《日经XTECH》编辑部和日经BP综合研究所实施了第5期新款电动车的拆解调查企划。此次的项目组选择的车是中国

  海豹是比亚迪的全球战略车。预计2023年底引入日本市场。因此，拆解项目组决定在该车在日本上市之前从中国进口。通过拆解来调查正在进军全球市场的比亚迪的实力。

  中型轿车，被定位于纯电动汽车的高端车型，融入了比亚迪的多项最新技术（摄影：《日经xTECH》）

  全球的纯电动汽车市场持续扩大，比亚迪逐渐显露头角。从2022年的全球纯电动汽车销量来看，比亚迪仅次于美国特斯拉排在第2位，销售了约86.8万辆。2021年的销量还是约31.8万辆，1年时间增长了两倍以上。

  进入2023年以后，比亚迪的势头依然很猛。从各汽车厂商1～3月（第一季度）的中国市场销量来看，比亚迪首次超过德国大众位列第一。

  比亚迪已开始进军全球市场。截止到2023年5月，比亚迪开展乘用车业务的国家和地区达到39个。2022年7月宣布进入日本市场。2023年1月，比亚迪在日本推出了SUV型纯电动汽车“ATTO 3”。2022年10月还宣布涉足欧洲市场。

  与日本和欧洲汽车厂商同台竞技的比亚迪，慢慢的变成了不可忽视的存在。公开信息数据显示，比亚迪自产零部件的意愿强烈，采用了缩减ECU（电子控制单元）数量的电气电子（E/E）架构。其思路似乎与特斯拉接近。比亚迪是模仿者还是引领者？通过拆解调查来一探究竟。

  此次选择的拆解对象是海豹，作为纯电动汽车的高端车型，融入了比亚迪的很多最新技术。

  此次的拆解调查选择了四驱版（4WD）（数据来源：《日经xTECH》根据比亚迪的资料作图）

  比亚迪的优势之一是电池。比亚迪原本就是电池制造商起家，创立于1995年。目前，比亚迪也是全球份额排名靠前的车载电池制造商。海豹配备了比亚迪的最新电池，被称为“刀片电池”（Blade Battery）的磷酸铁锂（LFP）电池。磷酸铁锂类电池具有热稳定性高、循环寿命长的优点。尤其是纯电动汽车，驱动时会产生很大的功率，热稳定性十分重要。

  磷酸铁锂类电池的安全性更高，但与锰类和三元类电池相比，单位体积内的包含的能量较低。为了弥补这一点，刀片电池将细长扁平形状的电池单元作为1个结构零部件，直接嵌入电池组内。

  除电池外，比亚迪还开发和生产纯电动汽车的主要零部件——驱动马达、逆变器、ECU等。使用这一些主要零部件，比亚迪自产了将8个单元合为一体的“八合一”型电动驱动桥，并安装在了海豹的后轮端。

  具体来说，八合一的电动驱动桥内嵌入了驱动马达、变速箱、逆变器、车辆控制器、电池管理系统（BMS）、DC-DC转换器、车载充电器、电源分配单元（PDU）。

  海豹采用比亚迪的EV专属平台“e平台3.0”。特点是整合了刀片电池和底盘。目的是改善空间利用率，弥补刀片电池单位体积内的包含的能量低的特点。最终，空间利用率比上一代“e平台2.0”增加了约50％。

  中国版海豹有后轮驱动和四轮驱动（4WD）两种驱动方式。此次项目组购买的是最高端的四驱版。

  四驱版在前轮配备的马达最高输出功率为160kW、最大扭矩310N·m，后轮马达最高输出功率230kW、最大扭矩360N·m。都是永磁同步马达。电池容量为82.5kWh，续航距离在中国CLTC模式下为650km。价格为27.98万元，换算成日元约为553万日元。

  长4800mm、宽1875mm，正好处于特斯拉“Model S”与“Model 3”之间的尺寸。在日本车中，与日产汽车“Skyline”及丰田“雷克萨斯IS”接近

