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一文解析雷神 EM 超级电混 & 神盾短刀电池技术细节。
作者 | 极客公园汽车组
编辑 | 靖宇
「混动技术」其实很早就出现在汽车的历史之中，但将「燃油」与「电动」这两个复杂系统很好的融合在一起并不是一件容易的事情，「省油但贵」似乎是它最早停留在人们脑海中的标签。
就像百年来汽车历史的发展一样，没有一项技术是一成不变的，被淘汰的只有不更新迭代的技术，不提供新价值的技术。混动技术一直在默默成长，它追求的是体验的「最优解」，最近十年它的发展已经发生了翻天覆地的变化。它开始不断的提供新的价值与体验，同样的，产品火爆的销量数据成为了最好的反馈。
混动路线真正迎来爆发的节点是最近三四年的产品爆发，近几年布局混动路线的中国品牌数量骤增，众多车企纷纷发布混动技术平台，布局混动车型。从过去混动技术百家争鸣的情况，到如今经过不断发展和升级，车企们开始引领如今的「混动时代 2.0 时代」。这些技术升级不仅带来了超长纯电续航，持续降低能耗和排放，有效提升馈电状态下的能耗和性能表现，甚至提供了更多智能体验，这种体验「无限接近电动汽车」且摆脱了「续航焦虑」的混动汽车，才正真赢得了市场和用户的掌声。
在最近的 2024 广州车展上，我们邀请到了吉利汽车中央研究院新能源技术领域专家陈文庆一起探秘吉利全球新一代新能源技术，带我们深入了解吉利的神盾短刀电池与雷神 EM 超级电混技术细节，进一步了解电混技术如何升级迭代，如何成为新汽车时代的「全能担当」。
其中一些有意思的技术亮点：
吉利雷神超级电混作为「全球新一代」的电混技术，拥有五个新一代技术：超强节能、无损电感、 AI 电混、冗余安全、品质标准。
将 AI 智能化引入到电混的动力系统里边，带来全新的体验。就像手机从功能手机迈向智能手机一样，星睿 AI 云动力，可以让每个人都能成为老司机，怎么开都省，怎么开都放心。
吉利雷神轿车进入 2L 时代，SUV 进入 3L 时代的背后是超强节能。而超强节能不是通过单一的技术实现的，而是发动机、混动电驱和热管理系统等多个维度持续迭代优化实现的，需要大量的资源研发，测试再优化得到的。
对于电池的一些安全设计与能力，相当于高速公路上的这种「应急车道」，你可以平时不用，但绝对不能没有。
神盾短刀电池在物理结构、隔膜涂层等工艺上的全面升级。湿法双涂层隔膜，就像「湿纸巾」一样，你无论从哪个方向去拉扯或者刺穿都很难，因为柔韧度更好，可以有效的阻隔正负极发生短路。
极客公园：前两天看了吉利汽车集团全球新一代超级电混一雷神 EM-i 超级电混的线上发布，借着广州车展这个机会，今天跟陈工交流下，吉利雷神超级电混作为「全球新一代」的电混技术，其中的「新」如何来理解呢？吉利新能源技术领域专家：我大概给大家简单总结一下我们这个雷神 EM-i 超级电混新一代到底新在哪里？我可以把它总结为五个新一代：第一个其实就是超强节能。我们的这款雷神 EM-i 搭展的发动机可以做到全球量产最高热效率 46.5%。可以在轿车上可以做到 2 升级油耗。第二个新一代实际上就是无损电感，我们通过全球首搭碳化硅无级变压模块为我带来无论是在亏电还是满电状态下，几乎动力性能是无差异的。第三个就是这个 AI 电混，那我们首次把这个 AI 这个智能化引入到我们这个动力系统里边，来给动力系统带来一些全新的体验。第四个就是冗余安全，因为大家都知道吉利对于安全是一如既往的重视，所以我们在动力系统里实际上是也是有一些我们自己的这个冗余安全的技术专利，为大家带来更安全的动力系统。