,對標大G 的 R1、轎跑車型 R2,不知道是不是漢 GT、大型 SUV對標 GLE 的 R3。
MPV:明、商。
在研系列:EK 對標 Modle 3)、UX 對標Model Y,據說還有三輛轎跑車型和一款傳說中的皮卡。
同時,海豚車型非常有可能同步在海外進行銷售,這樣的話在未來 2 - 3 年的時間里,比亞迪的產品將覆蓋高、中、低三個細分市場,同時根據市場需求,會建立年輕化、高性能產品線,按照這個規劃節奏,比亞迪的銷量指引看起來就比較正常了。
接下來用戶可以選擇到滿足各個細分市場的比亞迪車型。
寫在最后
回顧一下 e 平臺 3.0 的特點:
全新一代的電子電器架構,新一代的架構將新設計底層的操作系統,在自動駕駛方面將會搭載激光雷達,但比亞迪并沒有公布未來選擇的自動駕駛芯片,我和工程師聊的結果是,比亞迪也是從主流的幾家去選擇芯片,只不過現在還在測試。
采用刀片電池,刀片電池特點是安全、成本低、殼體設計可以支撐 CTC 方案。
底盤設計的特點是大帶寬和強抗扭強度。
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