宋楠:五大黑科技上身 江淮iEV7S电动系统技术解析

笔者在一周前针对江淮iEV系电动汽车动力电池液冷技术进行了大篇幅的技术解读,不过作为一家从2012年开始就涉足新能源车领域的自主品牌而言,多年的研发投入以及技术积累,使江淮在电动汽车产品上所应用的新技术绝不仅是电池液冷技术这么简单和单一。近日,江淮新能源在北京举办的“江淮iEV7S黑科技解密”活动上,为媒体分享了来自其最新产品江淮iEV7S的“五大黑科技”,为此,本篇文章笔者将针对江淮iEV7S的“五大黑科技”展开全面的技术解析。

在活动现场,江淮新能源为我们展示了其最新的动力电池液冷系统实物,作为五大黑科技之首,它也被放在了最为显眼的位置。与传统燃油车的发动机散热系统同理,江淮iEV7S的电池液冷系统最显著的特征,是其具备了冷却管路以及液态散热介质,也就是我们在燃油车上冷却系统中俗称的防冻液。

白色箭头:膨胀水壶

黄色箭头:电子水泵

红色箭头:散热扇

绿色箭头:空调压缩机

橘色箭头:电池冷却器

蓝色箭头:水加热器

从电池液冷系统的管路走向我们可以清晰的看出其工作原理,该系统兼顾高温散热和低温预热两大功能。从实际的管路设计来看,虽然肩负着两大功能,但其由一套串联的冷却和加热管路组成,布设在动力舱的管路串联了电子水泵、膨胀水壶、电池冷却器和水加热器,该设计进一步降低了整个系统的复杂程度,对于成本控制和系统高效都做出了贡献。

上图所示为江淮iEV7S的动力电池总成,内部由高镍811 18650型电芯组成,可装载电量39度。不同于方形电芯的热管理系统,每组由圆柱形18650电芯构成的PACK都由1组液冷扁管伺服和温度传感器(信号反馈至BMS系统)组成,保证每只电芯温度都可以得到均衡的预热或散热支持。

黄色箭头:冷却液出口

红色箭头:冷却液入口

蓝色箭头:高压输出端

绿色箭头:低压控制端

因为18650电芯形状为圆柱形,而散热管路必须贴合电芯表面才能达到最佳的散热效果。因此,电芯并排布置,散热管路采用扁管设计,实现最大的传导换热面积。此外,BMS控制加热、冷却部件,实现液体在扁管内部流动,通过扁管与电芯的接触,达到加热或冷却的目的,确保电芯在预设的温度范围内使用。

进入和流出动力电池总成的水管采用橡胶材质(红色箭头),并由传统燃油汽车上较为常见的钢带弹性喉箍固定(黄色箭头)。绿色箭头的高压输出端口尺寸较为粗大,为驱动电机提供大电流。蓝色箭头的低压输出端口尺寸相对较小,主要传输BMS电信号。

红色箭头:高镍811 18650电芯

白色箭头:冷却液扁管

黄色箭头:快插主管路

如上图所示的动力电池内部有一套快插主管路,以及多条围绕电芯的分管路构成,多个温度传感器和控制线缆由BMS系统检测,从而控制液态散热介质循环,以达到所有电芯都处于预设定范围内的温度。

江淮iEV7S动力电池总成由电芯以及电芯构成的模组构成,并且由BMS(电池管理系统)控制。一旦电池电芯或PACK过热,产生的热量不能迅速排出,极有可能造成动力电池总成燃烧。与此同时,动力电池总成在极低温度下使用,也会出现放电效率低下,动力输出不稳定,影响电动汽车正常使用。

江淮汽车在新能源领域的投入起步于2007年,经过十余年的发展,无论投入市场的车辆数量,还是新能源技术的积累,江淮均取得了较为不错的成绩。首先从产品来看,第一代车型是基于燃油车改造而来的iEV4,到如今,第二代产品采用与燃油车共平台设计,至此江淮完成了从“油改电”到“油/电共享平台”的技术迭代,这对于一家新能源车企来讲是质的飞跃。从电动技术层面来看,江淮的首款产品使用的是电池容量为100Wh/kg的磷酸铁锂电池,续航里程只有短短的100km;不过从目前的最新车型来看,其已换装最新的LFP电芯和三元电芯,最大电池容量陡增至225Wh/kg,续航里程最高可达到430km。可以说,平台技术和电动技术的突破,让江淮的新能源车走上了快车道。

笔者认为,新能源车的续航里程高低与平台技术和电池容量密不可分,不过与之同等重要的是,如果在能量回收系统方面没有优秀的表现,就相当于缺少了一位懂得勤俭持家的贤内助,即使家有黄金万两,也会有败完的那天。作为黑科技之三,江淮iEV7S配备有单踏板能量回收技术,该技术的最大特点在于驾驶者仅需控制加速踏板,就可实现加速、减速和制动,也就是说,当驾驶员需要制动时,不需踩制动踏板,松开油门踏板就会有显著的制动效果。这不仅在驾驶感受上带来了全新的体验,背后带来的更是动能回收效率的大幅提升,续航里程最大可提升20%。

