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宋楠:长安逸动ET电驱动技术和动力电池热管理策略汇总

原标题:宋楠:长安逸动ET电驱动技术和动力电池热管理策略汇总

2018年11月,长安汽车第二节“香格里拉大会”发布了逸动ET电动汽车。2019年5月11日,长安逸动ET上市,新车共有两款车型,售价16.29万元(补贴后13.29万元)的探酷版,售价17.29万元(补贴后14.29万元)的创酷版,续航里程全部为405公里。

逸动ET长宽高4535/1820/1530mm、轴距2700mm;适配的12000转/分转速的永磁同步电机,最大输出功率100千瓦、最大输出扭矩245牛米;由中航锂电提供的NCM(镍钴锰酸锂)电池总成装载电量52.6度电,能量密度为141Wh/kg。逸动ET电动汽车可以被看做是逸动EV460的两箱版。

备注:本文仅对长安新能源逸动ET电驱动技术、动力电池热管理策略特点,深度解析。

1、电驱动技术状态:

上图为长安逸动ET电动汽车前部动力舱内技术状态特写。

蓝色箭头:OBC、PDU、DCDC、驱动电机控制器的“4合1”总成

橘色箭头:驱动电机+减速器“2合1”总成

黄色箭头:“4合1”电驱动控制总成与“2合1驱动电机总成共用的冷却循环系统补液壶

紫色箭头:伟巴斯特提供的PTC(制热)模块

灰色箭头:水冷板(与电动空调压缩机关联的动力电池高温散热“冷交换”)模块

绿色剪头:驾驶舱空调制热系统和动力电池低温预热循环管路(预热),动力电池高温散热循环管路(散热)共用的补液壶

红色箭头:第3组功能不明的补液壶

从长安新能源官方发布的技术说明资料中指出,这组由OBC、PDU、DCDC、驱动电机控制器、整车控制器和驱动电机、减速器构成的单元,被称为“6合1”电驱动总成。只不过12000转/分驱动电机和减速器进行“物理”总成;驱动电机控制系统和DCDC、OBC和PDU模块(高压用电)进行了“物理”总成。

2018年12月,长安技术日中,展出了1组最大输出功率70千瓦的“7合1”电驱动系统总成。包括驱动电机、减速器、驱动电机控制模块、整车控制模块、DCDC、PDU和OBC,“7合1”总成。这组70千瓦级“7合1”电驱动总成,似乎并未集成在在售长安新能源整车中。

长安公开发布的70千瓦级“7合1”电驱动系统总成明确标注出,集成了驱动电机、减速器、电机控制、整车控制、OBC、PDU、DCDC,7套分系统。

然而,长安逸动ET适配的这组并未包括整车控制模块在内的“6合1”电驱动系统总成。虽然输出功率却提升至120千瓦,有更好的动力输出表现,但是将归属低压用电系统的整车控制模块单独设定,恐怕还是基于集成技术成熟度有关。

上图为逸动ET“6合1”电驱动系统技术细节特写。

红色箭头:“6合1”电驱动系统总成

蓝色箭头:固定在驱动电机端铝合金材质的悬置

黄色箭头:驱动电机+减速器总成

绿色箭头:钢制托架(固定控电驱动控制模块)

红色箭头:承载启动用铅酸蓄电池的塑料托架

黄色箭头:整车控制模块

笔者在逸动ET的动力舱发现了一个有意思的技术设定点。

黄色箭头:海拉提供的50w真空泵(EP50)

蓝色箭头:固定在防火墙的空气压力传感器(博世提供)

红色箭头:制动总泵(长安自研)

