宋楠:獨家研判吉利「幾何 A」動力電池熱管理策略(3)

2020-12-22 易車網



「號稱東半球最號的電動汽車」的吉利「幾何 A」將於2019年4月上市。此前,新能源情報分析網對吉利「幾何 A」的外觀、內飾和配置做了詳細報導。吉利「幾何 A」電動汽車擁有兩個車型版本,NEDC工況綜合續航裡程410公裡車型;NEDC工況綜合續航裡程500公裡車型。這兩個不同續航裡程車型,搭載相同的電驅動系統和車型平臺。

本文為新能源情報分析網獨家發布的研判吉利「幾何 A」電動汽車系列組稿之三篇。

1、吉利「幾何 A」的電驅動技術:

上圖為吉利「幾何 A」動力艙(拆除防塵罩)技術狀態特寫。

藍色箭頭:「2合1」高壓配電總成(PDU和OBC)

綠色剪頭:驅動電機控制系統

藍色箭頭:伺服電驅動系統散熱循環管路補液壺

紅色箭頭:液態高溫散熱低溫預熱循環系統補液壺

白色箭頭(左側):水冷板模塊(製冷)

白色箭頭(右側):PTC模塊(制熱)

吉利「幾何 A」適配的「2合1」高壓配電系統,以幾乎相同的技術狀態也被用在帝豪GSe上。反而是驅動電機控制系統和DCDC,在硬體層面進行了小型化和輕量化。

上圖為吉利「幾何A」伺服動力電池熱管理系統和空調系統的水冷板模塊(製冷)和PTC模塊(制熱)細節特寫。

空調管路與動力電池循環管路匯總在一起的水冷板模塊(橘色箭頭),起到「冷交換」作用。空調開啟後,製冷劑(R134A)被冷卻後,1路向駕駛艙輸送「冷量」,1路向水冷板模塊輸送「冷量」。在水冷板模塊聚集的「冷量」與動力電池循環管路冷卻液進行「冷交換」。冷卻後的冷卻液,通過電子水泵向動力電池總成內部循環,為電芯進行散熱。

PTC模塊(紅色箭頭)被來自動力電池輸出的電量激活,為動力電池循環管路內的冷卻液進行制熱。被制熱的冷卻液,1路向駕駛艙輸送「熱能」,1路向動力電池內部輸送熱能(為電芯進行制熱)。

紅色箭頭:動力電池熱循環管路補液壺

黃色箭頭:電驅動系統循環管路補液壺

白色箭頭:水冷板模塊(製冷)

吉利「幾何A」的電驅動系統設定,源自帝豪GSe電動汽車並進行了分系統模塊的小型化和輕量化(迭代式進化)。電驅動系統(驅動電機、電機控制器總成、OBC和PDU總成)由散熱循環管路伺服(120kPA壓力);動力電池熱管理系統及駕駛艙空調系統,共用1套循環管路。PTC模塊(制熱)和水冷板模塊(製冷)串聯在一個循環管路(35-50kPA壓力)。

2、吉利「幾何 A」的動力電池熱管理策略(常溫狀態):

通過熱成像儀,筆者獲取吉利「幾何A」電動汽車行駛30公裡後(不開啟駕駛艙空調和暖風)動力總成熱輻射信號。

由上圖可見,吉利「幾何A」的PTC模塊(制熱)和水冷板模塊(製冷)及連接管路的溫度,與驅動電機控制總成、電驅動系統循環管路表面溫度產生較小差異。

連接PTC模塊(制熱)和水冷板模塊(製冷)的管路表面溫度為24.1攝氏度,PTC模塊(制熱)表面溫度為24.5攝氏度。外界最低溫度為8.5攝氏度,電驅動控制模塊表面溫度約為15攝氏度。

紅色箭頭:PTC模塊(制熱)和水冷板模塊(製冷)共用循環管路補液壺溫度約為20攝氏度

白色箭頭:動力艙駕駛員一側的保險盒溫度約為24攝氏度

進一步對比電驅動系統循環管路補液壺和動力電池熱管理系統補液壺溫度。

紅色箭頭:電驅動系統循環管路補液壺表面溫度約為13攝氏度

白色箭頭:動力電池熱管理系統循環管路補液壺溫度20.8攝氏度。

月7度的溫差,或許可以證明,吉利「幾何A」在外部溫度處於5-15攝氏度,不開啟駕駛艙空調(製冷和制熱)前提下,動力電池熱管理系統僅進行正常的冷卻液循環伺服,而不會激活PTC模塊(制熱)和水冷板模塊(製冷)。讓動力電池熱管理系統,以較低功耗進行正常伺服。

