研判:AITO問界M5直流快充整車熱管理控制技術/策略

新能源情報分析 發佈 2022-05-03T10:13:43.776809+00:00

在4月晚些時候,新能源情報分析網評測組在室外最高溫度處於32-34攝氏度的環境,對AITO問界M5進行直流快充整車熱管理控制技術/策略展開了測試,並用熱成像器材將伺服不同分系統冷卻液攜帶的「熱量」和「冷量」進行直觀的展現。備註:頭圖為熱成像器材在白光環境,選擇黑白高熱模式拍攝。

在4月晚些時候,新能源情報分析網評測組在室外最高溫度處於32-34攝氏度的環境,對AITO問界M5進行直流快充整車熱管理控制技術/策略展開了測試,並用熱成像器材將伺服不同分系統冷卻液攜帶的「熱量」和「冷量」進行直觀的展現。

備註:頭圖為熱成像器材在白光環境,選擇黑白高熱模式拍攝。

由位於重慶的賽力斯製造的AITO問界M5,整車長寬高4770x1930x1625mm、軸距2880mm;由寧德時代提供的三元鋰電池系統採用CTP(無模組)技術,裝載電量為40度,支持直流(快充)和交流(慢充)充電功能;前置的「3合1」電驅動系統由賽力斯自行研發、且最大輸出功率165千瓦,後置的「3合1」電驅動系統由華為提供發,最大輸出功率150千瓦\200千瓦。

AITO問界M5搭載的一台全新的取消全部輪系的專用直列四缸1.5T發動機,擁有15:1最高壓縮比、41%的超高熱效率。作為唯一動力輸出端與發電機關聯這台四缸機最大輸出功率92千瓦、最大發電功率75千瓦。

需要注意的是(1),取消了機械水泵及附屬輪系(包括V型皮帶)用全電動化的電子水泵替代,有助於為缸蓋和缸體達成精準散熱的功能,降低本身的熱損失提升燃油效率。然而,賽力斯推出這台專用1.5T四缸機,可以有效應對低電量+高負載這種極端工況導致的震動,更可以為前後電機及動力電池系統輸出足夠的電量,使得車輛更長時間處於全時電四驅的狀態。

在1月晚些時候,新能源情報分析網評測組對AITO問界M5的低能耗/高性能技術進行解讀。主要針對整車在冬季低溫環境多種工況的行車發電策略展開介紹。

此次針對相對高溫環境,對AITO問界M5直流快充整車熱管理控制技術/策略測試,以全電優先+SPORT模式高速行駛40公里,前後電四驅系統協同輸出扭矩,動力電池SOC值降至66%。

需要注意的是(2),AITO問界M5在全電優先模式,混動專用四缸機是不啟動的,只有動力電池SOC至降至預設閾值後才會啟動、或怠速發電或行車發電。

在冬季,專用四缸機不啟動時,駕駛艙制暖系統所需的熱量源自PTC控制模組;專用四缸就啟動後,攜帶熱量的冷卻液直接用於駕駛艙制暖;

在夏季,專用四缸機是否啟動,駕駛艙製冷系統所需的冷量都源自電動壓縮機,並且通過水冷板控制模組(為冷卻液降溫)為動力電池提供高溫散熱伺服。

在國家電網建設的60千瓦直流充電樁,為AITO問界M5進行大功率直流充電過程中,通過熱成像器材將這台專用四缸機的冷熱循環技術進行了直觀展現。

上圖為AITO問界M5前置動力艙各分系統細節狀態特寫。

紅色箭頭:用於動力電池高溫散熱和低溫預熱循環管路補液壺

藍色箭頭:用於專用四缸機、前後電驅動系統以及高壓電控系統的循環管路補液壺

白色箭頭:電動空調壓縮機

AITO問界M5採用的EREV(增程式混動)策略,與PHEV完全不同,發動機-發電機輸出的電量,或用於驅動前後電機、或存儲至動力電池、或一部分電量用於驅動-一部分電量存儲至動力電池。全部電量分配流程沒有不需要變速器,這就意味著較高的機械傳輸損耗被壓縮到最小狀態(前後電機單級減速器-傳動半軸存在損耗)。