  2023年3月下旬，海豹从中国被运到茨城县日立港，之后立即被送往新潟县进行拆解，进行了实车确认和行驶试验。

  从市区道路上行驶给人的感觉是容易晕车。电动车与汽油车相比，没有变速，因此加速更加灵敏。正因为此，即使驾驶员开车很稳，乘客也会晕车。由于加速时发动机没有声音，人体习惯“无声加速”需要时间。与其他公司的电动车相比，感觉海豹也更容易晕车。尤其是后座随着电动车特有的加速，道路凹凸不平明显，乘坐舒适性不好。

  弯道可以感受到电动车特有的灵敏加速。百米加速只需3.8秒。由于是四驱，猛踩油门也不会损坏牵引力，拐弯十分平稳。不过可能是对加速还不习惯的原因，司机在驾驶途中也感觉到了晕车。

  海豹配备了一些日本车和欧洲车没有的装备和功能。中央显示屏通过旋钮可以切换竖屏和横屏。中控台配备了卡拉OK的麦克风。此外，还有很多以前在日本车上没见过的装备，比如电动车和混动车低速行驶时会像垃圾车一样播放音乐，向周围提示有车辆靠近。

  持续迅速增加的比亚迪比特斯拉及日欧汽车厂商的技术领先了多少？拆解项目组在2023年4月底进行了拆解调查，探寻比亚迪的技术实力。

  “先从电池开始拆吧。因为我觉得只是用底面的螺栓固定住了”。比亚迪纯电动汽车“海豹（SEAL）”的拆解调查慢慢的开始（图1）。

  此次拆解的车型选择了四轮驱动（4WD）、续航距离为650km（中国自主的行驶周期CLTC模式）的车型（摄影：日经xTECH）

  不用说，电池是左右电动汽车性能的重要部件。虽然为了更好的提高单位体积内的包含的能量，电池新材料的研发不断推进，但并不会快速提高。某车企的EV技术人员指出，作为延长续航距离的现实办法，各家车企竞相“提高电池的配备效率，尽量增大容量”。

  在这种背景下，比亚迪在海豹上采用的技术是“CTB（Cell to Body）”。通过使电池组起到车身构造体的作用，减少部件个数以确保空间，从而能够配备更多电池单元。

  比亚迪采用了磷酸铁锂（LFP）类锂电池。与作为正极活性物质的主要成分使用镍（Ni）、锰（Mn）、钴（Co）的三元（NMC）电池相比，磷酸铁锂类的单位体积内的包含的能量一般更低。预计是为了弥补这一缺点而采用了CTB。

  为了研究支持CTB技术的电池组和车身，项目组从车身上拆下了配置在底板下面的电池（图2）。拆解是在日本新潟国际汽车大学校（通称GIA）的协助下实施的。日经BP的拆解项目之前已在该校的基地调查了美国特斯拉的EV“Model 3”、“ModelS”及德国大众的“ID.3”。

  ID.3是将固定电池组的所有螺栓都配置在车体外部的底板下面。这样设计考虑到了在车辆生产线上安装电池组时的操作性，在车辆报废后拆下电池回收利用时也方便取下电池组。

  拆解项目组在此前的拆解中了解这些优点，曾经以为比亚迪的海豹也会采用跟ID.3一样的设计。

  “哎呀，拆不下来。或许是Model 3的模式……”，负责拆解的技术人员脸上露出困惑的表情（图3）。

  把用来固定电池组的车身底面的螺栓全部拆除之后，海豹的电池仍没有拆下来。拆解Model 3时，必须把座椅和地毯等拆掉，再把固定车身和电池组的螺丝拧下来，才能把电池拆卸下来。这样的记忆再次浮现。

  检查海豹的车厢内时，在后座的脚底下、前座稍微隐蔽的位置发现了固定电池的螺栓。这样的话，即便没有准备特殊工具也能拆卸。虽然不需要拆卸座椅和地毯等繁杂的作业，但有的螺栓需要从上端拆除，因此拆解难度介于ID.3和Model 3之间（图4）。

  拆掉用来固定车身和电池组的螺丝及高压电缆等，用专用升降机拆下了电池组（摄影：《日经xTECH》）

  拆下海豹的电池组后，让人感到吃惊的是车身一侧的结构。竟然没有地板。准确来说，是电池组的上表面同时起到了车身地板面的作用（图5）。ID.3和Model 3等大多数纯电动汽车都在电池组上面配置了钢板（图6、7）。

