电动汽车的研发应从基础开始

电动汽车的驱动系统和能源储存装置正处于研发阶段

莱茵金属汽车集团正在其产品计划中考虑动力总成系统越来越多的电动化。为此,企业研发了一款新型电池组以及一套功率达90千瓦的电动系统。两款系统目前被集成到一辆小型汽车底部的动力总成系统上。《Heartbeat》杂志与莱茵金属汽车集团首席技术官海因利希·迪斯蒙(Heinrich Dismon)就这些项目展开了访谈。

这条路很久以前就开始走了,因为电动机对于莱茵金属汽车集团的设计师们来说并不是新鲜事物。数十年来,公司已经在辅助机组方面具备了电力驱动系统的研发能力。早在2004年,集团公司作为汽车零部件供应商就已经通过子公司皮尔博格为主冷却循环系统设计了首款全电动冷媒泵,并且在宝马的六缸发动机中使用,成功导入市场。 

大量电动机壳体订单

电动整流循环水泵同样由皮尔博格公司设计,并且在萨克森州的哈尔塔生产基地生产,自1995年进入市场以来,生产销售已经超过了5000万件,在世界范围被汽车制造业主要制造商和零部件供应商以及其它行业广泛使用。此外,莱茵金属汽车集团下一步将获得大量的为电动机壳体以及电池铝制壳体国际代加工的业务订单。集团在电动汽车领域的产品范围通过电动油泵和真空泵、电动冷媒阀和传动装置、一款热泵模块以及特制铝材料轻量化部件得到了进一步补充。

将全套驱动系统视为目标

作为在世界范围开展国际业务的汽车零部件供应商,莱茵金属汽车集团凭借其全新的

电驱动系统和同时研发的电池组掀开了公司研发历史的新篇章。公司决定在电动汽车领域推出全新设计的产品,不仅仅是出于能源储存领域和电驱动系统及其外围设备市场技术因素的考量。“我们具备在电驱动系统及其批量生产研发链的基本能力”,集团首席技术官海因利希·迪斯蒙表示,“这使我们可以相对快地接近我们的研发工作目标。”他还补充道,在项目启动阶段还额外动用了研发服务商的支持和帮助。迪斯蒙的目标是全套电驱动系统,除了电动机之外,还应包括电子控制系统和电子功率系统以及根据用途控制的变速器减速比装置,全部是莱茵金属汽车制造。

“也必须考虑客车之外的小型汽车”

 

瞄准紧凑型汽车 

然而,目前设想的功率为90千瓦的电驱动系统并不是瞄准一辆特斯拉电动车的绝对

功率上限,而是定位在高端紧凑型电动机。目前的设计中,电驱动系统瞄准的是相对较小的车型,系统的规模可伸缩性也可以允许系统在较大车型中使用。这样的策略基于以下的观点,那就是“电动汽车的研发应从基础开始”,迪斯蒙介绍道。根据他的估计,未来将会呈现从中央驱动单元组成的驱动系统直至近轮驱动系统等各种驱动形式特点。对于城市区

域而言,电动汽车更多地会在30至50千瓦的较小功率区间内行驶。

市场上的全新参与者

除此之外,在这一领域将来会逐步出现新的制造商(代加工厂),这些企业并不一定会将自行研发电驱动系统视为首要工作任务。此外还会出现新的细分市场,例如在踏板电动车以上层面的多功能应用。因此,将来由莱茵金属汽车集团自行研发生产的驱动系统在功率和扭矩方面可以根据相应的各种用途进行调整和伸缩。原则上来说,电动机技术也可以运用在中度混合动力汽车上,

低置电池受到偏爱 

在已经研发的电池组的设计中,莱茵金属汽车集团的出发点是:未来很大部分的电动汽车,也包括混合动力汽车将装备低置电池,它们不会对车辆的装载容积产生显著影响,此外也在重量分布以及可能融入车辆结构方面带来优势。迪斯蒙表示:“如今,市场上几乎所有的汽车都是内燃发动机驱动系统基础上现有设计方案的衍生品,将来不再会看到这样的局面。” 

“我们没有计划开展电池技术的研发” 

电池组的特点在于,与重量相比显示出很高的能量密度,由于只需很小的结构空间,因此可以在各种电动汽车设计方案中找到十分灵活和广泛的运用基础。

准备阶段一个重要的问题是,是否需要确定一个具体的电池型号。公司在这方面执行 

的是一个开放式的战略,允许各种不同电池型号的集成,对于许多代加工厂商而言会具有吸引力。迪斯蒙表示:“我们没有计划开展电池技术的研发,而是为我们的客户配置一个自选电池的系统。” 

在高特殊能源密度和良好的热能可调节性基础上,莱茵金属汽车集团为动力总成系统 

的蓄电池采用了袋状电池,此外,也有圆柱形或者棱柱型电池的设计方案,以便可以应对客户的个性化要求。

Heinrich Dismon 在IAA 2017法兰克福展会上简要地演示了公司最新的创新技术。

电池组中的温度控制

为了使电池组能够经受住大量的能量流失,并且此外还可以适用于热能集聚的快速 

充电,配备了有冷媒流动的底部冷却装置,这也吸收了公司作为铝压铸件供应商的生产制造能力。一台电动冷媒泵将冷媒输入一台热交换器,连同自行研发的热泵,可以进行同流换热,或者将能源用于内部空间的加热或者冷却。此外,在低温时可以进行加温,避免电池遭受损害。 

带有特殊防护的低置电池组

莱茵金属汽车集团为了这些系统项目而专门设计了电池组壳体,其基本结构由铝材料 

组成,通过加上的复合纤维材料额外增强了对损坏的防护。相应的纤维材料由莱茵金属集团内部专门生产防护用品的兄弟企业提供。

动力总成系统的系统使用  

莱茵金属汽车集团在一辆菲亚特500车型基础上设计的动力总成系统电池组(见封面标题)配备的额定存储容量为29千瓦时,与全新的电驱动系统一起工作,汽车可以达到最高时速135公里,续航里程可达275公里。不用对量产车行李箱的已知使用面积或者乘客的乘坐空间进行限制,便可以达到这些额定值。莱茵金属汽车集团将这些着眼于未来电动汽车设计方案的系统设计视为可能的量产方案,当然,也可以根据客户需求完成其它的方案。 

Heinrich Dismon, Chief Technical Officer, Rheinmetall Automotive AG

提出问题

电动汽车将来会改变我们的驾驶习惯吗?

我们现在的情况是,汽车提供越来越多的舒适性,但是随之也越来越重。在电动汽车领域,我们会看到越来越多的纯粹只是为了电动行驶所设计的汽车,这些汽车理所当然必须更加小型化,更加轻量化,所需功率也会更加小。这将是电动汽车给我们带来的影响。但是,现在也有人每周仅仅使用三次汽车,只是用于大多数情况下短距离路程的出行。 

此外,在技术框架条件的基础上,电动汽车会带给我们的情形是,我们必须通过更加 

有计划性的行为来弥补至今为止的“漫不经心”。将来人们自然不得不更多考虑能够在哪些时间段完成多长距离的行驶,并且加以相应的计算。从中期来看,电动汽车对于我来说意味着出行半径直至400公里的续航里程,这对于我们大多数一般行驶目的地而言绝对足够了。