深度:综合研判天美ET5电驱动技术和动力电池热管理策略

作者&投稿:虿艺 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
深度:独家解析爱驰U5动力电池热管理策略及续航表现~


本文为新能源情报分析网原创发布,爱驰U5首款电动汽车使用的电驱动技术、车型平台、动力电池热管理策略及开启驾驶舱空调制冷模式续航里程等诸多关键信息的系列稿件。

2019年12月19日上市的爱驰U5新车共推出4款车型,补贴后售价19.79-29.21万元。不同配置的车型装载了不同容量的动力电池组,NEDC综合续航分别是403、503和623公里,较多的续航选择能够满足更多消费者的购车需求。
在《深度:独家解析爱驰U5电驱动及车型平台技术》一文中,重点解读爱驰U5的电驱动和车型平台技术状态。其中,爱驰U5适配的动力电池热管理系统采用较为独特的技术和策略,这在后续的测试中被体现出来。
1、爱驰U5的动力电池热管理策略:
对爱驰U5的动力电池热管理策略进行评测,新能源情报分析网采用1组热成像设备采集静态信息;1组热成像视频监测系统采集动态信息。

上图为爱驰U5在海南省万宁的清晨,通过热成像视频采集系统拍摄的“凉车启动”工况,车与人的热感应对比特写(视频截图)。
爱驰U5的前部动力舱外表温度为19.2摄氏度;环境温度约为19-20摄氏度;用于对比的人像头部温度约为29.8摄氏度。
为了获得最精准的爱驰U5动力电池及整车热管理策略,将车辆静置1个晚上后,第二天一早启动车辆并激活驾驶舱空调制冷和制暖系统。

首先开启驾驶舱空调制冷系统,出风口温度约为12.8摄氏度(红色箭头)。由于此时海南万宁温度普遍处在23-27摄氏度,不能达到激活动力电池热管理系统的高温散热阈值。随后开启驾驶舱空调制热系统,出风口温度提升33摄氏度。

在前文提及,爱驰U5的动力电池热管理系统循环管路采用1组PTC模组(制热)和1组水冷板模组(制冷)串联的模式。驱动电机、“2合1”充电模组、“2合1”高压用电系统总成构成1套循环管路;驾驶舱暖风系统单独构成1套循环管路;只不过,这两套单独设定循环管路只是共用同1组补液壶补液
红色箭头:动力电池高温散热和低温预热循环管路补液壶
蓝色箭头:单独设定电驱动系统循环管路和驾驶舱空调制热系统循环管路共享的1组补液壶

从最先的驾驶舱空调制冷模式转换至驾驶舱空调制热模式过程中,爱驰U5的动力舱2组循环管路补液壶温差并不大。“原地怠速”+驾驶舱空调制热系统激活运行时间3分钟后,热成像视频采集系统画面的对比越来越清晰。
备注:由于热成像仪工作原理,在温差不大的状态下,各分系统轮廓并不会十分清晰。随着温差增加,不同温度状态的分系统轮廓更加清晰、对比度增强。

上图为爱驰U5驾驶舱空调制热系统运行3分钟后,热成像视频监测设备拍摄到的动力舱内各分系统温度对比特写。
黑色箭头:动力电池热管理系统循环管路补液壶表面温度约为23摄氏度
白色箭头:单独设定电驱动系统循环管路和驾驶舱空调制热系统循环管路共享的1组补液壶表面温度约为30.9摄氏度
绿色箭头:通往驾驶舱空调制热系统管路表面温度约为67.9摄氏度
通过对比爱驰U5在“原地怠速”工况下,分别切换驾驶舱空调制冷模式和驾驶舱空调制热模式,并观察动力舱2组循环管路补液壶温度差,可以判断出整车及动力电池热管理策略特别之处。
动力电池高温散热和低温预热共用1套循环管路。电驱动系统、“2合1”充电系统总成及“2合1”高压用电系统总成单独设定1套循环管路,驾驶舱空调制热系统单独设定1套循环管路,但共享1组补液壶。
爱驰U5适配的驾驶舱空调制暖系统的暖风水箱,与动力电池热系统的低温预热管路共用1组7千瓦PTC模组。通过控制系统(模组)根据不同需求实时调节“3通”阀体的闭合状态,从而控制“热量”分配,以达到更加节能的效果。
如果单独开启驾驶舱空调制热系统,仅启动暖风循环的水泵,PTC模组低功率运行;在低温工况充电时,通过BMS系统计算,激活动力电池低温预热功能,适当启动PTC模组(控制输出功率)同时,优先满足动力充电工况低温预热需求,又达到节能的效果。
鉴于爱驰U5装备的独特的整车层面和动力电池层面的热管理技术及控制策略,在冬季普遍EV车型能耗提升的工况下将会表现得更加省电。
2、爱驰U5快充工况表现:

在多轮原地怠速”工况+驾驶舱空调制热模式测试后,对爱驰U5进行60千瓦快充测试。在海南万宁,笔者选取由南方电网建设的60千瓦快充桩。

上图为进行快充测试初始阶段,爱驰U5车身表面温度、充电桩表面温度以及工作人员表面温度的对比特写。此时,车身表面温度普遍处于19-21摄氏度;测试人员头部温度约为29.5摄氏度;环境温度最低约为17.9摄氏度。
白色箭头:充电线缆温度约为27摄氏度
备注:进行爱驰U5快充测试时,万宁刚刚下过小雨
采用60千瓦进行爱驰U5快充测试时,动力电池SOC值为52%、动力电池电芯温度最高点为24摄氏度、最低点为23摄氏度。

从爱驰U5车端获取,动力电池SOC值52%值53%,60千瓦快充电流可达到119.2安。

采用60千瓦进行爱驰U5快充测试时,动力电池SOC值为68%、动力电池电芯温度最高点为28摄氏度、最低点为27摄氏度。

笔者注意到,在全部的充电过程中(约25分钟),充电线缆温度始终没有超过28摄氏度(从最初22摄氏度升至27摄氏度,随着充电功率的降低温度下降至25.9摄氏度)。
由于环境温度处于较为舒适的25-29摄氏度,爱驰U5尽管处于60千瓦快充模式,电芯温度最高点也仅维持在28摄氏度,因此动力电池热管理系统的高温散热功能没有被激活(电芯温差仅为1摄氏度)。
3、爱驰U5驾驶舱空调制冷模式开启模式续航表现:

从海南万宁至三亚全程100公里路途中,笔者与同事共四人轮换驾驶爱驰U5在环岛高速公路(西段)进行续航里程测试。需要注意的是,在全部测试过程中,始终开启驾驶舱空调制冷模式,并将温度设定在22摄氏度、2挡出风量。

上图为使用热成像视频采集系统拍摄爱驰U5与传统车动态对比特写(视频截图)。画面中右侧车辆为爱驰U5、左侧车辆为传统燃油车。
白色箭头:爱驰U5底部热辐射处于较低状态(黄色区域)
绿色箭头:传统燃油车底部热辐射处于较高状态(红白色区域)
爱驰U5电动汽车前部进气格栅采用“全封闭”处理,有助于降低高速行驶中的风阻并保持动力舱内部温度处于适中状态。传统燃油车为了增加散热效率,采用开放的前部散热格栅(别克系部分PHEV车型,采用可关闭进气格栅技术),可以看到来自发动机散发的热效果(黑色箭头)。

实际上,爱驰U5的前部进气格栅与前保险杠上下段融为一体。白色涂层的保险杠上段完全没有设定散热格栅,只用于前组合灯与雷达探头固定。前保险杠下段采用黑色横格栅处理,降低目视识别度,提升整体造型完整度。

爱驰U5采用博格华纳提供的永磁同步驱动电机,最大输出功率140千瓦,最高转速10600转/分。通过比对这组驱动电机功率和扭矩曲线图并根据实际用车综合电耗比对,或可找到电机转速、行车速度以及百公里电耗的内在关联,以确定一个较为适合自己的行车习惯。