  海豹在电池组上配置了横梁（cross member），目的是确保车身的强度以及保护电池避受碰撞冲击。上面是地毯。用发泡材料填充了电池组与地毯之间因横梁厚度而产生的空隙（图8、9）。

  为了防止路面噪声和水等进入，海豹采用了下车体和电池组上部紧贴在一起的结构。具体来说，对电池组上表面的外周进行了彻底的密封处理（图10）。通过拧紧电池组的固定螺栓，使密封圈和下车体紧贴在一起，由此提高了车厢内的密封性。如上所述，电池组上表面同时起到了车身地板的作用，因此很平坦，密封处理并不难。

  CTB技术让电池组同时起到了车身构造体的作用。通过功能整合减少了零部件数量，而且有利于减少相关成本。可谓是拥有电池和汽车双重制造商身份的比亚迪才能专门设计出来的结构。

  560.0kg，这是从中国比亚迪(BYD)的纯电动汽车“海豹（SEAL）”上拆下来的电池组质量。以这些数字为基础，项目组比较了比亚迪与美国特斯拉(Tesla)、德国大众的纯电动汽车。

  从车身拆下来的海豹电池组的制造商为比亚迪旗下的中国无为弗迪电池有限公司(Wuwei FinDreams Battery、图1)。电池组上标明的电流容量为150Ah，电压为550.4V。由此能够计算出电池容量为82.56kWh，与标示值82.5kWh没有差异。作为电池组的质量单位体积内的包含的能量为147.4Wh/kg。

  日经BP的项目组过去拆解调查过的纯电动汽车数据如下。特斯拉“Model 3”的电池组质量为451.5kg，电池容量为75kWh，质量单位体积内的包含的能量为166.1kWh/kg。大众“ID.3”的电池组质量为374.5kg，电池容量为58kWh，质量单位体积内的包含的能量为154.8Wh/kg。

  ID.3和Model3均采用将镍（Ni）、锰（Mn）和钴（Co）作为正极活性物质的主要成分的三元(NMC)锂电池。另一方面，海豹采用的电池是磷酸铁锂(LFP)类。

  一般来说，磷酸铁锂电池在质量单位体积内的包含的能量方面显得逊色。日本一家电池制造商的技术人员表示，“按电池单元的量产品比较，磷酸铁锂电池的质量单位体积内的包含的能量比三元电池低约3～4成”。但是，海豹的质量单位体积内的包含的能量仅比ID.3少5%。比亚迪通过提高电池单元的成组效率，提高了电池组的单位体积内的包含的能量，接近ID.3。

  特斯拉在质量单位体积内的包含的能量比较中占优势的因素之一是电池组的结构。有必要注意一下的是外围部分。比亚迪的海豹和大众ID.3为保护电池免受碰撞时的冲击，在电池组的外围设置了铝合金制的加强部件(图2)。

  特斯拉Model3的电池单元没有这种加强部件，作为电池组来说变得更轻(图3)。冲击全部都由车身承受。侧梁(sidesill)、中柱(CenterPillar)、车顶纵梁(roof rails)和地板横梁（Floor Cross Member）等采用了抗张强度为980MPa级以上的超高强度钢板。由此，在发生侧面碰撞时，特斯拉的电池组和乘客舱不会变形。

  与特斯拉形成鲜明对比的是，丰田利用坚固的加固零件来保护电池免受碰撞时的冲击。丰田纯电动汽车“bZ4X”的电池组经过精心设计，参与开发的有关人员将其描述为“过度保护”(图4)。

  照片为取下电池单元的状态。丰田对电池组侧面进行了精心加固（照片：日经XTECH）

  bZ4X电池组侧面的加固部件长度(从最外部到电池的距离)单侧约为20cm。利用这个长度吸收碰撞能量，是比亚迪海豹和大众ID.3的2倍左右。丰田有关人员表示，“bZ4X重视安全方面”。

