綜合研判廣汽新能源AION LX四驅版之電驅動技術篇

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2019年10月,廣汽新能源AION LX電動汽車上市,扣除補貼後售價24.96-34.96萬元,長寬高4786x1935x1685、軸距2920mm,搭載由寧德時代提供的590規格811高鎳三元鋰電芯、裝載電量93度電、能量密度180Wh/kg的動力電池總成,NEDC續航里程為650公里且具備Level3級別的自動駕駛輔助功能。

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新能源情報分析網將對廣汽新能源AION LX四驅版的車型平臺、電驅動系統(包括動力電池熱管理策略)進行全向研判,並2020年結合中國新能源整車市場發展,以及來自造車新勢力與合資品牌的競爭態勢深度解析。

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至2020年4月,網絡上極少有對廣汽新能源AION LX電動汽車電驅動技術的介紹或評測稿件刊發。由於在售的AION LX的動力艙標配了1組全封閉的防塵蓋板,而不能直觀的對電驅動系統及動力電磁和熱管理系統的技術狀態進行分辨。

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感謝廣汽新能源廣汽新能源北京鑫敏恆體驗中心(北京市大興區金盛大街頂佳文化創業園西門)提供的NEDC續航里程600公里Aion LX四驅版試乘試駕車用於深度評測。

1、廣汽新能源AION LX電驅動技術:

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上圖為將前部動力艙防塵改版拆掉後的各分系統技術狀態特寫。

紅色箭頭:由華為提供的10千瓦集成電源藍色箭頭:由安波福(德爾福)提供的PDU高壓控制系統總成

綠色箭頭:“3合1”電驅動系統總成+“2合1”高壓控制系統總成+華為提供的集成電源共用1套高溫散熱循環管路的補液壺(80kPA壓力)

藍色箭頭:駕駛艙空調製熱系統的補液壺

在廣汽新能源量產AION LX之前,推出國1款EREV車型、1款PHEV車型以及3款EV車型。其中AION S與AION LX共用1個系列“3合1”電驅動系統總成以及PDU高壓控制系統。但是AION LX動力電池熱管理技術和策略在AION S基礎上進行了技術提升、架構簡化和控制策略的優化。

作為重要技術亮點,廣汽新能源AION LX換裝了1套熱泵空調系統+將驅動電機熱量導入動力電池總成循環管路的熱管理控制策略。對於廣汽AION LX動力電池熱管理策略的解析,將在後文有所涉及。

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華為提供的10千瓦OBC具備兩種工作模式,在220V家用電(隨車標配的充電樁)伺服下充電功率峰值為6.6千瓦;在380V動力電伺服下充電功率峰值為10千瓦。需要注意的是,在220V家用電+充電盒構成的“飛線”式充電模式,整車可用充電功率為3.3千瓦。而AION LX獨具特色的10千瓦充電功率的設定,與奧迪e-Tron的家用和公共充電策略相吻合。

另外,廣汽新能源AION LX集成華為提供的10千瓦OBC系統帶來的更豐富的充電策略同時,也預示著華為的新能源車用分系統供應商的業務正式開啟。

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採用4組輕質化的鐵片(紅色箭頭),將電驅動系統循環管路補液壺固定在車身焊接輪室罩。這組補液壺標註的內部壓力值為80kPA。由於“3合1”電驅動系統以及PDU高壓控制系統及OBC控制模塊

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採用3組輕量化的鐵片(紅色箭頭),將駕駛艙空調製熱系統的補液壺固定在車身焊接輪室罩。這組補液壺標註的內部壓力值為140kPA。

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上圖為廣汽新能源AION S前部動力艙各分系統細節特寫。

左側的2組循環管路補液壺分別伺服動力電池熱管理系統的高溫散熱系統(上端、同為80kPA壓力)、電驅動及控制系統高溫散熱系統和低溫預熱系統(下端、140kPA壓力);右側的補液壺則用於駕駛艙空調製暖系統。單獨設定的OBC控制模塊由杭州富電科技提供、PDU+DCDC“2合1”高壓控制系統總成為安波福(德爾福)提供。

AION S配置了3套循環管路和相應的熱管理控制策略,由杭州富電科技提供且體積較大的OBC控制模組;AION LX保留了1套電驅動系統高溫散熱循環管路同時,將動力電池熱管理系統(製冷和制暖)和駕駛艙空調(製冷和制暖)合併至熱泵空調系統(共用1套補液壺)。

2、廣汽新能源AION LX整車熱管理系統控制策略:

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實際上,廣汽新能源AION LX配置的熱管理系統技術和控制策略,由部分基於特斯拉Model X的電驅動熱管理控制系統的“大循環”-動力電池熱管理系統“中循環”-駕駛艙熱管理系統的“小循環”技術架構同時,與引入全新的熱泵空調系統相結合的技術架構。在熱泵空調系統作用下為電驅動系統、動力電池系統和駕駛艙,可以同時或分別提供夏天製冷和冬季制熱伺服。