最后一个就是世界级微米工厂，因为我们知道吉利是这套动力系统是供给到全球的车企，所以它的验证标准是这个可以说是满足全球各个地区的，实际上它是这个品质的这个全新一代。极客公园：之前吉利雷神电混是 EM-P 三挡混动电驱，那这次发布的 EM-i 是有哪些差异呢？吉利新能源技术领域专家：实际上可以说它们既有相同点，也有一些差异。我们这次发布的雷神 EM-i 是填补了我们整个雷神混动系统的版图，就是做了进一步的完善。那雷神 EM-P 实际上它可以说是既节能更性能，那 EM-i 我们是打造的叫这个超低油耗、超长续航这样的一个这个全新的用户体验，那用户可以根据实际需求去选择。搭载雷神电混 EM-i 的轿车中国工况百公里亏电油耗仅 2.67L，并获得权威检测机构认证，搭载这套系统的银河星舰 7EM-i 车型即将上市发布，在此前的媒体测评中最低油耗达到 3.4L 的极致节能水平。极客公园：我关注到雷神 EM-i 超级电混实测 CLTC 工况的百公里油耗是 2.67L，这个测试是 CLTC 工况下的，那么 WLTC、NEDC 工况呢？对用户来说有实际参考意义的是哪个？吉利新能源技术领域专家：你这个问题问的还是非常专业的。我也简单去总结一下这个这几个工况的区别。首先，NEDC 主要是在欧洲广泛使用的测试标准，它的测试条件较为理想化，平均速度较低，测试过程中的加減速也比较平缓，没有充分考虑到现代交通拥堵的情况。它因为比较老，而且是在欧洲地区去做的，所以不是很适用于国内，而且在国内实际上这个标准已经作废了。其次 WLTC 是为了弥补 NEDC 的不足而开发的新测试标准，更新、更全面，测试条件接近实际驾驶，全球通用。而 CLTC 是专门为适应中国交通状况设计的测试标准，是车辆在实验室中，模拟低、中、高三种速度行驶，测试中多次停靠车辆，模拟出了更多的中国路况走走停停的状态，能更准确地反映中国消费者的驾驶习惯和路况。极客公园：我们现在宣传的油耗值这么低，是不是因为这是专业人员的黄金右脚踩出的成绩？普通人却达不到这么低的一个功耗？用户实际可以真的开出这么低油耗吗？吉利新能源技术领域专家：实际上是工况测试因为是要固定一个标准，那这个标准你也不能说它很宽松或者很严格，它是有一定代表性的。例如，搭载雷神 EM- i 超级电混的原型车，在中国工况下，百公里亏电油耗可以做到 2.67L。吉利银河星舰 7 EM-i 可实现同级最低的 3.75L（CLTC）亏电油耗，同时我们也邀请了很多专业媒体实测，上面提到的轿车媒体实测水平达到 2.62L 百公里，星舰 7 EM-i 更是取得了 3-4L 百公里平均油耗的成绩，所以吉利雷神混动是能够做到轿车 2L 级，SUV 3L 级水平的。但这个确实会和每个用户驾驶习惯，路況不同有差异的。极客公园：油耗是用户很关注的问题，吉利雷神轿车进入 2L 时代，SUV 进入 3L 时代，可以说是超强节能。比起同级别其他电混更节能，具体是哪些技术可以助力实现超强节能？吉利新能源技术领域专家：正好今天我们展台上也有关于 EM-i 电混的 11 合 1 电驱在，我们可以过去看看。超强节能不是通过单一的技术实现的，而是通过发动机、混动电驱和热管理系统等多个维度持续迭代优化实现的。这些都是需要车企投入大量的资源研发，测试再优化得到的。例如在电驱上，吉利把「纯电 11 合 1」理念导入电混领域，开发的 11 合 1 混动电驱，这款电驱全球首搭碳化硅无级变压模块，让 PCM 效率达到行业领先的 99%。