宋楠:独家解析江淮iEV7S多种模式温度热成像信号

在此前,笔者已经连续撰写了3篇关于江淮系新能源“三电”系统和动力电池热管理技术的系列稿件。本文为笔者首次使用某型热红外成像系统,评测电动汽车多种使用模式下的温度热辐射信号技术解读稿件。

1、为什么要对电动汽车热成像信号研判、分析和整理:

在大多数军用技术装备研发和装备环节,热(辐射)成像信号要尽量降低,或者与作战环境背景靠近。否则,容易被地方用热成像、红外、微光等侦查手段获取,影响战术突袭达成度。

热成像信号的构成,源于动力、传动、散热以及电子设备使用环节,向外界“热交换”过程产生。通过均衡不同热源的功率,并加以不同配方的涂层抑制热信号发散,可有效降低己方被热侦查手段发现几率。

对于电动(混动)汽车而言,驱动电机、电机控制器、高压用电单元、整车控制系统、动力电池总成、热管理系统的热辐射特征,可以更加直观的反应整车的集成度,以及在不同使用模式不同北京环境下的可靠性表现。

尤其在极高温度、极寒温度、急加速、空调制冷和制热、快速充电模式下,整车热辐射信号的变化,更可以体现出厂家对热管理系统精准温度控制的把控能力,间接反映厂商在核心技术掌握的状态。

因此,笔者将会对每台测试的电动(混动)汽车的“三电”系统,尤其是动力电池热管理系统热辐射信号精准记录,并通过资料整理成文,尽可能让读者清晰理解并获取整车和厂商的技术状态。

2、江淮iEV7S动力电池热管理系统工作原理:

作为电动汽车最关键的“3电(电机、电池和控制)”系统,动力电池总成受内部和外部温度变化,会影响续航里程、充电速度以及整车安全性能。

动力电池总成,由电芯、以及电芯构成的模组构成,然而由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。然而,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iEV7S电动汽车动力电池热管理系统无论散热还是预热模式,都是BMS系统控制策略一部分。为的是保证动力电池通过液冷管路,将冷和热两种能量,通过扁管影响电芯,使其保证在预设的温度范围使用。

动力电池内部管路主要由冷却扁管和多通快插管路构成,布置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。散热模式下,冷却液经过电子水泵,泵入运行的电池冷却器,经过未启动的水加热器(保持管路畅通),为动力电池散热。

预热模式下,冷却液经过电子水泵,泵入未启动的电池冷却器(保持管路畅通),经过启动的水加热器,为动力电池预热。

在笔者连续5年对江淮iEV7S测试时间段,最高室外温度16摄氏度,最低室外温度8摄氏度。重点记录江淮iE7S电动汽车,静止一晚后,第二天凉车启动、不开启空调综合续航里程、开启制热空调综合续航里程、快速充电和家用220V慢充模式的热辐射信号。

江淮iEV7S电动汽车,适配一组39度电三元锂电池组件,一组最大输出功率85千瓦的永磁同步电机。与其他品牌型号电动汽车不同的是,扣除补贴后售价9.35万元,最大续航360公里的江淮iEV7S,可以让驾驶员认为选择充电模式、开启电池预热等功能,并可以直观监控续航里程、电驱动和空调系统电量分配状态。

充满电后,江淮iEV7S续航里程280公里,在D挡经济模式下,续航里程最大达到360公里,每度电最大可行驶8公里。

3、不同使用模式的江淮iEV7S热辐射信号解读:

静止一晚后,用这款FLIRe8型热成像仪扫描江淮iEV7S左前45度。

上图为静止一晚的江淮iEV7S热成像信号图谱。最低温度零下2.8摄氏度,温度柱状表最高温度为7.7摄氏度,测温区域最高最高温度7.9摄氏度。

黑色箭头:江淮iEV7S折射的温度较高区域温度不高于7.9摄氏度

绿色箭头:江淮iEV7S进气前格栅区域温度约为7.5摄氏度

白色箭头:前机盖副驾驶员端和驾驶舱温度约为2.8摄氏度(深蓝色)

蓝色箭头:驾驶员一侧外后视镜附近,也是测试最高温度点7.9摄氏度

上图为笔者驾驶江淮iEV7S电动汽车,不开启制热空调模式下,在包括六环路、4环路、二环路、京通快速路以及市区等综合路况行驶100公里后热辐射信号特写。

白色箭头:温度最低点-17.9摄氏度的的天空

黄色箭头:温度不超过16.5摄氏度的铺装路面

红色箭头:温度约为12摄氏度的驾驶舱(未开启制热空调)