在非充電的低溫環境啟動工況,電驅動系統開始運行,驅動電機(行車)產生的熱量通過冷卻液為動力電池提供低溫預熱伺服同時,熱泵空調向駕駛艙輸出熱量。

在低溫環境充電時,車載熱泵空調(引入充電樁電量)向動力電池或駕駛艙提供低溫預熱伺服,提升充電效率和用車舒適性。

在非充電的高溫環境啟動工況,電驅動系統和控制系統接收熱泵空調輸出的冷量進行強制散熱(根據溫度決定是否採用自燃冷卻)伺服。

在高溫環境充電時,車載熱泵空調(引入充電樁電量)向動力電池或駕駛艙提供高溫散熱伺服,提升充電安全性和用車舒適性。

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在引入熱本空調同時,廣汽新能源AION LX對電驅動系統及動力電池進行高溫散熱伺服,仍然需要水冷板模塊對冷卻液進行“冷量交換”。

黃色箭頭:固定在防火牆的水冷板控制模塊

紅色箭頭:從熱本空調壓縮機至水冷板控制模塊的空調高壓管路(將冷量輸送至水冷板控制模塊)

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簡單的說,基於特斯拉Model X的整車熱管理控制策略,廣汽新能源AION LX具備對電驅動和控制系統進行低溫預熱和高溫散熱(主動冷卻和自燃冷卻)能力,對動力電池熱具備引入電驅動系統熱量進行低功耗預熱的功能。而標配的熱泵空調系統,主要的優勢在對包括電驅動、動力電池和駕駛艙熱管理系統所需的熱(冷)量低功耗伺服以及精準的在分配能力。

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廣汽新能源AION LX的整車熱管理系統,引入更多的“四通閥體”替代部分“三通閥體”,用來在三種循環系統中進行“開”“閉”動作,已達到精準控制冷卻液流量、溫度損失以及電子水泵電耗。

3、廣汽新能源AION LX駕駛艙空調製熱功能開啟後的測試:

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啟動廣汽新能源AION LX,以“怠速”工況運行15分鐘,尋求電驅動系統和控制系統溫度上升至不需要預熱和散熱的狀態後,開啟駕駛艙空調製熱系統,溫度提升至最高(32.5攝氏度)出風量挑戒指5擋。

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開啟廣汽新能源AION LX駕駛艙空調製熱模式運行3分鐘後,由熱成像儀與白光相機拍攝空調出風對比特寫。空調出風口最高溫度超過40攝氏度。

備註:室外溫度約為18攝氏度

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開啟廣汽新能源AION LX駕駛艙空調製熱模式運行4分鐘後,電驅動系統循環管路補液壺表面最高溫度為18.2攝氏度。

備註:車輛處於“怠速”非行車狀態

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開啟廣汽新能源AION LX駕駛艙空調製熱模式運行5分鐘後,由熱成像儀與白光相機拍攝電驅動系統表面溫度最高溫為17.3攝氏度。

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上圖為開啟廣汽新能源AION LX駕駛艙空調製熱模式(最高溫度2擋出風量)運行10分鐘後,由熱成像儀拍攝的動力電池及駕駛空調循環系統補液壺表面溫度特寫。補液壺表面溫度最高點為44.8攝氏度。

以“怠速”模式運行廣汽新能源AION LX近20分鐘,電驅動系統循環管路補液壺表面溫度在18-20攝氏度波動;動力電池及駕駛艙空調循環系統補液壺表面溫度在42-45攝氏度波動;駕駛艙出風口溫度在40-41攝氏度波動。

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上圖為將廣汽新能源AION LX前驅動橋底護板安裝後,熱成像和白光相機拍攝到的溫度對比特寫。降溫隔熱效果十分顯著。

筆者有話說:

廣汽新能源AION LX全系標配熱泵空調系統,並採用基於特斯拉Model X的整車層面的熱管理循環技術,使得電驅動系統、動力電池系統和駕駛艙空調系統的冷量和熱量交換,可以根據外部溫度以及行車實時溫度狀態進行不同循環體系的組合。

這種在整車層面大循環系統運行基礎上,對不同分系統的溫度精準控制(高溫散熱、主動冷卻與低溫預熱)與熱泵空調的低功耗相結合,已獲得高溫和低溫工況、充電和行車模式的電量在分配的高效化。在滿足最基本的動力電池熱管理控制需求,駕駛艙的用車舒適性的前提下,儘量將動力電池裝載的電量用於NEDC續航里程的補償。

但是,筆者也注意到,目前車用熱泵空調低溫臨界點多集中在零下15攝氏度。換句話說,用車溫度低於零下15攝氏度制熱能力受限或乾脆不工作。不知廣汽新能源AION LX搭載的熱泵空調運行最低溫度多少攝氏度,低功耗的技術優勢是否會降低冬季用車乘員舒適性。

新能源情報分析網將會在後續對廣汽新能源AION LX的夏季高溫工況充放電效率進行深度評測。

未完待續。。。

新能源情報分析網評測組出品


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