通过全域多电压寻优，稳定升压，让车辆即使在亏电状态下，也能获得与满电一样的驾驶感受。我们还采用了双端 X-Pin 扁线绕组电机，轴向长度减少 10%，降低铜耗，提高效率，最高效率可达到 98.02%，系统综合效率最高达到 92.5%，可以说做到行业第一。在发动机领域，吉利也是自主研发了全新一代「驭风火龙卷」超高效燃烧系统，实现量产汽油发动机全球最高热效率 46.5%。通过「鸭嘴」大倾角气道、Mask 结构导气、气流仿形活塞顶等独有设计，实现了对缸内气流的精准控制。基于气流没计物理边界，巧妙结合斜挤气燃烧室的结构设计，让燃烧速度提升 20% 以上，压缩比控制精度提升 35%，最大 EGR 率接近 30%，最大限度实现完美燃烧。所有这一切努力，让混动专用发动机热效率大幅提升，高效区域相比上一代提高了 56%。同时，吉利为发动机搭配了高效智能热管理系统，暖机速度提高 40%，从而实现同等功率下，油耗降低 13%。此外，吉利已经研发出热效率达到 48.15% 的更高效率发动机，而且己经获得权威机构认证。极客公园：我相信很多人在驾驶混动车的时候，总有一个担忧，就是我啥时候该用电，啥时候该用油，到底什么时候该「保电」？很苦恼，雷神超级电混 EM-i 是如何解决这个问题的？吉利新能源技术领域专家：都说上半场是电动化，下半场是智能化。动力系统当前已经迈入到智能化的下半场。通过 AI 赋能超级电混，让车辆更节能，驾驶更安全，用车更省心是 AI 赋能超级电混的主要目的。因此，我们推出了全球首发的车云一体化星睿 AI 云动力。就像手机从功能手机迈向智能手机一样，星睿 AI 云动力，可以让每个人都能成为老司机，怎么开都省，怎么开都放心。极客公园：要夸一下吉利很会给技术起名字，这个星睿 AI 云动力听起来确实很厉害，这是如何实现的？为什么吉利可以实现动力系统 AI 智能化呢？吉利新能源技术领域专家：在智能化的时代，要实现动力系统的 AI 智能化，需要具备三个关键要素：算力、算法和数据。在算力方面，吉利拥有国内车企唯一的自建星睿智算中心，它具备 102 亿亿次每秒的超强计算能力，因此，我们已经掌握了核心算力。在算法方面，我们结合雷神超级电混系统特征开发了时间序列预测大模型、能耗全局寻优大模型、场景预测大模型、多维融合预警大模型等 AI 算法。在数据方面，吉利 GEEA3.0 电子电器架构拥有超 7000 个上传信号，结合市场端雷神超级电混几十万台车，数百亿公里的行驶里程，沉淀的数据，为我们的 AI 算法训练提供了全工况、全场景的数据。另外，还有吉利出行星座的加持。让吉利成为国内唯一的具备天地云一体化的汽车企业。这些关键要素支持了我们打造出全球首发的星睿 AI 云动力。极客公园：具体来说，星睿 AI 云动力都包含哪些方面呢？吉利新能源技术领域专家：星睿 AI 云动力包含智慧能量管理、智慧运动控制和智慧云诊断三大功能。其中，智慧能量管理包括智能油电決策、智能热管理、智能保电、智能能量回收和智能充电提醒智慧运动控制包括智能防滑控制、智能矢量控制、智能过弯辅助、智能全地形识别和智能驾驶风格。智慧云诊断包括动力电池预警监测、智能能耗监测系统和智能动力故障监测。极客公园：此外，我相信很多人驾驶混动车上高速的时候，如果电池没电了，可能连超车都不敢超了，可能要思考再三，总有担忧容易出现动力豪减的问题，雷神超级电混的的应对方案是怎么样的呢？