開始進行大功率直流充電測試時,AITO問界M5的專用四缸機仍然沒有啟動(處於全電驅動狀態),ERG閥體及冷卻管路、排氣管三元催化器防護罩的表面溫度都處在10-38攝氏度範圍。

在之前冬季測試過程,AITO問界M5專用四缸機啟動運行後,相關分系統最高溫度普標達到38-70攝氏度範圍。

完成全部大功率直流充電流程後,可以從AITO問界M5的中央顯示屏讀取,充電電流、充電功率、動力電池SOC值等關鍵數據。AITO問界M5與其他在售主流EREV\PHEV\EV車型一樣,支持預約充電,充電限制等功能。

其中,充電限制可以理解為由駕駛員手動操作,設定動力電池最高SOC值。在頻繁使用大功率直流快充時,將充電限制設定在90%,有助於延長整體壽命。如果長期使用交流慢充或行車發電策略,這一功能相對不太重要了。

需要注意的是(2),AITO問界M5有一個十分貼心的燃油補電功能。激活燃油補電功能後,車輛處於怠速工況就會啟動專用四缸機及發電機為動力電池充電。

動力電池SOC值充至69%,來自樁端顯示充電電流84安、動力電池額定電壓351.4伏(黃色箭頭所指)、最高充電電壓418.5伏(紅色箭頭所指)、電芯最高電壓4.36伏(藍色箭頭所指)以及電芯最高溫度27攝氏度(白色箭頭所指)。

這一系列數據表明,AITO問界M5動力電池電壓平台為350伏級,寧德時代提供的CTP動力電池電芯能量比較高、電芯最高溫度27攝氏度,沒有啟動動力電池熱管理系統的高溫散熱功能。

動力電池SOC值達到75%,AITO問界M5動力艙電子扇高速旋轉,加強了主動散熱效率。

上圖是用熱成像器材,在白光環境並選擇加強色彩模式,拍攝的AITO問界M5動力艙各分系統表面溫度變化的可視化特寫。

白色區域:動力電池熱管理系統循環管路補液壺的表面溫度降至18攝氏度

白色箭頭:專用四缸機+前後電驅動系統+高壓電控系統共用循環管路補液壺表面溫度26攝氏度

清晰可見的是,專用四缸就的循環管路以及缸蓋及增壓器外護板等分系統表面溫度,都處於較低狀態。這與此前一直全電驅動模式行駛有關。換句話說,全電驅動模式,AITO問界M5與一般EV車型完全一樣。唯獨在大功率直流充電時,受電壓/電流影響,電芯溫度從26/27攝氏度提升至34攝氏度時,動力電池熱管理系統的高溫散熱功能被激活。

筆者有話說:

在對AITO問界M5進行大功率直流充電測試時,動力電池熱管理系統高溫散熱功能激活的閾值(溫度),低於其他同類型車輛。來自電動空調壓縮機輸出的冷量,經水冷板控制模組轉換後的冷卻液快速為CTP電池系統內的電芯降溫。

由於採用EREV驅動技術,AITO問界M5不僅可以在充電時,在持續性全功率輸出行車時也可以開啟動力電池高溫散熱功能。為了保障CTP電池內部的溫度處於預設值範圍,電芯之間鋪設的隔熱材料並將承載冷卻液的水道全部環繞。

圍繞著動力電池安全設定以及由華為提供的2款後置電驅動系統的介紹,已經在以往稿件中指出。然而對於一家相對主流車廠沒默默無聞的車廠,位於重慶的賽力斯卻擁有者相當強悍的核心技術研發能力。

至AITO問界M5,已經是賽力斯系EREV車型第三代,尤其換裝的這台專用四缸機從缸體材質、加工工藝、燃燒控制、以及全電動化改進的維度切入。目前行業內可以獨立研發、量產、裝車和量產高熱值混動專用發動機的廠家,只有比亞迪、東風、奇瑞、長城以及賽力斯。

比對這5家本土品牌車廠的規模、體量看,厚積薄發的賽力斯所展現的硬實力不可小覷。隨著與華為的持續合作,賽力斯品牌的軟實力將得到持續加強。但是,一切的提升與發展,都是基於電動時代的核心技術電動化而來。

新能源情報分析網評測組出品

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