解读北汽新能源EU5 R550核心技术之电驱动篇

新能源情报分析网独家推出关于北汽新能源EU5R550电动汽车的达尔文整车人工智能系统、电驱动技术、液态恒温动力电池热管理技术(策略)、不同模式充电效率以及低温环境综合路况续航里程的深度技术评测组稿。

北汽新能源EU5 R550扣除补贴后14.89万元起;NEDC续航里程460公里;快充0.5小时(慢充6.6小时)即可充满80%;驱动电机最大输出功率160千瓦、最大输出扭矩300牛米;整车长宽高4650x1820x1510mm、轴距2670mm;整车自重1.68吨;动力电池装载电量60.23度电。

本文承接《宋楠:解读北汽新能源EU5 R550核心技术之达尔文篇》

与EU5 R550同样整车尺寸、同样的电驱动系统和相近配置不同的是,EU5 R500动力电池装载电量53.66度电、NEDC续航里程416公里、整车自重1.6吨。

但是,EU5 R550首次适配全新的具备低温预热和高温散热恒温液态动力电池总成及相应的热管理策略。笔者将对北汽新能源EU5 R550电动汽车的电驱动技术、液态恒温动力电池系统、动力电池热管理和充配电策略以及全路况综合续航里程表现分别解读。

1、北汽新能源液冷恒温动力电池热管理策略的低温验证:

在2018年1月份,在零下32摄氏度的黑河,笔者对北汽新能源全新的搭载“动力电池液冷高温散热低温预热”功能的技术验证车进行独家技术解析,并就换电版EU300电动汽车进行极限评测。

由于此次评测更多程度为记录北汽新能源“山鹰”测试团队的工作内容,而非某款新车型进行外观、内饰和技术方面的性能评测。

在测试场临时设定的充电场站笔者注意到:

红色箭头:EU300换电版进行快速充电测试

黄色箭头:EC200为停放状态

蓝色箭头:“动力电池液冷高温散热和低温预热”功能的技术验证车

上图为技术验证车动力舱细节特写。

红色箭头:水冷散热高度集成的e-Motion电驱动系统(单一总成)

蓝色箭头:动力电池散热系统补液壶

绿色箭头:e-Motion电驱动系统及驱动电机

黄色箭头:或为第3套散热系统补液壶(与散热器)关联

技术验证车搭载了第4代e-Motion电驱动总成,与在售的EX260车型装备的第3代e-Motion电驱动总成相比,将散热量更大的充电机与PDU(电子动力分配单元)合二为一。这种“4合1”高度一体化电驱动总成技术,最大程度的用一套散热管路,对原本分散布置的辅助模块进行散热,以更少用量高压线缆和接插件用于数据与电力传输,提升CAN总线数据吞吐量和反馈速度,以最大化提升电驱动总成的可靠性和综合计算性能。

需要特别注意的是,这款技术验证车首次适配了液冷伺服的动力电池热管理技术。

红色箭头:为电驱动系统(驱动电机+e-Motion总成)提供散热伺服的循环管路补液壶。

黄色箭头:为动力电池高温散热提供伺服(由电动压缩机驱动空调制冷效能经过板式热交换器对散热系统内的冷却液进行降温,以此将动力电池内部的热量进行交换)。

绿色剪头:动力电池低温预热提供伺服(由PTC对循环管路内的冷却液进行加热,在动力电池内部进行预热循环,并对驾驶舱进行升温)。

2、北汽新能源EU5 R550电驱动系统技术:

上图为北汽新能源EU5 R550电动汽车动力舱细节特写(原车的动力舱适配一组前置行李舱):

红色箭头:4代e-Motion电驱动总成循环管路补液壶

蓝色箭头:动力电池低温预热和驾驶舱空调制热循环管路补液壶

黄色箭头:动力电池高温散热循环系统补液壶(与电动空调压缩机板式热交换器)

北汽新能源EU5 R550首次适配了3组循环散热系统,其中两组为动力电池提供高温散热和低温预热恒温控制伺服支持。这与之前北汽新能源制造的基于主动风冷散热动力电池控制系统(策略)完全不同。

需要注意的是,北汽新能源的最新发布的资料中显示,4代e-Motion电驱动总成,被定义为EMD3.0智能电驱动系统。实际上,在笔者看来,适配在EU5 R550的电驱动系统,已经进化到4.5代(轻量化、集成化和高效化)。

2组伺服动力电池的循环管路补液壶盖,并未标注出承受压力。根据整车技术状态,笔者估计这2组循环管路压力不会超过35KPa,而伺服电驱动系统的散热管路内部压力不超过50KPa。

北汽新能源EU5 R550适配的三套循环散热(预热)系统,各适配1组电子水泵,辅助冷却液流动。因此,管路内部施加的压力越小,电子水泵耗电量越低。在满足伺服系统散热或预热技术设定前提下,消耗掉的源于动力电池的电量更少,意味着可以将更多的电量用于驱动整车行驶。

北汽新能源EU5 R550适配的三组循环散热管路的压力,明显低于路虎捷豹I-PACE两组散热循环系统的100KPa压力,以及并未量产的小鹏G3三组散热循环系统的90KPa压力。

上图是EU5 R550动力电池热管理系统最重要的部分,由1组“3通”阀体和管路构成的低温预热和高温散热分系统。

白色箭头:PTC加热模块(用于低温预热和驾驶舱制热)

红色箭头:板式换热器(通过电动空调压缩机进行“冷交换”)