吉利新能源技术领域专家：吉利这个造车一直以来就以安全作为第一优先级，那我们在动力系统上也是要延续这个安全性能，我们也是考虑到假如说真的出现了一些小比例的这种问题，雷神 EM- 全球首发了混动安全冗余技术专利，发动机、P1 电机、P3 电机，互为备份。其中任意一个部件失效，动力系统依然可以正常驱动，确保行车安全。同时，神盾插混专用电池，有 5 级冗余算法，每一级都采用相应的保护策路，避免因电池极度欠压导致动力丢失，能继续驱动车辆正常行驶。雷神混动系统还获得了两项专业认证。一个是行车控制安全认证，基于用户典型行车场景，从功能安全、高压安全、环境安全，三个维度出发，对混动系统的行车失控场景进行验证，确保用户的用车安全。在另一项「亏电高速稳定性」认证的测试中，我们的银河星舰 7EM-i 在亏电状态，在高环上以 155km/h 的高速，进行极限的「亏电持续测试」，连续行驶 2 个小时，没有出现性能衰减，验证了雷神超级电混的可靠性和稳定性。极客公园：很多网友比较关心电池，甚至把电池作为选购新能源的第一标准，讲讲神盾短刀电池的具体有哪些优势？吉利新能源技术领域专家：是的，电池确实是很多用户非常关心的一个点。极客公园：刀片电池大家其实之前也听说过，神盾短刀电池作为最新一代 「刀片式」磷酸铁锂电池，相比于之前的长刀电池，有什么优势和改进？吉利新能源技术领域专家：神盾短刀电池是吉利自研、自产的最新一代「刀片式」磷酸铁锂电池，在安全性、循环寿命、快充能力和低温放电表现上，均实现了技术突破，是当前新能源汽车动力电池的最优形态。相比友商的长刀电池，神盾短刀电池尺寸小，结构优、隔膜强、涂层好，全面优于长刀电池。神盾短刀电池拥有高安全、长寿命、超快充、低温性能好等四大独特性能：第一是军工级安全：电芯以超国标 8 倍的标准，实现 8 根直径 5mm 的钢针同时穿刺并保持 1 小时，电芯不冒烟、不起火、不爆炸。同时，也是全球首个通过 5.8mm 真弹枪击贯穿试验的电芯，在极限破坏条件下，依然能做到不起火、不爆炸。第二是超长寿命：电芯拥有 3500 圈循环寿命，可安全行驶超 100 万公里，相当于绕地球 25 圈，一代电池可服务两代车。可延后电芯大规模退役时间，减少电池退役、拆解和回收碳排。第三是超快充电：从 10% 充至 80% 仅需 17 分钟，平均充电倍率可以达到 2.45C。第四是低温性能好：-30°C 温度下，电池容量仍在 90% 以上，极寒环境下拥有更长续航里程。极客公园：此前也关注到神盾电池做了一系列「魔鬼测试」，充分验证了它的安全性。神盾电池究竟是如何实现车工级安全的，给我们详细介绍一下？吉利新能源技术领域专家：军工级安全的背后，是神盾短刀电池在物理结构、隔膜涂层等工艺上的全面升级。首先是尺寸小，只有 580mm，比长刀电池缩短约 40%。另一点是结构优，长度更短、内阳更小、电芯发热量较小，可有效降低本身存在的安全风险。其次是我们内部采用湿法双涂层隔膜，柔韧度更佳，可以理解为像「湿纸巾」一样，你无论从哪个方向去拉扯或者刺穿都很难，因为它是韧性非常好，那这样的话可以有效的阻隔正负极发生短路。在发生穿刺时不容易断裂，且破损孔径小，短路面积小。在涂层上还采用氧化铝等耐热涂层，类似在正负极间添加「隔离带」，可以让电池在进行更严苛的针刺时不易收缩，避免发生热失控，隔膜热收缩性能更优。神盾短刀电池采用了行业领先的 CTB 构型，将电池做为车身结构的一部分，内部电芯与壳体通过结构胶、导热结构胶融为一体，所以扭转刚度得到大幅提升，达到 31000N*m/度。这带来的另一个好处是整车空间的优化，由于将电池包和车身作为一体，电池上盖就作为车身地板，所以车内地板全平，整车的高度空间优化了 10mm，头部空间更舒适，乘坐感受更开调。