101汽车评
首发于101汽车评
《王工不定期更新》蔚来ES8十万公里拆解的一些见解

《王工不定期更新》蔚来ES8十万公里拆解的一些见解

上个月我在北京参观了一台十万公里的蔚来ES8拆解,因为去得比较早,也见证了部分拆解工作。拆解是一个很直白了解汽车厂商用料做工还有工艺水平的一个方法,成本比较大,因为拆完车子就无法复原了,过去我们见过了汽油车拆机,电动车拆解还是挺少的,所以我作为见证者,就一起分享一下自己的拆解感受。

这次拆车是由《拆车坊》举办的,我作为不多的第三方来参与,首先介绍一下这台车ES8,它是个人车主,但是行驶一年时间开了足足10万公里,他不是用来跑滴滴的,而是这台车是它公司兼个人私家车,也就是经常驾驶它的人除了车主以外还有其他的公司员工。

10万公里很多吗?其实并不多,因为我当天回来坐的比亚迪E6就有36万公里。

根据我采访的经验,一般城市出租车大概服役5年,用到了100万公里左右。到了100万公里之后,车子其实还是可以继续用的,但是高发的故障率很影响出勤率,所以得不偿失,就需要去做报废处理,而高发的故障率主要是来自动力系统。所以蔚来10万公里对于运营汽车来说不算高里程,而对于私家车来说,这个里程数算挺高的。

整体拆解背景

拆解是按照上面的顺序进行,动态测试结果跟如下链接可以见到。主要是轮胎磨损后对加速性能和制动性能有一定影响。而新车状态下ES8的制动距离是不足34m的,非常厉害。

chejiahao.autohome.com.cn

我是第一个到达现场的,车子已经被预拆解,所以当时现场的情况就是如下。车子拆解在架子上,前副车架带部分悬架组件被拆在一个桌子上,而前EDS(电驱系统)被放在另个一桌子上,前舱拆得很干净,后面电驱系统有所保留,同时因为电池很好拆,就直接在换电站拆卸下来了,所以我们这台待拆解的车是没有电池的。

拆解现场最大的一个感触是,电动车的拆解十分干净,地面留下的液体十分有限,电动车不存在变速箱和发动机这两个润滑大户,所以拆解的现场几乎见不到油渍。而电动车的冷却系统并没有发动机那么大的水道,所以冷却液泄漏量也少了不少。

ES8的后半截车身拆解程度不高,图下可以见到,副车架和悬架没有拆解,而窝在车架之间感应电机总成也并没拆解,窝在副车架后方、行李箱地板后面的高压空气瓶也没有被拆解。

ES8标配的空气悬架,所以在电池包的后方可以见到,空气悬架的空气泵和通向四个空气弹簧的高压气管,而且这四条气管是一般车辆不存在的,颜色也非常靓丽,可以给大家介绍一下。

这种拆解活动其实有利于了解整车构造,而电动车的构造天生就简单不少,系统的集成度很高,都是很规整的金属盒子装好,更加有利于大家对于汽车的理解。

前悬架部分拆解很彻底,也能看到电动车最大的磨损来自于橡胶件,可以看到前悬架下摆臂是分开成两个结构件,行成虚拟转向主销,这两连接杆与转向节之间的衬套看不到磨损。

前副车架与车身相连接的衬套有轻微的橡胶老化,这是非常正常的现象。

其他机械部件除了脏了点,几乎跟新车没差别。这些机械部件,只要正常使用,不暴力过坎过坑,全铝的材质几乎不可能有问题,也不存在锈蚀的问题。说实话,如果这是10万公里耐久性拆解的唯一目的,我就觉得稍微有些单一了,因为这台车确实看不来耐久有啥问题,有老化的橡胶也是极少数。机械部分肉眼见不到任何损伤,我认真仔细地检查了铸铝部件有无裂纹,实际是,检查了一个多小时,我弄脏两只手套没见到金属件有任何疲劳或者损伤的可能。我手上没有探伤仪,所以也没法做进一步的分析。


但是借此机会,我想跟大家分享蔚来这台车的结构和部分设计亮点。

蔚来的汽车的拆解的现场几乎见到不钢铁制品的存在,最多是铝合金材料,其次就是非金属复合材料。比如翼子板,前后门板,还有尾箱盖,前舱盖。

拆解的现场,我把每一个覆盖件都敲了一遍,确定应该都是非金属复合材料,说的通俗点就是塑料,但是大部分听到塑料就会觉得不坚固觉得廉价,大概也是蔚来不敢提这个材质的原因,我相信在知乎应该没有这个问题。

三电拆解和见解

我个人最为关心还是三电的设计,但是等我打开之后,我就发现,三电真的是我的知识盲区。我在此也只能简单浅尝辄止跟大家分享我的观点和经验。

EDS,全称是电驱系统,主要是三个部件组成,一个是电机,一个减速差速器,一个是电机控制器。

https://www.zhihu.com/video/1200202312414842880

这就是电机控制器PEU,很多媒体形容它是传统发动机的ECU,其实并不正确,它是传统发动机的“油路”和’气路“的一环,另一个环是电池组,PEU它负责提供给电机磁场变化和转子电流大小和方向,是电机性能发挥的的咽喉部件。

上面集成大量的IGBT零部件,IGBT是电子电气化的核心。IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用,是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件,被称为电力电子行业里的“CPU”,长期以来,该产品(包括芯片)还是被垄断在少数IDM手上(FairChild、Infineon、TOSHIBA),位居“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位(简称 “02专项”)。

IGBT模块占电动汽车成本将近10%,占充电桩成本约20%。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面:电动控制系统 大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机;车载空调控制系统 小功率直流/交流(DC/AC)逆变,使用电流较小的IGBT和FRD;充电桩、智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用。不过因为我更多是传统工程机械专业出身说实话,我了解也非常有限,也是我下一步学习的重要方向。

而差速减速器则简单了不少,纯粹的机械结构,同时没有离合器什么的控制,也无需冷却。所以简单到我相信大部分人都能一眼看穿。

但是并不意味着,齿轮箱的设计没有难度,各位机械专业毕业的小伙伴难道忘记折磨两月课程设计了吗?