再来说回电池液冷技术,虽然在新能源车上没有了内燃机,但是电动车的重要组件之一的电直接影响续航里程。江淮的第一代和第二代电池冷却技术主要通过风冷,不过冷却效率不高,致使车辆的续航里程被限制在250km左右。由于江淮iEV7S采用了圆柱形的18650电芯,相比方形电芯和软包电池在有效换热面积上大大提升,因此使用电池液冷技术是得天独厚的。该技术对电池组高效的冷却和保温,可使动力电池总成内部的数千节18650型电芯温度处于10-35摄氏度范围,系统内各单体电芯之间温差小于5摄氏度,从而续航里程也跃升至了300-400km。

江淮iEV7S的动力电池电芯的预热速率0.6摄氏度/分钟,50分钟左右可以从负20摄氏度极寒环境加热到10摄氏度以上,散热速率为0.5摄氏度/分钟,预计在40摄氏度的高温环境下,10分钟即可降到35摄氏度以内。同时,电子水泵需求功率为90瓦,预热模式下水加热器耗电量约2度电左右,占总能量5%左右,制冷模式下电池冷却器耗电量约1.2度,占总能量的3%左右。

配图为江淮电驱动系统“3合1”总成

红箭头:电机+减速器

黄箭头:电机控制模块

蓝箭头:电机+减速器+控制器“3合1”总成

“没有声音,再好的戏也出不来”,这句广告语用在一辆新能源车上也是同理,当具备了出色的电池组,没有高效的驱动电机,一辆新能源车的性能依然不能完美的发挥。对此,江淮开发出了整套的电驱动系统,覆盖车型级别从A00级直至B级,动力范围宽泛,并且全部匹配电池液冷技术。

作为江淮新能源的双动力总成战略,江淮iEV7S的动力电池系统是被列为除电驱动系统之外的第二动力,具有相同的研发等级。首先在核心技术层面,江淮开发的热失控安全技术,全面杜绝了因电池组温度过高而发生的燃烧事故,其中电池组内部的导热硅胶垫可以很好的将电池热量传递到液冷扁管,并通过高效的BMS管理系统控制逻辑达到最优的散热效果。

当单体总成在开发过程中获得了最优的表现,总装后的整车品质则需要全面的路试进行平衡和标定。通过上面这张图可以看到,在整车15大考核指标中,江淮iEV7S有13项超越或达到国际新能源车评价标准。同时,19万公里的可靠性试验、3年9次的适应性开发,最大限度的保证了投放市场后的产品可靠性。

从内部的技术细节还可看出,江淮iEV7S使用了多处的铝合金轻量化材料,包括铝合金电池托架等等,精细的焊接工艺也体现了江淮的较高制造水平和品质把控。

在耳机界,相信发烧友们对BOSE的降噪耳机耳熟能详,它通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,将噪音中和,从而实现降噪的效果。之所以科普一段与本文主旨不搭界的耳机知识,也是为了引出江淮的“双馈”防冲击技术。都知道,无论传统燃油车还是新能源车,都存在传动系齿隙、起步谐振、扭矩波动、动态扰动四大影响驾驶感受的因素,江淮通过“双馈”技术,采用类似降噪耳机的原理,抑制了以上四大拖累驾驶感受的因素,从而实现动力响应快速无冲击的目标,并应用于698种驾驶工况。

本文的主角江淮iEV7S采用三元电池组,其中三元是指镍、钴、锰三大元素,按照三种元素的比例,三元电池具体可细分为111型、523型、622型和811等型号。笔者了解,2018年被业界称为高镍811材料电池量产元年,这也意味着中国动力电池业即将进入高能量密度时代,。

当前,国内的动力电池供应商能够实现稳定批量生产的三元锂电池依然以523材料为主,部分动力电池企业能够量产622材料电池,不过其能量密度均不及811材料。81材料相比传统材料能量密度高出20%,而江淮iEV7S的三元电池组正是使用了这种高镍811材料,其常温寿命也是业界较为优秀的表现。

作为“三电”中最为重要的一环,高度集成的电池管理系统颇为重要。其中,江淮iEV7S的电压巡检周期被压缩到2ms,优化的架构使系统运行效率极高,并且配备OTA程序升级,这也是被很多造车新势力所吹捧的一大装备。

笔者有话说:

在如今的时代,无论是政策的引导还是市场的推广,新能源车逐渐在老百姓中走向普及,而消费者也从一张白纸,慢慢过渡为“不看广告看疗效”的行家里手,这迫使着上游的制造者需要在市场中投入更多的真功夫。

从江淮在iEV7S产品上所投入的五大黑科技来看,其液冷电池技术、高镍811电芯、双馈防冲击驾驶技术、单踏板能量回收等技术,在产品的硬核上下足了功夫。具体体现在消费者使用层面的,是温度适应性更强的电池组、能力密度更大/续航里程更高的电池组和更加出色的驾驶品质等等,可以说,高技术的背后带来的一定是使用层面的大幅提升。

文/新能源情报分析网(换个角度看车市)宋楠

评论列表

登录回复 登录 | 立即注册

回复

还可输入 800 字符