为了增强防碰撞性能，神盾短刀电池包还采用了「田字格」框架设计，这也是神盾电池的专利设计，整体模态提升 2 倍以上；配合上 35mm 吸能型腔，电芯与箱体之间预留出超大的空间，在电芯周围形成了一层全方位的防护盔甲。神盾电池还使用了的 2 个防爆阀能够快速泄压，泄压速率是平衡阀的 28 倍，将高温高压的气体快速排出，保证电池迅速平衡内外压力，最大幅度降低电池爆炸风险。那它相当于什么？相当于高速公路上的这种「应急车道」。你可以平时不用，但绝对不能没有。当然还有底部「三明治」结构底护板，由复合材料＋DP980 高强钢＋复合材料组成，抗拉强度约为普通钢板的 2 倍，有效抵抗底部冲击，避免底部损伤。不仅如此，神盾短刀电池的电池整包还通过了中汽中心的六大串行「魔鬼测试」。同一块电池需要连续经过海浪浸泡、高原极寒、高频刮底、26 吨反复碾压、单包侧柱碰、外部火烧测试，均未出现任何安全问题。这些试验都是基于用户真实工况策划，我们整个对于电池安全的这种追求，吉利对电池实际上是有很多超纲的这种验证的。当然这个是没有在这次去展示，但实际上我们都是做过的，像国标里边实际上它只有 20 项左右的标准。那吉利实际上是要做到 100 多项的安全测试是来确保这个电池是没有问题。极客公园：吉利银河 E5 能做到说这个上市三个月交付 5 万辆是完全是有理由的，大家都来买肯定是都是因为它有一些非常杰出的优势，使用了神盾短刀电池的吉利银河 E5，动力性表现如何？究竟给消费者带来什么样的驾乘体验？吉利新能源技术领域专家：其实刚才讲了很多三电的技术，那也会有用户会问，说了这么多听起来厉害的技术，到底对我有什么好处？其实就是要有好的产品技术才能为整车赋能，给用户带来更高的极致感，神盾短刀电池安全性大家都好理解了，那电池的充电也是很重要的关注点。搭载了神盾短刀电池的银河 E5，可以做到 SOC 从 30%-80% 快充时间 20 分钟，而同级别车型都在 30 或 30 分钟以上。这样的充电时间对用户就更友好，因为很多商场或停车场半小时内停车是免费的，再加上进出时间，20 分钟可以充一半的电量，对用户来说非常方便。再比如，GEA 架构，通过模块化的设计和验证，同一架构下的不同车型，很多零部件是通用的，通过这种批量化的方案，不只是成本的降低，也说明这些零部件都是经过多款车型的充分验证，更加可靠。而且整体操控性、安全性会更好。还有一个很重要的设计，那就是银河 G-TCS 功能，在北方这种冬天雨雪路面湿滑的这种，它可以提供智能驱动防滑功能，这个功能是通过 11 合 1 智能电驱实现的。我们也去实际做了一些测试，例如在雨雪路面，实际上我们这个加速能力会提升 50%。因为我们知道你一脚油门下去，实际上车打滑之后是没法加速的。我们让它这个驱动力稍稍下降，能够有更好的抓地力。提升它这个加速性能，还有稳定性。极客公园：今天很高兴和陈工，在我们极客公园「今夜科技谈」栏目，聊了这么长时间，让我们深度了解了吉利全球新一代新能源技术的特点。其实刚刚聊的包括全球新一代超级电混吉利雷神 EM-i、最新一代「刀片式」磷酸铁锂电池神盾短刀电池，它们用超低能耗、智能能力，以及军工级的安全与冗余，都在带领消费者们迎接下一个「混动新时代」，这都是中国新能源车技术飞速发展的一个缩影。本文为极客公园原创文章，转载请联系极客君微信 geekparkGO
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