筆者將吉利「幾何A」駕駛艙空調製熱模式開啟,並設定為26攝氏度、2擋出風量、內循環狀態。

隨即原地「怠速」運行3分鐘後,駕駛艙出風口溫度提升至44.9攝氏度(最高)。

上圖為吉利「幾何A」開啟駕駛艙空調製熱模式後,動力艙各分系統熱輻射信號對比特寫。

橘色箭頭:電驅動系統循環管路補液壺表面溫度約為10攝氏度

紅色箭頭:動力電池熱管路系統循環管路補液壺表面溫度約為56攝氏度

綠色箭頭:PTC模塊(制熱)表面溫度為67.1攝氏度

白色箭頭:PTC模塊(制熱)向駕駛艙輸送冷卻液的管路表面溫度約為64攝氏度

顯然,在開啟駕駛艙空調製熱模式後,PTC模塊(制熱)第一時間啟動,並以動力電池輸出的電量為驅動,對管路內冷卻液進行加熱。

橘色箭頭:吉利「幾何A」的電驅動系統循環管路主電子水泵

通過這組電子水泵,為串聯驅動電機、驅動電機控制總成、PDU和OBC「2合1」總成的循環管路提供高達120kPA壓力的循環私服。

在開啟駕駛艙空調製熱模式,伺服電驅動系統循環管路電子水泵溫度依舊處於21.2攝氏度。

當吉利「幾何A」駕駛艙空調製熱模式開啟5分鐘後,PTC模塊(制熱)表面溫度提升至70.2攝氏度。然而動力艙內其他不參與制熱的分系統表面溫度則普遍處於20攝氏度左右。

通過吉利「幾何A」未開啟空調製熱模式,開啟空調製熱模式,動力艙諸多分系統溫度前後對比可知:將來自動力電池輸出的非驅動用電量的利用率提升,體現了整車在動力電池熱管理策略高效化和多種渠道能量回收並利用手段多樣化。

低未開啟空調製熱模式並行駛(低負載)一段時間後,吉利「幾何A」的電驅動系統溫度依靠自燃升溫提升至20攝氏度左右。

原地「怠速」+駕駛艙空調製熱模式開啟3分鐘、5分鐘後,吉利「幾何A」電驅動系統循環管路溫度依舊保持在20攝氏度左右。

原地「怠速」+駕駛艙空調製熱模式開啟3分鐘、5分鐘後,吉利「幾何A」PTC模塊(制熱)持續升溫至70攝氏度(最頂點)。然後在駕駛艙儀表臺出風口溫度保持在45攝氏度(駕駛艙空間溫度保持在24-28攝氏度區間),PTC模塊(制熱)採取間歇性運行模式(啟停、啟停)以保證溫度和電耗處於一個平衡狀態。

3、吉利「幾何A」的獨有的電池技術:

在吉利「幾何A」的北京進行深度試駕會上,官方發布了一些動力電池最新技術,並再次確認搭載「811」高鎳三元鋰電芯的車型將會在2019年9月之後上市。

適配吉利「幾何A」的「811」高鎳電芯、模組及動力電池總成,由寧德時代提供。由於這組能量密度達到182.44wh/kg的動力電池總成,使用了吉利自行開發的熱管理技術並優化布放位置(適配在整車B\C柱間),使得電池總成保證主被動安全前提下進行了輕量化,以此提升能量密度。

較上一代帝豪GSe電動汽車動力電池熱管理策略再次提升,吉利「幾何A」可以在-30攝氏度至55攝氏度(外界溫度)使用,並自行激活動力電池高溫散熱和低溫預熱功能。

重要的是,在吉利「幾何A」上,增加了全新的「收集滾動部件產生的熱能,並導入、存儲至熱管理系統,力爭降低動力電池非驅動用電耗」的技術標定。

筆者有話說:

「既有面子又有裡子」,吉利從未放棄電動汽車應該具備的差異化的外觀、內飾,電動化的人機互動系統的設定。然而,吉利更注重電動汽車本來應該具備的高效的電驅動技術、保證安全的動力電池熱管理策略的精準化。

新能源情報分析網將會在隨後,對吉利「幾何A」高溫環境的充放電兼容性,動力電池熱管理策略(高溫散熱)深度解析。

未完待續。。。

文/新能源情報分析網宋楠

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