  加固部件的长度和电池的搭载容量成为权衡关系。如何在确保安全性和延长续航里程之间取得平衡，或将成为汽车厂商的比武擂台。

  中国比亚迪（BYD）的纯电动汽车（EV）“海豹（SEAL）”的拆解项目已进入与自主“刀片电池”并列为主要零部件的电动驱动桥的调查阶段。日经BP拆解的是四轮驱动（4WD）车型，前后轮各搭载1个电动驱动桥。本次介绍值得关切的后轮处的电动驱动桥（图1）。

  电动的动力总成（Powertrain）及其周边零部件正在迈向整合化。其代表就是正在成为EV核心零部件的电动驱动桥。把驱动马达、逆变器、齿轮箱（减速器与差速齿轮装置）作为3种主要部件合为一体的“三合一”模式正在成为主流。

  在周边零部件中，具有DC-DC转换器、车载充电器、配电单元（PDU）实现一体化的案例。日经BP在2019年拆解的美国特斯拉（Tesla）的EV“Model 3”把这些零部件集中到设在电池组后方上部的名为“阁楼（Penthouse）”的箱体中。

  最近出现了似乎把这2种整合趋势结合在一起的例子，以中国为中心成为一种趋势。把3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、电池管理系统（BMS）等集成到1个模块中，被称为“X合一”。

  致力于强化汽车业务的中国华为技术已开发出把3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、BMS、PDU一体化的电动驱动桥的标准产品。作为电动驱动桥的海外厂商在中国市场占据首位的尼得科（原日本电产）也表示，计划2024年6月投放整合了与华为相同零部件的电动驱动桥 注）。

  比亚迪能够说是这种X合一潮流的引领者。在海豹和“ATTO3”等全球战略EV车型上，集成8种零部件的电动驱动桥已经实用化。据悉，比亚迪的八合一电动驱动桥除了3种主要零部件、DC-DC转换器、车载充电器、BMS、PDU之外，还把车辆控制器集成到一个模块中。整合的目的是“有效利用车内空间，减少相关成本，实现轻量化”（比亚迪）。

  八合一电动驱动桥的结构为2层，下部配置马达和齿轮箱单元，上部配置逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等组成的高压零部件单元（图3）。这种零部件配置与许多三合一电动驱动桥采用的形式大致相同。类似于把三合一中，相当于逆变器的部分替换为集成高压零部件的单元。

  高压零部件单元配置在马达和齿轮箱单元之上。实际测量质量为114千克。（照片：《日经XTECH》）

  外形尺寸（标称值）为车辆前后方向591.3×宽度方向612.2×高度方向360mm。虽然把八种零部件合为一体，给人的印象却很紧凑。标称质量为104～106 kg，实际测量结果为114 kg。

  比亚迪的八合一电动驱动桥引人注目的是用于连接的高压电缆数量少。与电动驱动桥通过高压电缆连接的有3处，分别是电池组、直流电源用充电口、交流电源用充电口（图4）。通过把DC-DC转换器、车载充电器、BMS集中至电动驱动桥，最好能够降低了高压电缆和连接器。

  高压电缆从汇聚逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等的上侧单元的3处伸出。（照片：《日经XTECH》）

  有分析认为，比亚迪进行整合的目的之一减少相关成本，很大程度上是通过削减这些高压电缆和连接器来实现的。对于EV和混合动力车（HEV）等电动汽车来说，这些高压电缆和连接器是不可或缺的零部件，但也有人感叹“总之成本很高”（美国大型零部件企业的动力总成技术人员）。

  安装高压电缆多为手工作业，由于电缆直径较粗且较硬，因此难以操作。如果能减少电缆数量，应该也能减轻配线作业的负担。

  如果分别配置三合一电动驱动桥和DC-DC转换器、车载充电器、BMS，则所需的高压电缆数量和连接器个数会随之增加。以日经BP在2021年拆解的德国大众（VW）首款EV“ID.3”为例很容易理解。

  ID.3在后轮处搭载三合一电动驱动桥，DC-DC转换器与车载充电器分别配置（图5）。电动动力总成及其周边零部件的高压电缆的连接包括（1）逆变器和电池组（2）DC-DC转换器和电池组（3）车载充电器和电池组（4）直流电源用充电口和电池组（5）交流电源用充电口和电池组，共有5个系统。