在双向两车道的海南环岛高速上,笔者驾驶爱驰U5始终开启驾驶舱空调制冷模式,并将车速适中保持在90-100公里/小时(最高限速120公里/小时),偶尔急加速超越前车以及制动保持前车安全距离。

最终抵达室外温度31摄氏度的三亚时,综合电耗为15.1度电/百公里(出发时并未充满电并对里程表清零)。
笔者有话说:
在短短2天时间,新能源情报分析网评测组也只能粗略的对爱驰U5的电驱动系统、车型平台技术、动力电池热管理策略、充放电效率及续航里程进行综合测试。由于测试期间万宁的气候处于舒适的23-27摄氏度,进行充电时不能激活动力电池热管理系统的高温散热功能(不能监测到温度点)、并且在全部测试过程中基本上都开启了驾驶舱舱空调制冷系统,不能真实的反应出爱驰U5的电驱动技术真实水平。
在测试过程中,笔者发现爱驰U5的动力电池热管理策略,有着与其他EV车型完全不同的技术设定。采用1组可以调节输出功率的PTC模组,为驾驶舱空调制热系统和动力电池热管理系统的低温预热功能进行双重伺服。并且单独使用的动力电池热管理系统循环管路,也采用“节电”倾向的设定,更是基于整车及动力电池总成等分系统控制的“软件”为自行研发的设定。
而“上钢下铝”的车型平台技术的引入,将爱驰U5车主用车成本降低同时,更提升了1、2线城市之外的区域在选择非授权服务站进行钣喷方面维修的便利性。
对于续航里程,笔者将会在2020年早些时候对爱驰U5高寒工况下的表现进行深度解析。
文/新能源情报分析网宋
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。


2019年12月19日,爱驰汽车旗下首款A+级中高端纯电动SUV在海南万宁震撼上市,并在全球范围内同时启动交付。新车共推出4款车型,补贴后售价19.79-29.21万元。不同配置的车型装载了不同容量的动力电池组,NEDC综合续航分别是403、503和623公里,较多的续航选择能够满足更多消费者的购车需求。

爱驰U5上市一共四款车型,长宽高分别为4680*1865*1700mm,轴距为 2800mm,动力方面也都是采用最大功率为140千瓦的永磁同步电机,最大扭矩315牛米。四款车型的差别主要体现在纯电续航和车型配置方面。

本文为新能源情报分析网原创发布,爱驰U5首款电动汽车使用的电驱动技术、车型平台、动力电池热管理策略及开启驾驶舱空调制冷模式续航里程等诸多关键信息的系列稿件。
1、爱驰U5适配的电驱动技术特点:

红色箭头:最大功率6.4千瓦的OBC+PDU构成的“2合1”充电模组
白色箭头:集成DCDC+驱动电机控制模组的“2合1”高压用电系统总成
绿色箭头:启动用蓄电
蓝色箭头:驱动电机、“2合1”充电模组、“2合1”高压用电系统总成及驾驶舱暖风系统共用的循环管路补液壶
黄色箭头:动力电池高温散热和低温预热系统共用的循环管路补液壶

爱驰U5适配的驱动电机总成由博格华纳提供,驱动电机控制器由联合电子提供与DCDC进行整合。由杭州欣瑞科技提供的OBC(车载充电机)最大功率6.4千瓦并与PDU进行整合。
对于爱驰U5,采购同一品牌提供的OBC和PDU“2合1”充电总成,也是出于结构、散热、维护成本与整车性能进行折中的设定。

启动用蓄电池托盘采用ABS工程塑料(红色箭头所指),“2合1”高压用电系统和“2合1”充电模组等分系统被放置在铝合金材质框架上,为的仍然是获得更占优的轻量化设计诉求。