白色箭头:通过1组“3通”阀体连接真空泵、空气压力传感器和制动总泵的气压管路

上图空气压力传感(黄色箭头)、“3通”阀体(绿色箭头)、制动总泵(红色箭头)和空气管路(白色箭头)细节特写。

在笔者以往评测电动汽车中,几乎都采用真空泵和制动总泵分离设计的策略。然而,基于“油改电”而来的早期电动汽车,适配的依旧是传统车型搭载的制动总泵,由于没有发动机和曲轴输出动力给真空泵产生真空,就该用电驱动真空泵。逸动ET为制动总泵和真空泵增加的1组空气压力传感器,起到安全预警用途。

备注:真空泵油墨西哥生产,空气压力传感器由德国博世提供

橘色箭头:“6合1”电驱动系统总成

蓝色箭头:为“6合1”电驱动系统总成(电驱动模块和驱动电机)散热伺服的循环管路补液壶

紫色箭头:伟巴斯特提供的5千瓦PTC(制热)模块

灰色箭头:PTC(制热)模块和水冷板(制冷)模块伺服的循环管路补液壶

绿色箭头:水箱关联的补液壶

红色箭头:水箱盖至补液壶关联的管路

笔者目测基本上可以确定逸动ET电驱动系统技术状态,将整车控制模块单独设定的“6合1”电驱动系统总成,输出功率从70千瓦级提升至120千瓦级,12000转/分转速为当下主流车型设定。貌似3组循环管路,其实仅有伺服“6合1”电驱动系统总成高温散热循环管路(第1组)、PTC(制热)与水冷板(制冷)串联的循环管路(第2组)起到至关重要作用。而与水箱关联的补液壶并不是起到任何散热用途,近用于平衡水箱压力(3组)。

设定的3组循环管路补液壶,只有2组补液壶起到散热伺服用途,“神秘”的第3组补液壶也可有可无(回收存储水箱压力过大,而压出的冷却液)。

2、驾驶舱空调制冷模式热管理策略:

开启驾驶舱空调制冷模式,温度最低、2挡出风量,并原地“怠速”状态运行3分钟。

3分钟后,逸动ET仪表台驾驶员一侧出风口温度降至19.3摄氏度(白色箭头所指)。

通过热成像仪观测,伺服PTC(制热)和水冷板(制冷)循环管路的补液壶(表面)温度降至18.7摄氏度(红色箭头所指)。PTC(制热)模块和水冷板(制冷)模块串联在一个循环管路体系内。空调制冷模式开启后,电动压缩机运行,通过R134A(制冷剂)为驾驶舱进行制冷伺服。

当空调制冷模式启动后,经过整车控制系统和BMS判定动力电池需要高温散热伺服时,一部分“冷量”通过水冷板与PTC串联的循环管路内部的冷却液进行“冷交换”,经过冷却的冷却液通过1组“3通”阀体流向动力电池内部,为电芯进行散热。

在环境温度处于24摄氏度的北京,笔者对逸动ET进行空调制冷模式开启后测试中,动力空调高温散热系统自行激活。上图中,循环管路补液壶温度最低(18.7摄氏度),而直接关联的PTC(制热)模块温度为19.9摄氏度。意味着空调制冷模式开启后,同一循环管路串联的PTC(制热)模块并未运行,只不过制冷后的冷却液在动力电池内部循环后温度依旧保持较低状态。

3、驾驶空调制热模式热管理策略:

开启驾驶舱空调制热模式,温度最高、2挡出风量,并原地“怠速”状态运行3分钟。

绿色箭头:第2组补液壶(表面)问题提升至66.5摄氏度

橘色箭头:PTC(制热)模块(表面)温度提升至约60摄氏度

白色箭头:通往驾驶舱暖风机小水箱端的管路温度提升至约66摄氏度

通过热成像仪观测,伺服PTC(制热)和水冷板(制冷)循环管路的补液壶(表面)温度提升至66.5摄氏度。由于此时室外温度为24摄氏度,电池总成需要的是高温散热伺服,而不是低温预热伺服。因此,通往通往电池总成的“3通”阀体并未开启。

4、第3组循环系统补液壶的作用:

无论开启空调制冷模式,还是空调制热模式,将PTC(制热)和水冷吧(制冷)串联的循环管路都出现了明显的温度变化。而与水箱单向连接的第3组“神秘”补液壶,则几乎没有任何温度的变化。

前提及,第3组补液壶,只通过1条直径较小的管路与水箱连接(水箱本体之上,水箱盖之下)。为了应对水箱内部压力的变化,第3组“神秘”补液壶,仅用于存储被水箱压力“挤出”的冷却液。

实际上,第3组“神秘”补液壶没有任何实质性用途。

5、快充模式动力电池热管理策略:

笔者获取到这台逸动ET测试车为满电状态,随即进行不同工况的综合续航里程测试。在结束测试后对逸动ET电动汽车进行交流快充测试(国家电网高速公路120千瓦充电桩)。

开始充电时动力电池SOC为57%,电信温度为24摄氏度。

车载端显示,电芯温度为23摄氏度(可以被接受的温差),充电电流为97安。

31分钟后,动力电池SOC为90%,电信温度提升至29摄氏度,充电电流降低至42安。

在充电全过程中(31分钟),动力电池充电电流从97安降低电芯温度降至42安,电芯温度从24摄氏度(车载端显示23摄氏度)提升至29摄氏度(车载端显示29摄氏度),说明大电流充电工况下电芯温度不断提升,即便进入“涓流”状态(SOC接近满电时,电流降低)电芯温度也并未降低。在这一过程中,逸动ET动力电池高温散热系统并未自行激活。然而,“7合1”电驱动系统总成的控制端(不包括驱动电机和减速器)内置的OBC则需要不断地散热私服。因此,“7合1”电驱动系统总成也在电子水泵作用下,进行散热循环。

内置OBC的“7合1”电驱动系统控制端(表面)进水管温度提升至30.9摄氏度,这意味着第1组散热循环系统开始运行。

笔者有话说:

长安逸动ET也就是逸动EV460的两厢版,电驱动技术和动力电池热管理策略并基本相同。在笔者看来,120千瓦级“6合1”电驱动系统的电机12000转/分转速表现一般,没有适配15000转/分高速电机,意味着高速行驶综合电耗较高。

8900转/分时,逸动ET车速保持在120公里/小时,顺势电耗为14.2度电/百公里。

车载端(液晶屏)可以读取更丰富的行车参数,诸如电机转速、输出电流、以及至关重要的动力电池电芯温度。

在北京室外温度处于22-26摄氏度的环境下测试逸动ET综合续航里程时,不开启空调制冷模式,综合电耗13-14度电/百公里;开启空调制冷模式,综合电耗15-17度电/百公里。

需要注意的是,综合路况包括5\4\3\2环路,京通快速路、长安街和较为拥堵的联络线。

有些遗憾的是,长安技术日展示的“7合1”电驱动系统总成,被人为的“阉割”为“6合1”总成,摈除的整车控制系统属于低压用电系统。之所以没有将高压用电系统和低压用电系统进行集成,并非出于模块化技术的需求,更得因素还是考虑到信号窜扰等较为难以避免的设定。

装载电量52.6度电,使得移动ET的综合续航里程更贴近360公里。当然,续航里程评测还是根据个人驾驶习惯、环境温度以及交通流量决定。而不开空调制冷模式,综合电耗13-14度电/百公里的表现值得表扬。

貌似适配3套循环系统,实际上仅有2套进行伺服。PTC(制热)模块和水冷吧(制冷)模块串联适配,降低了管路数量,提升了可靠性。PTC(制热)模块布设在靠近防火墙的设定,最大化的缩短管路长度,降低热量损失。这一技术状态,也体现出长安新能源一种技术特点。

遗憾的是诸多外购或第三方提供的配件,也降低了逸动ET车型技术潜力的发掘。

文/新能源情报分析网宋楠返回搜狐,查看更多

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