深度:研判一汽大众ID.4四驱版冬季低温工况技术状态

2022年1月早些时候,在一汽大众举办的“北纬45°零下30°C”的冬季测试活动中,新能源情报分析网评测组同事着重对ID.4 CROZZ电动汽车在冰雪路况电四驱系统扭矩在分配控制策、低温环境启动可靠性略研读和判定。

此前,新能源情报分析网已经对长宽高为4592\1852\1629mm、轴距2765mm,整车自重约为2.15吨的一汽大众ID.4 CROZZ后驱长续航版进行了综合测试。而此次测试的动力电池装载电量84.8度电、能量密度175Wh/Kg的ID.4 CROZZ四驱版,保留了最大输出功率150千瓦的后置“3合1”永磁同步电驱动系统,增加了1组最大输出功率80千瓦的前置“3合1”异步感应电驱动系统,进而总输出扭矩提升至460千瓦。

需要注意的是,老牌传统汽车制造厂的大众,特别将D.4 CROZZ前后电驱动系统输出扭矩设定为“前小后大”,足以让整车的操控设定向以性能赛道四驱车方向倾斜。而前置异步感应电驱动系统优势在于可以更长时间的持续释放最大扭矩、后置永磁同步电驱动系统的优势在低负载工况运行更省电。

1、ID.4 CROZZ在冰雪路况电四驱系统扭矩在分配控制策略:

在冰雪掺杂的查干湖上进行测试,ID.4 CROZZ的轮胎全部更换为凸出胎面月2-3mm的“订胎”,虽然抓地力得到大幅提升,不过人为改变了车辆出厂预设的冰雪用车环境所应对(整车及电四驱)控制策略。

在冰+雪+冰的湖面全油门加速时,ID.4 CROZZ车身没有抖动,在冰面的车轮会因为顺势扭矩分配过多,胎面附着力降低而产生更大的轮速差。

此时,ID.4 CROZZ的电四驱控制系统会频繁的在桥间调整扭矩分配比例,以便将更多的扭矩转移至轮胎附着力更大的前/后驱动桥。

在全部都是雪覆盖的湖面全油门加速时,ID.4 CROZZ车身没有抖动,肉眼可见的是后驱动桥的“3合1”永磁同步电驱动系统最先获得足够大的扭矩推动车辆前进,随后前置“3合1”异步感应电驱动系统获得的扭矩几乎感觉不到。

通过反打方向操作入弯,后置电驱动系统会持续输出扭矩推动车辆出弯,前置电驱动系统会间隔性输出扭矩保持车身姿态可控。

扭矩输出呈现“前轻后重”的ID.4 CROZZ在弯道中心可以通过快速反打方向,使得车辆处于轻微转向过度的状态,并根据车身侧滑幅度频繁加速,已达到快速出弯的目的。

频繁模拟在入弯前“怠速”滑行并弯心加速后,通过前后驱动桥扭矩的顺势大范围变化,引发转向过度的工况出现,既可以通过车身稳定系统的介入保持姿态可控;也可以通过修正方向同时降低扭矩输出而保持姿态可控。

在多冰少雪的湖面、全负载状态输出动力,ID.4 COOZZ会根据四条车轮与地面之间附着力进行前后驱动桥间扭矩分配。扭矩分配的策略主要包括四条车轮获得的扭矩与附着力之间的变化、车身加速时姿态是否可控、动力电池内诸多模组(电芯)温度差等。

在以雪为主间隔稍许冰面的封闭场地赛道,进行频繁加速、制动和不同角度转向的测试。根据车速不同、弯道角度不同,ID.4 CROZZ的车身稳定系统第一时间介入(双闪灯快速闪烁、安全带自动预紧),可以最大程度的保护驾乘人员安全。

通过模拟多种扭矩输出的测试后发现,ID.4 CROZZ的电四驱系统更倾向于适时电四驱控制策略。不够,在冰雪路况驾驶不会以行车速度作为四/两驱切换的唯一条件。前置“3合1”异步感应电驱动系统的引入,以保持车身姿态提高行车安全性为主,只有在后车轮附着力大幅小于前车轮时,后置“3合1”永磁同步电驱动系统会降低输出的扭矩,甚至以前驱为主。

2、ID.4 CROZZ四驱版在低温环境可靠性测试:

在评测之前的上午10时左右,ID.4 CROZZ处于满电状态并在-30°C至-25°C的低温环境静置约1.5小时,启动顺利且驾驶舱制暖系统运行正常。

在上午频繁完成全负载加速制动测试等场地科目过程中,相对更耗电的制暖系统适中运行,并保持驾驶舱温度处于26-28摄氏度范围且启动前后风挡玻璃除霜功能。

用于测试ID.4 CROZZ四驱版配置了节能效果更好的基于二氧化碳(冷媒)热泵空调系统。由韩昂提供的热泵空调系统,可以将电驱动系统的热量通过单独设定的回路转移至驾驶舱用于辅助制暖并降低电耗。而更加环保的二氧化碳作为冷媒,可以支持热泵空调运行最低温度下探至-20°C。

当然,在室外温度最低值-32°C的查干湖,ID.4 CROZZ四驱版的驾驶舱制暖系统所需要的热量,一部分来自电驱动系统的余热,另一部分则由额外设定的辅助PTC控制模组提供(车辆启动并使用一段时间,动力电池内部温度提升至5°C,PTC控制模组完全停止工作,热泵空调系统接手整车层面制暖需求)。

基本上到中午时,用于测试的4台ID.4 CROZZ四驱版的动力电池SOC值降至70-75%后,利用特别建设的开迈斯(CAMS)充电桩(充电功率80千瓦)进行补电。