关于齿轮加工工艺还有齿形设计都是齿轮耐久,齿轮受力能力,以及齿轮运转噪声的关键。因为电动车少了发动机这个噪声源,所以尤其要注意急加速情况下的齿轮箱啸叫声,比较廉价的车在倒挡通常采用直齿齿轮,所以倒车的时候能明显听到倒车的齿轮啸叫,而高转速轴通常都选择斜齿齿轮咬合,这样能极大减少噪声,电机减速器一般都是斜齿,图上也都是斜齿。以我开过ES8/6的经验来看,蔚来的电动车急加速是没有明显啸叫声的,非常认真听才能感知到。

然后就是电机,ES8的老款是前后感应励磁感应电机,而新款采用了后感应电机前永磁电机。所以这点还是稍微有些不一样。我们拆解的这款是480kw的前后感应电机版本。

实物图如下,它的冷却管路与电机控制器是串联,水流从电机控制器流出,然后继续流入到电机的壳体内。

电机采用也是全铝的壳体,十分在意轻量化,同时因为是水冷散热,所以我们也见不到常见工业电机的散热鳍。三相异步电机有6跟电流输入线,蔚来用了三种不同颜色分别给出,这些线都是高压线路,如果有虚接会出现打火烧蚀的情况,实际上拆解后可以见到,几乎看不到触点烧蚀的问题。

前轴EDS上方的一个铝金属盒内是一个动力分配单元,称之为PTU,由它来控制前后电机出力比例,同时也是由它来决定电机反拖回收动能的比例。里面非常有意思的一点就是,它大电流导线是冲压件,这是我没想到,在此也想问问网友,这种冲压而成的大电流线路,有啥好处?我自己的猜想是,线路规整,不存在干涉,同时防呆安装。

车上拆下来的四个主要部件就是上面四个,看起来都完美如新。前舱留下的东西不多,但是有一个很明显就是空调吹风系统。

靠近前防火墙,有很大只的空调和吹风系统。它工作起来噪声也不小,所以可以见到它被隔音棉包覆着来提升整车的开空调时候的静密感。

高端电动车换电系统的技术特写

关于蔚来核心的竞争力,就是换电系统,所以常规电动车存在的电池衰减问题,在这台车上不存在,蔚来是车电池分离,所以二手车保值率也是比较特殊的,仅次于特斯拉了。这台车一共经历超过一百多次的换电。当时知乎对于蔚来换电系统最大的疑虑就是接插件的可靠性。所以这次我特意拍了一些照片。

因为电池是液冷恒温,所以除了电的接插件还有冷却系统的接插件。

左侧是电路的接插件,可以见到存在大电压大电流的接插口和小电压小电流的接茬口。右侧是冷却液的进出口,冷却液的接插口都是自密封结构,在电池取出来的瞬间会自封,但是在取出瞬间依然会有极少量的冷却液流失,蔚来会在保养的时候帮各位补充到正常液位。

特写电路插口,可以见到,是双层橡胶密封,外圈有一层大密封圈,而公头那边也会有一层密封圈,虽然母头这边经过上百次的插拔,光亮如新。水路的接插口,可以见到如我所讲,在插拔瞬间是会有极少量液体渗漏,所以插件上轻附着一层浮灰。

除了这两组关键的接插件,还有一组关键的固定螺丝组合。底盘上一共有十个浮动螺母 float nuts,等待电池上十个固定的螺丝。因为螺母是浮动的,所以它能一定程度上实现上下左右前后的6向位移,加上螺纹有自对中性,所以每次安装的时候,即便自动的电池机器人出现对准误差也不影响电池组的固定,在工业工程中误差是一定存在的,所以良好的误差容忍度就是设计的关键。(这里放浮动螺母的特写)。
https://www.zhihu.com/video/1200200300738510848

纯电平台的安全性设计

最近帕萨特事件很出名,所以我在写文章的时候,想起来ES8的车身拆解的很彻底,也能一窥电动车的安全性设计。电池车跟燃油车有些不同,燃油车里人是非常娇贵的存在,而电池车里面,电池则是另一个娇贵的存在,所以蔚来NIO platform设计之初深刻考虑到电池的碰撞的安全性,所以可以见到的前舱到乘员舱之间有看起来“冗余“的结构设计,看起来像铝型材的疯狂叠加。如下图所示。

而实拍图片也非常夸张。红色所示就是图上红圈的位置,这个体积非常大,这种设计有助于把撞击能力分散到整个车架当中,如果是油改电的车型,这块设计应该不会这样“冗余“。

19年欧洲车身设计大奖中,蔚来ES8拿到了车身设计奖的第三名,蔚来ES8也是汽车行业第一个用了7003系列铝合金车身的汽车,ES8的扭转刚度达到了44140Nm/Deg,根据蔚来的说法,ES8是量产车中铝合金比例最高的一台车,也是汽车行业的一个里程碑。所以不知道中保研有没有机会测试蔚来,我也想知道蔚来这台车身在行业标准面前会又如何表现。

洋洋洒洒写了很多,可惜我并不是耐久性和质量出身,虽然去之前也请教了些耐久工程师,只可惜临时抱佛脚,效果不明显。所以关于这台十万公里ES8,以上就是我的经验和看法,欢迎一起讨论。

发布于 2020-01-13

文章被以下专栏收录