  此外，ID.3把BMS内置于电池组中，通过高压电缆把9个电池模块与BMS连接起来（图6）

  连接9个电池模块和电池管理系统（BMS）的高压电缆位于电池组内部的中央。

  电动动力总成和周边零部件的集成不但可以减少高压电缆和连接器。与单独配置各个零部件相比，还能够大大减少零部件数量和占用的体积。有分析认为，由于可减少容纳各零部件的外壳数量，因此也有助于削减金属材料等。

  中国比亚迪（BYD）的“八合一”电动驱动桥把8个零部件合为一体。除了驱动马达、逆变器、减速器这3个主要零部件外，还把DC-DC转换器、车载充电器、电池管理系统（BMS）等也合为一体。从比亚迪纯电动汽车（EV）“海豹（SEAL）”的后轮处拆下电动驱动桥后，本次展开进一步拆解，调查个别零部件（图1）。

  在马达和减速器单元上面，配置了由逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元。（摄影：加藤康）

  比亚迪八合一电动驱动桥的构成零部件如（图2）所示。首先从驱动马达来看。最高输出功率为235kW，最大扭矩为360N·m的永磁同步马达（PMSM）的内部是什么样子？

  高压零部件单元在上侧搭载了逆变器、BMS、车辆控制器，在下侧搭载了DC-DC转换器、车载充电器功能。

  永磁同步马达（PMSM）是在EV拆解调查中很难拆的零部件之一。因为定子和转子凭借强大的磁力固定得很牢固。之前拆解过美国特斯拉“Model S”和“Model 3”、德国大众“ID.3”的技术人员们这次也被迫面临困难（图3）。即便如此，终于成功分离了定子和转子。

  八合一电动驱动桥的马达出现了（图4）。定子的绕线）。成本比圆线高，但容易提高占积率（铜线在线圈截面积中的占比），有利于提高马达的效率。或许因为海豹在比亚迪的EV中是旗舰车型，并未选择一味降低成本。

  在此前日经BP拆解的纯电动汽车中，大众的ID.3与海豹一样，在马达定子中采用了扁线。而日产汽车的“Leaf”（中国名：聆风）、特斯拉的Model S、Model 3则使用了圆线。

  从颜色的变化来看，转子似乎被分成了5个块体（图6）。转子2端的轴承上带有“FAG”字样，可见是德国舍弗勒（Schaeffler）的产品。

  最高转速为1万6000rpm。转子似乎分成了5个块体。2侧的轴承均为舍弗勒的产品。（摄影：加藤康）

  接下来，我们的角度来看一下拆开的齿轮箱的内部。减速器是现行量产纯电动汽车的电动驱动桥中主流的3轴（平行轴）型（图7）。采用单档2级式结构，与特斯拉的Model 3和大众的ID.3减速器相同（图8）。安装在从马达伸出的输入轴上的轴承是瑞典斯凯孚（SKF）的产品。

  为3轴（平行轴）型，采用单档2级式结构。减速比为10.81。从马达伸出的输入轴的轴承由斯凯孚生产。（摄影：加藤康）

  由逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元目前尚处于拆掉外盖部分的阶段（图9、10）。计划在实施2次拆解之后，再介绍详细情况。

  与大众ID.3的电动驱动桥及其他高压零部件对比一下就会发现，在比亚迪海豹的八合一电动驱动桥中，印有供应商名称的单独零部件很少。除了全球市场占有率数一数二的电池之外，估计驱动马达、逆变器、其他高压零部件也大多由比亚迪自己开发。比亚迪的汽车业务号称采用垂直整合模式，其实力之强大可从八合一电动驱动桥窥见一斑。