爱驰U5的动力电池热管理系统,采用1组PTC模组(低温预热)和1组水冷板模组和2组电子水泵构成的循环管路。U5动力电池热管理系统采用的是双效水冷板模组,通过空调冷媒在双效水冷板模组处和动力电池热管理管路冷却液换热进行制冷,通过PTC加热暖风管路冷却液、然后通过双效水冷板模组和动力电池热管理管路冷却液换热进行加热

U5是由科博乐提供的PTC(最大功率7千瓦)为动力电池加热和为空调提供暖风热源,暖风的热量和电池的加热量通过三通水阀调节冷却液流量和PTC调节热功率来控制
普遍来看,动力电池总成需要的预热温度需求不超过30摄氏度(多为15-20摄氏度);驾驶舱空调系统需要的制热温度需求多为85摄氏度。

针对整车(电驱动系统、“2合1”充电总成、“2合1”高压用电系统总成)电机电控冷却系统和暖风系统补液壶,和电池热管理系统补液壶,通过物理手段设定在一起。实际上,这两组并未标注出压力值的补液壶单独使用。

爱驰U5适配了1组博世提供的i-boost,二代电液一体化制动总泵。省去了EV车型多采用真空泵+出气阀体+制动总泵的技术,在高海拔区域行驶不会出现制动力衰减故障。并且,为EV车型提供了更线性的电控能量回收与机械制动力的“无缝连接”般的融合感受。
2、爱驰U5适配的上钢下铝车型平台:
相比于小鹏和威马推出的电动汽车采用全钢车身架构不同,爱驰U5采用上钢下铝车型平台保持一定的轻量化。
相比蔚来和特斯拉推出的电动汽车采用全绿车身架构不同,爱驰U5采用的上钢下铝车型平台具备较为简单的维修便利性与使用成本。

U5作为爱驰首款车采用正向研发模式(爱驰U5的2800mm轴距设定,基本可以判定没有与在售燃油车或EV车的尺寸相当),并将电驱动系统、中置的动力电池总成以及2/4驱设定考虑在内。而前部动力舱采用倾向于轻量化的铝材质、驾驶舱采用倾向于坚固的钢材质,不仅保证乘员及动力电池总成的被动安全性,更可以降低铝构件的维修成本和提升维修便利性。

上图为爱驰U5动力舱前部细节特写。
采用直接与车身侧围焊接固定的一体化前部焊接架构(红色箭头)用于承载散热器、冷凝器、散热风扇等组件。在保证轻量化的同时,承受来自正面的冲击力时,更好的保护动力舱内各分系统安全,降低维修成本提升高压用电系统安全。

铝材质的前纵梁衬板,主要用来固定散热组件、前纵梁溃缩区(可单独拆卸)、碰撞传感器和前保险杠骨架。
红色箭头:铝材质的纵梁衬板
黄色箭头:通过螺栓固定的前保险杠支架

上图为爱驰U5的前纵梁衬板与可单独拆卸的前纵梁溃缩区“鱼鳞焊”的细节特写(黄色箭头)。

遍布车身焊接的承重点和关键的连接端,都采用这种带加强筋的焊接架构。显然,这种轻量化+结构安全的设定,在一汽奥迪和上汽通用凯迪拉克中高端车型上普遍采用。
或许,这一技术设定与爱驰的高层多来自一汽奥迪和上汽通用有关。

上图为爱驰U的前悬架细节特写。
蓝色箭头:铝合金材质前转向节
黄色箭头:A型下摆臂
红色箭头:钢制H型副车架

上图为爱驰U5后悬架细节特写1。
红色箭头:容纳B包电池组件的储物箱
黄色箭头:链接B包电池组件高压线缆车载端接口
绿色箭头:钢制后副车架
蓝色箭头:钢制下摆臂
白色箭头:钢制后牵引臂

上图为爱驰U5后悬架细节特写2。
依旧采用铝合金材质后转向节(红色箭头)的爱驰U5,但并不具备安装后驱动电机,布置后传动半轴的空间。也就是说,爱驰U5的设定就是1台前轮驱动的中型电动SUV。