EU5 R550的动力电池采用的液冷恒温控制策略。在-25摄氏度至0摄氏度,动力电池低温预热功能自动开启。在充电模式(快慢充)下,动力电池温度低于低于0摄氏度时,采用外接电量首先为电池总成低温预热。在动力电池温度超过0或5摄氏度时,低温预热功能关闭并持续充电。

北汽新能源EU5 R550的电驱动系统较,上一代的EU400集成度更高,轻量化更深度。为此,电驱动总成与车身焊接的悬置机构,也选用铝合金材质“软连接”。在急加速和急减速时,电驱动系统以及“刚性”连接的驱动电机总成产生的震动,不会传递至车身及驾驶舱。

黄色箭头:固定在电驱动总成的悬置机构锚点(铝材质)

红色箭头:固定在电驱动总成的悬置机构支座(铝材质)

上图为EU5 R550搭载的EMD3.0智能电驱动系统总成正面细节特写。

北汽新能源自2009年成立,至2019年的十年间,坚持核心技术和车型平台的正向研发。这款EMD3.0智能电驱动系统,继承了上一代PDU电驱动总成的集成化,并在此基础上进行了轻量化和小型化。

上图为EMD3.0智能电驱动系统总成侧面细节特写。

红色箭头:电驱动模块

黄色箭头:驱动电机总成

蓝色箭头:悬置总成

白色箭头:连接EMD3.0电驱动模块和驱动电机总成间的循环管路

需要指出的是,北汽新能源EMD3.0智能电驱动模块,包括驱动电机控制总成,和PDU、DCDC、OBC高压用电系统。通过1套循环散热管路,为这组只需要散热的用电系统伺服。

在笔者此前的文章中多次指出,用电单位集成度越高、体积越小,散热需求往往也就相应的不大。可以在有限的空间内,更灵活的布设更少的循环管路,并且施加的压力更小或适配耗电量更低的电子水泵。

对于EU5 R550适配的全新低温预热和高温散热恒温液态动力电池总成及控制策略,将会在后续稿件重点解读和分析。

3、北汽新能源EU5 R550车型平台:

上图为北汽新能源EU5 R550举升后底盘细节特写。

前副车架、动力电池前端动力线缆和液冷进出管路,都被塑料护板完全遮蔽包裹。

实际上,北汽新能源EU5 R550前悬架细节特写。

白色框架:前保险杠下护板(未拆除)

红色框架:H型前副车架

蓝色箭头:塑料侧护板

黄色箭头:下A型摆臂

相对EU400适配的源自绅宝D50的车型平台及前框型副车架,EU5 R550采用的车型平台在电驱动系统兼容性和轻量化方面进行强化。前文提及EU5 R500自重1.6吨(EU5 R550自重1.68吨),在保证整车主被动安全的前提对车身架构进行轻量化,这也是包括北汽新能源在内所有车厂追求的“提升”续航里程的重要手段。

上图为北汽新能源EU5 R550后悬架系统特写。

EU5 R550适配的带有后副车架的双横臂独立结构,与此前EU260\400的绅宝(萨博)系车型平台和悬架完全不同。之所以要进行车型平台的彻底更新,恐怕还是处于整车尺寸、轴距、动力电池装载电量(形制)的设定,采用占用车身焊接(前后地板)空间更少的双横臂结构。

最大输出功率160千瓦、最大输出扭矩300牛米的驱动电机和减速器总成,走整体轻量化、低行驶阻力和高效化的路线。前文提到的EMD3.0智能电驱动系统,不仅将DCDC、PDU和OBC等高压用电单位进行了集成,还将驱动电机控制器进行了物理集成。整套“4合1”总成与驱动电机(减速器)弃用高压线缆连接,转而使用直插方式关联。

北汽新能源在过去10年间,从最基础的主动风冷分散式电驱动控制系统,到“2合1”、再到早期液冷伺服的“4合1”电驱动系统,最终形成EMD3.0智能电驱动系统。

上图为拆卸掉动力线缆护板后的动力电池总成细节特写。

喷涂防锈保护层的动力电池总成“半镶嵌”在车身焊接之下,高压线缆、液冷进出水管和BMS控制线缆前置。位于防火墙下端的PTC与板式热交换器,与动力电池前端的液冷进出水管用短长度关联降低热损耗。

喷涂防锈保护涂层的动力电池总车外壳为铝合金材质(上盖为塑料材质),并与车身焊接固定的悬置机构一体化设定。

笔者有话说:

北汽新能源EU5 R550搭载的具备低温预热和高温散热恒温液态动力电池总成及相应的热管理策略,将成为北汽新能源“翻身”车型,并彻底告别以往全系车型采用风冷散热电池解决方案的历史。

北汽新能源电驱动系统集成路线,走的轻量化和结构优化的电机控制与功能属性“4合1”路线。虽然EU5 R550的低压用电系统并未进行集成,但是较比亚迪在售的秦Pro EV(元535和唐EV)“简化”的2套散热循环系统,所适配的3套散热循环系统更具应对复杂用车环境适应性的优势。

当然,主动风冷散热方案,并不是没有存在必要。反而在一些主打性价比的车型上适配,可以有效降低成本。北汽新能源以往车型的技术状态研判,坚持引入动力电池低温预热功能,对于北方车主而言是一个“贴心”的加持。

未完待续,后续评测稿件将会对北汽新能源EU5 R550动力电池热管理策略进行深度解析。

文/新能源情报分析网宋楠

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