深度:独家解析爱驰U5动力电池热管理策略及续航表现

本文为新能源情报分析网原创发布,爱驰U5首款电动汽车使用的电驱动技术、车型平台、动力电池热管理策略及开启驾驶舱空调制冷模式续航里程等诸多关键信息的系列稿件。

2019年12月19日上市的爱驰U5新车共推出4款车型,补贴后售价19.79-29.21万元。不同配置的车型装载了不同容量的动力电池组,NEDC综合续航分别是403、503和623公里,较多的续航选择能够满足更多消费者的购车需求。

在《宋楠:独家解析爱驰U5电驱动及车型平台技术》一文中,重点解读爱驰U5的电驱动和车型平台技术状态。其中,爱驰U5适配的动力电池热管理系统采用较为独特的技术和策略,这在后续的测试中被体现出来。

1、爱驰U5的动力电池热管理策略:

对爱驰U5的动力电池热管理策略进行评测,新能源情报分析网采用1组热成像设备采集静态信息;1组热成像视频监测系统采集动态信息。

上图为爱驰U5在海南省万宁的清晨,通过热成像视频采集系统拍摄的“凉车启动”工况,车与人的热感应对比特写(视频截图)。

爱驰U5的前部动力舱外表温度为19.2摄氏度;环境温度约为19-20摄氏度;用于对比的人像头部温度约为29.8摄氏度。

为了获得最精准的爱驰U5动力电池及整车热管理策略,将车辆静置1个晚上后,第二天一早启动车辆并激活驾驶舱空调制冷和制暖系统。

首先开启驾驶舱空调制冷系统,出风口温度约为12.8摄氏度(红色箭头)。由于此时海南万宁温度普遍处在23-27摄氏度,不能达到激活动力电池热管理系统的高温散热阈值。随后开启驾驶舱空调制热系统,出风口温度提升33摄氏度。

在前文提及,爱驰U5的动力电池热管理系统循环管路采用1组PTC模组(制热)和1组水冷板模组(制冷)串联的模式。驱动电机、“2合1”充电模组、“2合1”高压用电系统总成构成1套循环管路;驾驶舱暖风系统单独构成1套循环管路;只不过,这两套单独设定循环管路只是共用同1组补液壶补液

红色箭头:动力电池高温散热和低温预热循环管路补液壶

蓝色箭头:单独设定电驱动系统循环管路和驾驶舱空调制热系统循环管路共享的1组补液壶

从最先的驾驶舱空调制冷模式转换至驾驶舱空调制热模式过程中,爱驰U5的动力舱2组循环管路补液壶温差并不大。“原地怠速”+驾驶舱空调制热系统激活运行时间3分钟后,热成像视频采集系统画面的对比越来越清晰。

备注:由于热成像仪工作原理,在温差不大的状态下,各分系统轮廓并不会十分清晰。随着温差增加,不同温度状态的分系统轮廓更加清晰、对比度增强。

上图为爱驰U5驾驶舱空调制热系统运行3分钟后,热成像视频监测设备拍摄到的动力舱内各分系统温度对比特写。

黑色箭头:动力电池热管理系统循环管路补液壶表面温度约为23摄氏度

白色箭头:单独设定电驱动系统循环管路和驾驶舱空调制热系统循环管路共享的1组补液壶表面温度约为30.9摄氏度

绿色箭头:通往驾驶舱空调制热系统管路表面温度约为67.9摄氏度

通过对比爱驰U5在“原地怠速”工况下,分别切换驾驶舱空调制冷模式和驾驶舱空调制热模式,并观察动力舱2组循环管路补液壶温度差,可以判断出整车及动力电池热管理策略特别之处。

动力电池高温散热和低温预热共用1套循环管路。电驱动系统、“2合1”充电系统总成及“2合1”高压用电系统总成单独设定1套循环管路,驾驶舱空调制热系统单独设定1套循环管路,但共享1组补液壶。

爱驰U5适配的驾驶舱空调制暖系统的暖风水箱,与动力电池热系统的低温预热管路共用1组7千瓦PTC模组。通过控制系统(模组)根据不同需求实时调节“3通”阀体的闭合状态,从而控制“热量”分配,以达到更加节能的效果。

如果单独开启驾驶舱空调制热系统,仅启动暖风循环的水泵,PTC模组低功率运行;在低温工况充电时,通过BMS系统计算,激活动力电池低温预热功能,适当启动PTC模组(控制输出功率)同时,优先满足动力充电工况低温预热需求,又达到节能的效果。

鉴于爱驰U5装备的独特的整车层面和动力电池层面的热管理技术及控制策略,在冬季普遍EV车型能耗提升的工况下将会表现得更加省电。

2、爱驰U5快充工况表现:

在多轮原地怠速”工况+驾驶舱空调制热模式测试后,对爱驰U5进行60千瓦快充测试。在海南万宁,笔者选取由南方电网建设的60千瓦快充桩。

上图为进行快充测试初始阶段,爱驰U5车身表面温度、充电桩表面温度以及工作人员表面温度的对比特写。此时,车身表面温度普遍处于19-21摄氏度;测试人员头部温度约为29.5摄氏度;环境温度最低约为17.9摄氏度。

白色箭头:充电线缆温度约为27摄氏度

备注:进行爱驰U5快充测试时,万宁刚刚下过小雨

采用60千瓦进行爱驰U5快充测试时,动力电池SOC值为52%、动力电池电芯温度最高点为24摄氏度、最低点为23摄氏度。

从爱驰U5车端获取,动力电池SOC值52%值53%,60千瓦快充电流可达到119.2安。

采用60千瓦进行爱驰U5快充测试时,动力电池SOC值为68%、动力电池电芯温度最高点为28摄氏度、最低点为27摄氏度。

笔者注意到,在全部的充电过程中(约25分钟),充电线缆温度始终没有超过28摄氏度(从最初22摄氏度升至27摄氏度,随着充电功率的降低温度下降至25.9摄氏度)。

由于环境温度处于较为舒适的25-29摄氏度,爱驰U5尽管处于60千瓦快充模式,电芯温度最高点也仅维持在28摄氏度,因此动力电池热管理系统的高温散热功能没有被激活(电芯温差仅为1摄氏度)。

3、爱驰U5驾驶舱空调制冷模式开启模式续航表现:

从海南万宁至三亚全程100公里路途中,笔者与同事共四人轮换驾驶爱驰U5在环岛高速公路(西段)进行续航里程测试。需要注意的是,在全部测试过程中,始终开启驾驶舱空调制冷模式,并将温度设定在22摄氏度、2挡出风量。

上图为使用热成像视频采集系统拍摄爱驰U5与传统车动态对比特写(视频截图)。画面中右侧车辆为爱驰U5、左侧车辆为传统燃油车。

白色箭头:爱驰U5底部热辐射处于较低状态(黄色区域)

绿色箭头:传统燃油车底部热辐射处于较高状态(红白色区域)

爱驰U5电动汽车前部进气格栅采用“全封闭”处理,有助于降低高速行驶中的风阻并保持动力舱内部温度处于适中状态。传统燃油车为了增加散热效率,采用开放的前部散热格栅(别克系部分PHEV车型,采用可关闭进气格栅技术),可以看到来自发动机散发的热效果(黑色箭头)。

实际上,爱驰U5的前部进气格栅与前保险杠上下段融为一体。白色涂层的保险杠上段完全没有设定散热格栅,只用于前组合灯与雷达探头固定。前保险杠下段采用黑色横格栅处理,降低目视识别度,提升整体造型完整度。

爱驰U5采用博格华纳提供的永磁同步驱动电机,最大输出功率140千瓦,最高转速10600转/分。通过比对这组驱动电机功率和扭矩曲线图并根据实际用车综合电耗比对,或可找到电机转速、行车速度以及百公里电耗的内在关联,以确定一个较为适合自己的行车习惯。

在双向两车道的海南环岛高速上,笔者驾驶爱驰U5始终开启驾驶舱空调制冷模式,并将车速适中保持在90-100公里/小时(最高限速120公里/小时),偶尔急加速超越前车以及制动保持前车安全距离。

最终抵达室外温度31摄氏度的三亚时,综合电耗为15.1度电/百公里(出发时并未充满电并对里程表清零)。

笔者有话说:

在短短2天时间,新能源情报分析网评测组也只能粗略的对爱驰U5的电驱动系统、车型平台技术、动力电池热管理策略、充放电效率及续航里程进行综合测试。由于测试期间万宁的气候处于舒适的23-27摄氏度,进行充电时不能激活动力电池热管理系统的高温散热功能(不能监测到温度点)、并且在全部测试过程中基本上都开启了驾驶舱舱空调制冷系统,不能真实的反应出爱驰U5的电驱动技术真实水平。

在测试过程中,笔者发现爱驰U5的动力电池热管理策略,有着与其他EV车型完全不同的技术设定。采用1组可以调节输出功率的PTC模组,为驾驶舱空调制热系统和动力电池热管理系统的低温预热功能进行双重伺服。并且单独使用的动力电池热管理系统循环管路,也采用“节电”倾向的设定,更是基于整车及动力电池总成等分系统控制的“软件”为自行研发的设定。

而“上钢下铝”的车型平台技术的引入,将爱驰U5车主用车成本降低同时,更提升了1、2线城市之外的区域在选择非授权服务站进行钣喷方面维修的便利性。

对于续航里程,笔者将会在2020年早些时候对爱驰U5高寒工况下的表现进行深度解析。

文/新能源情报分析网宋楠

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