笔者注意到,爱驰U5的前副车架、中置的电池总成和后副车架前端,全部被塑料护板包裹。
红色箭头:前副车架护板
黄色箭头:动力电池总成护板
U5作为爱驰首款量产车型,采用“上钢下铝”的车身架构,并且前后悬架换装铝合金材质转向节,采用的是“降低簧下质量”的轻量化设定。后续推出的车型将会继续使用“上钢下铝”的车型平台,并延伸出不同尺寸(轴距)、不同驱动模式的新车型。
至于“上钢下铝”的车型平台技术,不仅仅处于降低百公里综合电耗的轻量化需求,还有更为关键的是驾驶舱的绝对安全性以及维修效能的配比。
笔者有话说:
就爱驰U5的电驱动技术和车型平台轻量化策略看,外购的电驱动技术,可以随着供应商的硬件水平提升,在新车型与自主研发的控制策略进行垂直替代;“上钢下铝”的车型平台技术,不仅仅用于首款车U5上,更成为后续改型或全新车型的基础设定。
显然,对于一款电动汽车而言,爱驰U5的研发路线十分清晰,用己方最擅长的“造车”技术,与由第三方提供且换代频繁的电驱动技术想接结合,保证安全、品质与性能的均衡。
后文将会就爱驰U5在空调制冷模式全程开启的海南多种路况的充放电效率深度解析。
文/新能源情报分析网宋
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

天美汽车是开沃新能源汽车集团旗下的全资子公司,其量产的首款车型天美ET5电动SUV,整车长宽高4698x1980x1696mm,轴距为2800mm;搭载1套最高转速15500转/分、最大输出功率150千瓦的“3合1”电驱动总成。最高配的天美ET5整车自重1.9吨、动力电池总成能量密度为170wh/kg、装载电量71.98度电、NEDC续航里程520公里;根据配置不同天美ET5共分为4个不同车型,但是全部车系搭载的动力电池系统全部标配独特的高温散热和低温预热功能。天美ET5电动SUV在智能驾驶方面可以实现ACC全速域自适应巡航、车道保持等L2级辅助驾驶功能。

新能源情报分析网,就天美ET5独特的电池技术,源自母公司制造的开沃系电动客车标配的的以安全为研发牵引点,第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的内在关联深度研判。

1、天美ET5基础配置介绍:

轴距2800mm的天美ET5电动SUV原本设计为7座车型,经过调研改为大5座车型,这就为后排乘员提供相当充沛的腿部与头部空间。接近2000mm的整车宽度,完全体现在前排正副驾驶员座椅舒适性与后排座椅的宽度,且后排乘坐3个成年男人不会感到拥挤。

另外,2800mm的轴距在带来的空间优势和乘坐舒适性同时,为车身焊接底部悬置的动力电池提供更宽泛的布设区域,换来的事更多的装载电量与更稳定的续航里程。

横向贯穿整个仪表台的饰板与空调出风口组件营造出阶梯型的空间错落感,横置的中央显示屏提供全车全部分系统的控制与显示功能(不包括外后视镜调节功能),下端的开关控制组件为驾驶员在行车中控制空调与音响(也可以在多功能方向盘进行设定)提供更多的便利性和安全性。

天美ET5具备L2级智能驾驶控制能力,可以由驾驶员激活/关闭车道偏离和车道保持等关键功能选项。尤为重要的是,天美ET5的能量回收级别,仍然可以由驾驶员在20%-100%区间任意调节设定。另外,涉及充放电的设定选项中,还具备电池深度放电与充电保温功能。

天美ET5电动SUV标配的电池深度放电功能,对日常习惯快充的车辆,让各个电芯全部放电至一个较低的SOC值后重新充值满电,有助于稳定动力电池内各个电芯健康水平。而电池慢充保护模式的设定,仍然是为了在慢充工况让全部电芯的SOC值保持均衡,有效稳定电池安全状态。

这台装载电量71.98度电的高配天美ET5电动SUV的驾驶员用显示屏,可以输出行车速度、续航里程、最大功率、动力电池SOC值以及百公里顺势电耗等关键数据。

2、天美ET5电驱动技术状态:

上图为天美ET5前置动力舱各分系统细节状态特写。

红色箭头:“3合1”充配电系统总成(集成OBC\DCDC\PDU)

蓝色箭头:最大输出功率为7千瓦的PTC控制模组

黄色箭头:伺服动力电池热管理系统低温预热功能的水冷板控制模组

绿色箭头:电驱动系统与动力电池热管理系统共用的冷却液补液壶

白色箭头:电液一体化的iBoost制动总泵

拆除前部动力舱防尘罩,可以看到天美ET5的电驱动系统、整车控制系统以及附属的动力电池热管理分系统。需要确定的是,作为天美品牌第一款电动车型,天美ET5动力舱诸多分系统布设有些凌乱。但是,连接各个分系统的冷却管路铺设结构十分清晰。除了3组必要的不同功率电子水泵,全车只有2组“3通”阀体。

黄色箭头:“3合1”充配电系统总成

红色箭头:整车控制系统

天美ET5电动SUV的整车控制系统以及集成了OBC\DCDC\PDU的“3合1”充配电系统,全部由开沃集团中央研究院自行开发和量产。作为天美上级单位,开沃集团制造的多款在售的电动公交车、电动旅游车以及电动卡车,都装配了由开沃集团中央研究院研发的“X合1”充配电系统总成以及整车控制系统。相对电动客车与电动卡车所需要的更大功率的管控需求,天美ET5电动SUV的“3合1”充配电系统技术表现区域稳妥。

在天美ET5的前至动力舱内,只设定1组以冷却液为载体、最大功率7千瓦的PTC控制模组,用于驾驶舱空调制热和动力电池低温预热功能需求。相对北京奔驰EQC、一汽奥迪eTron和上汽通用别克微蓝420等合资品牌电动汽车,采用2组冷却液为载体、不同功率PTC控制模组的技术架构,天美ET5的控制方式更简单。

上图为天美ET5电动SUV前至动力舱防火墙设定的1组水冷板控制模组技术状态特写。在整套动力电池热管理控制系统中,水冷板控制模组、PTC控制模组、电子水泵以及动力电池,串联成1组管路并通过被加热或制冷的冷却液为电芯提供低温预热和高温散热伺服。其中水冷板控制模组与电动空调压缩机关联并进行“冷量”交换,将制冷后的冷却液泵入动力电池内部为电芯散热。

天美ET5的“3合1”电驱动系统与“3合1”充配电系统总成共用1组散热管路,动力电池热管理系统单独使用1组循环管路。但是,天美ET5电动SUV并未将两组循环管路单独设定补液壶,而是采用“共享”方式。

红色箭头:动力电池热管理系统循环管路入水口

蓝色箭头:动力电池热管理系统循环管路出水口

绿色箭头:电驱动系统和充配电系统共用循环管路入水口

黄色箭头:电驱动系统和充配电系统共用循环管路出水口

对于天美ET5动力电磁热管理系统控制策略,将会在后文结合充电功率表现深度解析。

天美ET5电动SUV的制动系统采用iBoost技术,即通过电液一体化设定,将制动、能量回收以及ABS安全设定一体整合。针对电动汽车研制的iBoost制动系统,在具备真空助力需求同时,更多的是将能量回收的效率提升与制动感受变得更线性。

3、天美ET5动力电池热管理控制策略:

对天美ET5电动SUV的动力电池热管理控制策略的解读,在快充模式和高负载行车模式对比进行。在室外温度达38摄氏度的午后,使用开沃制造的240千瓦(双120千瓦)快充桩,对天美ET5进行充电测试。

隶属与开沃集团的南京创源天地动力科技有限公司,其业务范围主要为开沃制造的电动客车、电动旅行车、电动物流车、电动卡车以及天美品牌ET5和后续车型提供动力电池总成(包括模组)、驱动电机、和包括整车在内的全部分系统的控制策略。