蓝色箭头:温度约为5摄氏度的前部动力舱

绿色箭头:测温区域温度最高点16.5摄氏度的副驾驶员一侧前车轮

上图为江淮iEV7S电动汽车动力舱细节特写。

黄色箭头:动力电池液态制冷和制热循环管路补水壶

红色箭头:驱动电机、电机控制模块、充电机和高压配电模块液态循环管路补水壶

白色箭头:驱动电机控制模块

蓝色箭头:高压配电模块

绿色箭头:充电机

江淮iEV7S电动汽车的动力电池总成,由18560型电芯构成,装载电量39度电。在适配液冷偏管技术后,在极寒环境的负20摄氏度时开启电池预热模式,各个电芯之间最终温差5摄氏度左右;在高温环境的急加速和急减速等最恶劣工况,开启制冷模式各电芯之间温差7摄氏度左右;车辆正常行驶工况,各电芯之间温差处于3摄氏度以内。

江淮iEV7S电动汽车的电子水泵需求功率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。

显然,江淮iEV7S电动汽车最关键的就是动力电池热管理系统。在不同使用环模式下,动力电池热管理系统要保持电芯温度处于正常范围。制冷或制热模式下,通过电子水泵伺服做工进行液态管路循环。

由此导致驱动电机、各控制分系统以及两套热管理循环管路温度差异。并通过热成像仪可以直观看到不同分系统热辐射信号差异。

上图为行驶100公里后,江淮iEV7S动力舱内各分系统热成像信号。

联塑三次测量江淮iEV7S动力舱热辐射信号,最低温度8.2摄氏度,最高温度20.6摄氏度。

最高温度分系统为驱动电机控制模块,19.9摄氏度。动力舱防火墙热辐射信号仅次于驱动电机控制模块,高压配电模块温度约在12摄氏度左右。

上图为江淮iEV7S电动汽车动力电池液态冷却和制热循环管路补液壶热辐射信号特写。

最低温度11摄氏度,最高温度19.5摄氏度的测量范围内,补液壶外壳上端温度11摄氏度,侧面温度约为17摄氏度。

黄色箭头:高压配电模块外壳表面温度约为13摄氏度

白色箭头:充电机外壳表面温度较高,约为25.1摄氏度

白色箭头:充电机表面温度热辐射信号

黄色箭头:链接充电机、高压配电模块的液态循环管路

行驶150公里后,在国家电网快充桩,对江淮iEV7S进行快充模式下的热辐射信号监测。

行驶约150公里后,剩余电量54%,在拥堵的北京市区和不同级别高速公路行驶总续航里程超过300公里,还是值得肯定

最大充电电流98.7安,电芯温度从25摄氏度,提升至29摄氏度,并持续充电15分钟后,开始对江淮iEV7S电动汽车动力舱分系统热辐射信号监测。

多次测试之后,江淮iEV7S电动汽车动力舱各分系统最高温度为20摄氏度,最低温度为7.4摄氏度。

黑色箭头:温度最高为保险盒20.4摄氏度

白色箭头:驱动电机控制模块温度约为18.5摄氏度(监测区域最高温度)

蓝色箭头:充电机温度高于高压配电模块,温度几乎与驱动电机模块相当,约为18摄氏度

黄色箭头:动力电池液态制冷和制热循环管路膨胀水壶温度为7.4摄氏度(监测区域最低温度)

快充结束后,笔者驾驶江淮iEV7S电动汽车并开启空调制热模式行驶30分钟,原地怠速状态监测整车热辐射信号。

由于行驶过后,轮胎、轮毂及制动分泵留有余温,热辐射信号较为明显,温度约为20摄氏度。前部动力舱及格栅处温度适中,约为15摄氏度。制热空调开启至31摄氏度,驾驶舱内文出风口温度为41摄氏度,前风挡玻璃热辐射信号显著,温度为23.7摄氏度。

在关闭空调并停车后20分钟,驾驶舱温度持续降低至8摄氏度接近背景温度。

有意思的是,笔者在对江淮iEV7S不同驾驶模式下测试全部过程中,无论快充环节,还是制热空调开启,动力电池热管理循环系统都未启动。

全部分系统的热成像信号最突出的是驱动电机,其次为充电机,防火墙热辐射信号弱于驱动电机。鉴于动力电池热管理循环系统并未启动,由此判定电芯温度处于较为正常25-30摄氏度。在启动制热空调之后,驾驶舱内温度提升显著;关闭整车20分钟后,驾驶舱温度降低缓慢。

笔者有话说:

综合江淮iEV7S电动汽车不同模式下热辐射信号变化状态,笔者认为,整车动力舱温度最大温差不超过20摄氏度,最小温差仅为13摄氏度。

驾驶舱内制热空调开启后,温度上升迅速且PTC加温器功率约1千瓦,但是热管理循环系统并未启动,因此功率0.09千瓦的电子水泵也没有开启。关闭制热空调后20分钟,驾驶舱温度逐步降低至与背景温度将近的8摄氏度,证明保温状况良好。

因此,笔者有理由认为扣除补贴后售价9.35万元,最大续航360公里的江淮iEV7S电动汽车,动力电池热管理系统表现优秀。

至于不同模式下综合续航里程和充电兼容性表现,将在后续评测稿件体现。

文/新能源情报分析网(换个角度看车市)宋楠

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