研判:AITO问界M5直流快充整车热管理控制技术/策略

在4月晚些时候,新能源情报分析网评测组在室外最高温度处于32-34摄氏度的环境,对AITO问界M5进行直流快充整车热管理控制技术/策略展开了测试,并用热成像器材将伺服不同分系统冷却液携带的“热量”和“冷量”进行直观的展现。

备注:头图为热成像器材在白光环境,选择黑白高热模式拍摄。

由位于重庆的赛力斯制造的AITO问界M5,整车长宽高4770x1930x1625mm、轴距2880mm;由宁德时代提供的三元锂电池系统采用CTP(无模组)技术,装载电量为40度,支持直流(快充)和交流(慢充)充电功能;前置的“3合1”电驱动系统由赛力斯自行研发、且最大输出功率165千瓦,后置的“3合1”电驱动系统由华为提供发,最大输出功率150千瓦\200千瓦。

AITO问界M5搭载的一台全新的取消全部轮系的专用直列四缸1.5T发动机,拥有15:1最高压缩比、41%的超高热效率。作为唯一动力输出端与发电机关联这台四缸机最大输出功率92千瓦、最大发电功率75千瓦。

需要注意的是(1),取消了机械水泵及附属轮系(包括V型皮带)用全电动化的电子水泵替代,有助于为缸盖和缸体达成精准散热的功能,降低本身的热损失提升燃油效率。然而,赛力斯推出这台专用1.5T四缸机,可以有效应对低电量+高负载这种极端工况导致的震动,更可以为前后电机及动力电池系统输出足够的电量,使得车辆更长时间处于全时电四驱的状态。

在1月晚些时候,新能源情报分析网评测组对AITO问界M5的低能耗/高性能技术进行解读。主要针对整车在冬季低温环境多种工况的行车发电策略展开介绍。

此次针对相对高温环境,对AITO问界M5直流快充整车热管理控制技术/策略测试,以全电优先+SPORT模式高速行驶40公里,前后电四驱系统协同输出扭矩,动力电池SOC值降至66%。

需要注意的是(2),AITO问界M5在全电优先模式,混动专用四缸机是不启动的,只有动力电池SOC至降至预设阈值后才会启动、或怠速发电或行车发电。

在冬季,专用四缸机不启动时,驾驶舱制暖系统所需的热量源自PTC控制模组;专用四缸就启动后,携带热量的冷却液直接用于驾驶舱制暖;

在夏季,专用四缸机是否启动,驾驶舱制冷系统所需的冷量都源自电动压缩机,并且通过水冷板控制模组(为冷却液降温)为动力电池提供高温散热伺服。

在国家电网建设的60千瓦直流充电桩,为AITO问界M5进行大功率直流充电过程中,通过热成像器材将这台专用四缸机的冷热循环技术进行了直观展现。

上图为AITO问界M5前置动力舱各分系统细节状态特写。

红色箭头:用于动力电池高温散热和低温预热循环管路补液壶

蓝色箭头:用于专用四缸机、前后电驱动系统以及高压电控系统的循环管路补液壶

白色箭头:电动空调压缩机

AITO问界M5采用的EREV(增程式混动)策略,与PHEV完全不同,发动机-发电机输出的电量,或用于驱动前后电机、或存储至动力电池、或一部分电量用于驱动-一部分电量存储至动力电池。全部电量分配流程没有不需要变速器,这就意味着较高的机械传输损耗被压缩到最小状态(前后电机单级减速器-传动半轴存在损耗)。

开始进行大功率直流充电测试时,AITO问界M5的专用四缸机仍然没有启动(处于全电驱动状态),ERG阀体及冷却管路、排气管三元催化器防护罩的表面温度都处在10-38摄氏度范围。

在之前冬季测试过程,AITO问界M5专用四缸机启动运行后,相关分系统最高温度普标达到38-70摄氏度范围。

完成全部大功率直流充电流程后,可以从AITO问界M5的中央显示屏读取,充电电流、充电功率、动力电池SOC值等关键数据。AITO问界M5与其他在售主流EREV\PHEV\EV车型一样,支持预约充电,充电限制等功能。

其中,充电限制可以理解为由驾驶员手动操作,设定动力电池最高SOC值。在频繁使用大功率直流快充时,将充电限制设定在90%,有助于延长整体寿命。如果长期使用交流慢充或行车发电策略,这一功能相对不太重要了。

需要注意的是(2),AITO问界M5有一个十分贴心的燃油补电功能。激活燃油补电功能后,车辆处于怠速工况就会启动专用四缸机及发电机为动力电池充电。

动力电池SOC值充至69%,来自桩端显示充电电流84安、动力电池额定电压351.4伏(黄色箭头所指)、最高充电电压418.5伏(红色箭头所指)、电芯最高电压4.36伏(蓝色箭头所指)以及电芯最高温度27摄氏度(白色箭头所指)。

这一系列数据表明,AITO问界M5动力电池电压平台为350伏级,宁德时代提供的CTP动力电池电芯能量比较高、电芯最高温度27摄氏度,没有启动动力电池热管理系统的高温散热功能。

动力电池SOC值达到75%,AITO问界M5动力舱电子扇高速旋转,加强了主动散热效率。

上图是用热成像器材,在白光环境并选择加强色彩模式,拍摄的AITO问界M5动力舱各分系统表面温度变化的可视化特写。

白色区域:动力电池热管理系统循环管路补液壶的表面温度降至18摄氏度

白色箭头:专用四缸机+前后电驱动系统+高压电控系统共用循环管路补液壶表面温度26摄氏度

清晰可见的是,专用四缸就的循环管路以及缸盖及增压器外护板等分系统表面温度,都处于较低状态。这与此前一直全电驱动模式行驶有关。换句话说,全电驱动模式,AITO问界M5与一般EV车型完全一样。唯独在大功率直流充电时,受电压/电流影响,电芯温度从26/27摄氏度提升至34摄氏度时,动力电池热管理系统的高温散热功能被激活。

笔者有话说:

在对AITO问界M5进行大功率直流充电测试时,动力电池热管理系统高温散热功能激活的阈值(温度),低于其他同类型车辆。来自电动空调压缩机输出的冷量,经水冷板控制模组转换后的冷却液快速为CTP电池系统内的电芯降温。

由于采用EREV驱动技术,AITO问界M5不仅可以在充电时,在持续性全功率输出行车时也可以开启动力电池高温散热功能。为了保障CTP电池内部的温度处于预设值范围,电芯之间铺设的隔热材料并将承载冷却液的水道全部环绕。

围绕着动力电池安全设定以及由华为提供的2款后置电驱动系统的介绍,已经在以往稿件中指出。然而对于一家相对主流车厂没默默无闻的车厂,位于重庆的赛力斯却拥有者相当强悍的核心技术研发能力。

至AITO问界M5,已经是赛力斯系EREV车型第三代,尤其换装的这台专用四缸机从缸体材质、加工工艺、燃烧控制、以及全电动化改进的维度切入。目前行业内可以独立研发、量产、装车和量产高热值混动专用发动机的厂家,只有比亚迪、东风、奇瑞、长城以及赛力斯。

比对这5家本土品牌车厂的规模、体量看,厚积薄发的赛力斯所展现的硬实力不可小觑。随着与华为的持续合作,赛力斯品牌的软实力将得到持续加强。但是,一切的提升与发展,都是基于电动时代的核心技术电动化而来。

新能源情报分析网评测组出品

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