  中国比亚迪（BYD）的纯电动汽车（EV）“海豹（SEAL）”的拆解项目已确定进入前轮处的电动驱动桥的调查。需要我们来关注的是采用了与后轮处不一样的驱动马达。

  移除前发动机罩下的前备箱，逆变器就会显露出来（图1）。确认安装的地方后，像后轮处一样从车身下方取下电动驱动桥。

  现身的是驱动马达、逆变器、减速器这3个主要零部件实现一体化、被称为“三合一”的普通电动驱动桥（图2）。结构为在马达和减速器的单元上方搭载逆变器的双层结构（图3）。这是许多三合一电动驱动桥采用的零部件配置。其质量的标称值为88.5kg，实际测量时为90kg。

  马达和逆变器的外壳上安装了外罩。被认为是用于降低声音和振动。（摄影:加藤康）

  逆变器安装在马达和减速器的单元上方。这个双层结构与后轮处基本相同。（摄影:加藤康）

  把拆下的前轮处的电动驱动桥分解为单个零部件。拆除逆变器后，可以确认驱动马达的制造商是比亚迪旗下的中国比亚迪实业有限公司（Fuzhou BYD Industrial）。本次还进一步把马达拆解为定子和转子。

  “比预想的更轻松地完成拆解。咦，结构与后面（后轮处）不一样”。后轮处使用的是在现行纯电动汽车上主流的永磁同步马达（Permanent Magnet Synchronous Motor、PMSM）。定子和转子借助强磁力固定，难以分解，但前轮处则轻松拆下。观察定子的结构，与后轮处不一样（图4）。

  为了确认是否使用了永磁体，将铁棒靠近转子，但没有反应（图5）。仔仔细细地观察马达的外壳，发现上面印着“Asynchronous Motor”（异步马达）的字样。有鉴于此，前轮处的驱动马达应为感应马达（Induction Motor、IM）。

  比亚迪海豹是主要是依靠在车辆后部搭载永磁同步马达的后轮驱动（RWD）纯电动汽车。此次日经BP拆解的是最高端款的四轮驱动（4WD）车型，以后轮驱动车的标准款为基础，在前轮处追加了感应马达（IM）。作为主要驱动源的后轮处永磁同步马达（PMSM）的最大输出功率为235kW，最大扭矩为360 N·m。前轮处的感应马达的最大输出功率为160kW，最大扭矩为310 N·m，输出功率和扭矩均小于后轮处。

  以在后轮处搭载永磁同步马达的后轮驱动车为基础，在高端款的前轮处追加感应马达，使之成为四轮驱动车，这一思路与美国特斯拉的“Model 3”和“Model Y”如出一辙。Model 3和Model Y的标准款均为后轮驱动车，针对高端款设计为四轮驱动车。两者均在后轮处采用永磁同步马达，在前轮处采用感应马达（图6）。

  从四轮驱动的纯电动汽车来看，根据行驶条件，前轮处存在不工作的时间，在此期间转子空转。永磁同步马达在转子中嵌入了永磁体，在空转时转子和定子的线圈之间产生的吸力会导致拖曳阻力，因此导致耗电增加。把基于后轮驱动的纯电动汽车改为四轮驱动时，出现了在前轮处使用感应马达的例子。

  感应马达也存在缺点。那就是功率密度小于永磁同步马达，如果要产生相同的输出功率，则感应马达的体积要大于永磁同步马达。不过，就像比亚迪的海豹、特斯拉的Model 3和Model Y的前轮处一样，“作为辅助的驱动源时不需要太大扭矩，因此即使用感应马达也能控制体积”（美国零部件巨头的动力总成技术人员）。

  此外，感应马达属于不使用稀土的马达，因此在规避地理政治学风险方面也非常关注。永磁同步马达使用钕（Nd）磁铁，为了在高温环境下提高保磁力（保持磁力的能力），通常添加镝（Dy）和碲（Tb）等重稀土元素。稀土生产集中于中国，还存在价格持续上涨等风险。

  比亚迪是一家中国企业，如果是在国内生产，几乎不可能会出现采购稀土的隐忧。不过，该公司也开始在海外生产，预计泰国的乘用车组装工厂2024年投产。在电动汽车的驱动马达方面拥有永磁同步马达以外的选项，也有助于应对海外生产的全部过程中稀土采购出现问题的情况。比亚迪把感应马达掌握在自己手中是否是在为全球扩张铺路？

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