由于用于测试的这台天美ET5电动SUV的动力电池SOC值为90%,快充电流只有54.8安,电芯温度23摄氏度,处于“涓流”状态,而未能达到满功率状态。

通过热成像仪检测,天际ET5的动力电池SOC值处于90%进行快充,充电功率达不到满负荷状态、电芯温度只处于23摄氏度,不能满足激活动力电池热管理系统的高温散热功能激活阈值。

绿色箭头:驾驶舱空调制冷功能启动后电动空调压缩机至冷凝管路温度下探至13.6摄氏度

白色箭头:水冷板控制模组表面温度处于23.5摄氏度

与此同时,天美ET5的前置动力舱补液壶表面温度为41.6摄氏度,内部冷却液温度保持在42-44摄氏度。

进行快充测试过程中,天美ET5唯一1组补液壶只有来自电驱动系统(包括充放电系统)管路内的冷却液进行循环(红色箭头),而来自动力电池热管理系统循环管路内的冷却液并未流入。

尽管动力电池充电电流并未持续上升,但是电芯温度从23摄氏度攀升至35摄氏度,此时天美ET5动力电池热管理系统的高温散热功能激活,水冷板控制模组引入来自电动空调压缩机输出的“冷量”被引入,经过冷却的冷却液由“泵入”动力电池总成内为电芯进行降温。

绿色箭头:驾驶舱空调制冷功能启动后电动空调压缩机至冷凝管路温度下探至8.6摄氏度

白色箭头:水冷板控制模组表面温度处于7摄氏度

需要注意的是,2020年在售的国产品牌主流电动汽车,采用以冷却液为载体的单一PTC控制模组用于电池低温预热,驾驶舱空调制暖采用电加热PTC控制模组的方式,制暖/预热效率更高(对于是否节能要在完成评测后给出结论)。

天美ET5的以冷却液为载体的单一PTC控制模组的技术,通过1组“3通”阀体控制被加热的冷却液,或流向驾驶舱空调系统用于制暖、或流向动力电池内部用于电芯低温预热。

红色箭头:从PTC控制模组向“3通”阀体的管路

蓝色箭头:“3通”阀体

黄色箭头:“3通”阀体至驾驶舱空调管路

白色箭头:“3通”阀体至动力电池管路

在低温充电工况,天美ET5利用来自充电桩端的电量激活PTC控制模组,为冷却液加热达到为动力电池低温预热。如果此时开启驾驶舱空调暖风,“3通”阀体会会将加热后的冷却液输送至驾驶舱空调和动力电池。由于动力电池低温预热所需要的的冷却液最高温度将不会超过20摄氏度(通常设定为15摄氏度),驾驶舱空调暖风所需要的冷却液温度可以达到70摄氏度或更高温度。

因此不具备温度调节功能的“3通”阀体,就将通往动力电池循环管路的冷却液流量控制更精准,已获达到通过减少流量,满足温度的技术需求。

对于天美ET5电动SUV采用的1组冷却液补液壶的设定,代表着电驱动系统循环管路和动力电池热管理循环管路,既要满足不同温度值的冷却液流动,又不能增加管路数量提升系统可靠性,这凸显的天美以及背后开沃品牌在过去多年新能源商用车应用与核心技术研发的综合硬实力。

3、天美ET5的动力电池安全性:

天美ET5电动SUV搭载的“3合1”充配电系统总成,以及其他悬挂开沃品牌的车型所搭载的“X合1”充放电系统总成、电驱动控制总成以及动力电池(包括BMS系统),全部由位于南京的开沃集团中央研究院开发并量产(部分动力电池系统由开沃集团旗下的创源天地动力科技有限公司制造)。