为了降低充电过程中,因为低温导致动力电池热管理系统启动所耗费的充电功率和周期,而搭建篷房内最低温度也要在-5至-9°C范围。

从桩端显示,ID.4 CROZZ直流快充时电压为378.6伏、充电电流为79.23安。需要注意的是(2),开迈斯(CAMS)是与大众独家合作的充电方案供应商,理论上对一汽大众旗下的ID系列车型充电更友好。实际上,在开迈斯(CAMS)制造的多款直流充电桩上,可以人为设定充电电压和电流,降低充电过程动力电池热失控引发燃烧风险。

当然,与一汽大众合作的开迈斯(CAMS),将可以充电桩端操作且可以主动“限流”的功能交给车主,而不向某造车新势力以升级为由偷偷摸摸进行“锁电”,让车主吃了一个暗亏的操作更磊落。

3、ID.4 CROZZ车型平台综合优势:

ID.4 CROZZ四驱版的前至动力舱没有额外设定那种所谓的前备箱,而是将原本富裕的空间设定了1组空调系统(鼓风机、吹风伺服电机以及控制系统)。

白色箭头:空调系统

蓝色箭头:整车热管理循环管路补液壶

红色箭头:ZF提供的电液一体化制动系统(ABS阀体单独设定)

白色箭头:被空调系统遮蔽的前置“3合1”异步感应电驱动系统

强调空间利用率的“四轮四角”设定,和电驱动系统高度集成,都源自一汽大众ID.4 CROZZ车型基于正向开发的车型平台带来的红利。

在此前拆解一汽大众ID.4 CROZZ时发现,前部动力舱内的热泵空调系统以及OBC都被设定前副车架上,有效弥补了前桥轴荷降低的不足。

白色区域:搁置在前副车架上的空调与OBC

需要注意的是(3),ID.4 COOZZ的车身焊接以钢材质为主,两前纵梁截面面积较大,有助于在正面碰撞时分散冲击力;前副车架的前端也设定了用于承受低姿态碰撞时的吸能结构。

蓝色趋于:车身焊接端的吸能区域

变色区域:前副车架端的新能区域

红色箭头:钢材质前副车架

在拆除前后副车架、中置动力电池以及全部内饰之后,可见一汽大众ID.4 CROZZ车身焊接技术最真实状态。

红色箭头:后置“3合1”永磁同步电驱动系统降噪隔音罩(固定在车身焊接后地板下侧)

蓝色箭头:完整的将动力电池系统“镶嵌”在车身焊接下底板区域

白色箭头:车身焊接两侧的边梁在侧碰时吸收能量保护电池

上图为一汽大众ID.4 CROZZ车身焊接的后地板以及后排座椅支撑特写。

ID.4 CROZZ基于正向开发的车型平台,为电驱动系统和动力电池系统重新设计的车身焊接。这就使得后排乘员地板平直且没有因为预留排气管容纳空间导致的中央“凸起”。为了满足结构层面轻量化需求,取消了有“油改电”车最常见的燃油箱预留空间及后排座椅支撑焊接。

上图为一汽大众ID.4 CROZZ四驱版前悬架各分系统技术状态特写。

红色箭头:全铝材质前转向节

蓝色箭头:钢材质下A型摆臂

白色箭头:用于保护下A型摆臂的塑料护板

黄色箭头:转向机外拉杆

绿色箭头:前置“3合1”异步感应电驱动系统传动半轴

上图为一汽大众ID.4 CROZZ后驱长续航版前悬架各分系统技术状态特写。

蓝色箭头:全铝材质前转向节

黄色箭头:钢材质下A型摆臂

红色箭头:用于保护下A型摆臂的塑料护板

四驱版与其他后驱版的前悬架完全一致,只是因为多了1套前置“3合1”异步感应电驱动系统,而轴荷有所改变。全铝材质前转向节的引入,对降低簧下质量有所帮助,但是下A型摆臂依旧采用钢材质的做法有些保守了。

上图为一汽大众ID.4 CROZZ四驱版后悬架及后驱动系统技术状态特写。

白色箭头:钢材质后副车架

绿色箭头:全铝材质后悬架横拉杆

黑石箭头:全铝材质上控臂

蓝色箭头:全铝材质后转向节

红色箭头:后置“3合1”永磁同步电驱动系统总成

相对前悬架轻量化的不足,采用多连杆独立架构的后悬架轻量化更彻底,与更“德味儿”。从产品角看,ID.4 CROZZ后驱版应该是销售主力车型,而顶配的四驱版或处于“边缘”状态。因此,为了应对后置动力后轮驱动的设定,后悬架的轻量化程度显著,提高了操控性同时降低驱动用能耗。而销量占比绝大多数后驱版的前副车架本身的承载较低,采用成本更低的钢材质为主的架构足够了。

笔者有话说:

在低温环境测试的配置了热泵空调(二氧化碳冷媒)的一汽大众ID.4 CROZZ,车机系统使用良好;适时类电四驱系统系统扭矩在分配控制策略清晰;冰雪路况的操控性在车身稳定控制系统的伺服下表现出色。基于350伏电压平台的动力电池系统充电效率可圈可点。

当然,建议各位车主优先选择一汽大众指定供应商,开迈斯(CAMS)制造的大功率直流充电桩,除了“握手”速度更快兼容性更好之外,可以在高温环境主动设定充电电流和充电功率。

怎么说呢,传统老牌汽车制造厂商的德国大众,在全球不可逆的电动化过程中越走越稳,不仅仅在造车层面持续保持自己优势,在电动化构成中也展现出应该具备的专业能力。

新能源情报分析网评测组出品

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