开沃汽车中央研究院,主要对不同种类的电芯,动力电池总成、多种策略的热管理系统、燃料电池系统和电驱动及混动多档位变速器等分系统进行预研、研发和量产前需要的所有技术支持。目前南京创源电池所有动力电池产品从开发设计,到产品试验认证,再到产品定型量产设计均由南京创源研发团队与中央研究院进行产品的全面评审和验证,保障产品的优秀品质。作为电动客车最重要的动力电池发展方向,开沃汽车中央研究院,与南京创源电池技术团队一起,始终对不同种类电芯及动力电池解决方案,进行行业层面的最前沿预测和研发,为客户提供优质的动力电池系统解决方案。

上图为开沃汽车设立于中央研究院公共技术服务平台的动力电池快速温变环境仓和电芯测试系统。

蓝色箭头:正在对软包三元锂电芯进行常温充放电循环测试

黄色箭头:正在对18650型三元锂电芯进行常温充放电循环测试

红色箭头:正在对方形三元锂电芯模拟高温环境进行充放电循环测试(动力电池快速温变环境仓)

开沃汽车中央研究院主要对不同种类的电芯,动力电池总成、多种策略的热管理系统、燃料电池系统和电驱动及混动多档位变速器等分系统进行预研、研发和量产前需要的所有技术支持。

圆柱形18650型三元锂电池多分为镍钴铝和镍钴锰2大类,前者用于特斯拉Model SModel X和Model 3,后者则被用于国产低端等非主流电动汽车。众所周知,搭载18650型、21700型圆柱三元锂电池系统的特斯拉全系车型,在全球范围已经发生近60宗涉及起火、燃烧和爆炸事故。

进行穿刺测试后的圆柱形18650型三元锂电芯,虽然没有爆炸但是烧灼的痕迹十分明显。对于圆柱形18650型或21700型类三元锂电芯,进行台架模拟全寿命周期充放电衰减测试,有助于厂家指定严禁且完整的动力电池热管理控制策略。但是先天存在的安全性不足的问题,是不能通过后期“软件”控制来弥补的。

对于软包类三元锂电芯的选择,开沃早于2014年就进行了安全与控制方面的测试。方形三元锂电芯的能量密度低于软包三元锂电芯的客观存在前,通过更完善的温度管理措施,可以有效的提升动力电池总成的能量密度,或增加续航里程、或降低自重。

红色箭头:方形三元锂电芯

黄色箭头:软包三元锂电芯

至2020年,开沃集团研究院为旗下电动客车和电动卡车,开发出3代车载动力电池解决方案。第1代电池系统(上图所示)基于风冷散热+电加热控制策略。主要用于夏季温度不高的中国北方城市和村镇。

第2代动力电池解决方案,是基于方形三元锂电芯(模组)+内置循环管路(冷却液)和温控系统的钢/铝制电池箱体。由于第2代动力电池系统的研发与第3代电池技术的发展有些重叠,并结合天际ET5电动SUV的立项,将第2代电池技术转向乘用车,全新的第3代电池技术则用于商用车。

红色箭头:设定在第2代动力电池箱体前端的冷却液进出口

黄色箭头:第3代全铝箱体一体化液冷电池内部的液冷板

上图为广泛用于开沃系电动客车的第3代全铝箱体一体化液冷电池特写。这种将液冷板直接融入铝合金电池箱体(底部)的技术,直接避免发生冷却液管路破裂造成短路的安全事故,且简化结构降低自重。对于安全性要求更高的电动客车(公交车)而言,模块化、轻量化且热管理保护严密的动力电池系统,并没有成为2020年中国电动客车的行业强制规范。

笔者有话说:

天美ET5电动SUV搭载的适用于乘用车动力电池技术,与开沃系电动客车采用的第2代液冷电池技术,3代全铝箱体一体化液冷电池技术,存在太多技术交叉点,并在终端市场进行了超过2年时间的实际应用。

与蔚来、理想、威马等造车新势力不同的是,天美ET5的首款车型,引入的电驱动技术、动力电池及控制策略并不是全新的状态,而是在不同车型进行长期终端市场可靠性的验证。

当然,成熟的分系统是否集成在全新的车型平台等于较好的可靠性,这还要以后续的市场表现为准。

新能源情报分析网评测组出品

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。




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