综合研判广汽新能源AION LX四驱版之电驱动技术篇

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2019年10月,广汽新能源AION LX电动汽车上市,扣除补贴后售价24.96-34.96万元,长宽高4786x1935x1685、轴距2920mm,搭载由宁德时代提供的590规格811高镍三元锂电芯、装载电量93度电、能量密度180Wh/kg的动力电池总成,NEDC续航里程为650公里且具备Level3级别的自动驾驶辅助功能。

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新能源情报分析网将对广汽新能源AION LX四驱版的车型平台、电驱动系统(包括动力电池热管理策略)进行全向研判,并2020年结合中国新能源整车市场发展,以及来自造车新势力与合资品牌的竞争态势深度解析。

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至2020年4月,网络上极少有对广汽新能源AION LX电动汽车电驱动技术的介绍或评测稿件刊发。由于在售的AION LX的动力舱标配了1组全封闭的防尘盖板,而不能直观的对电驱动系统及动力电磁和热管理系统的技术状态进行分辨。

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感谢广汽新能源广汽新能源北京鑫敏恒体验中心(北京市大兴区金盛大街顶佳文化创业园西门)提供的NEDC续航里程600公里Aion LX四驱版试乘试驾车用于深度评测。

1、广汽新能源AION LX电驱动技术:

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上图为将前部动力舱防尘改版拆掉后的各分系统技术状态特写。

红色箭头:由华为提供的10千瓦集成电源蓝色箭头:由安波福(德尔福)提供的PDU高压控制系统总成

绿色箭头:“3合1”电驱动系统总成+“2合1”高压控制系统总成+华为提供的集成电源共用1套高温散热循环管路的补液壶(80kPA压力)

蓝色箭头:驾驶舱空调制热系统的补液壶

在广汽新能源量产AION LX之前,推出国1款EREV车型、1款PHEV车型以及3款EV车型。其中AION S与AION LX共用1个系列“3合1”电驱动系统总成以及PDU高压控制系统。但是AION LX动力电池热管理技术和策略在AION S基础上进行了技术提升、架构简化和控制策略的优化。

作为重要技术亮点,广汽新能源AION LX换装了1套热泵空调系统+将驱动电机热量导入动力电池总成循环管路的热管理控制策略。对于广汽AION LX动力电池热管理策略的解析,将在后文有所涉及。

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华为提供的10千瓦OBC具备两种工作模式,在220V家用电(随车标配的充电桩)伺服下充电功率峰值为6.6千瓦;在380V动力电伺服下充电功率峰值为10千瓦。需要注意的是,在220V家用电+充电盒构成的“飞线”式充电模式,整车可用充电功率为3.3千瓦。而AION LX独具特色的10千瓦充电功率的设定,与奥迪e-Tron的家用和公共充电策略相吻合。

另外,广汽新能源AION LX集成华为提供的10千瓦OBC系统带来的更丰富的充电策略同时,也预示着华为的新能源车用分系统供应商的业务正式开启。

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采用4组轻质化的铁片(红色箭头),将电驱动系统循环管路补液壶固定在车身焊接轮室罩。这组补液壶标注的内部压力值为80kPA。由于“3合1”电驱动系统以及PDU高压控制系统及OBC控制模块

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采用3组轻量化的铁片(红色箭头),将驾驶舱空调制热系统的补液壶固定在车身焊接轮室罩。这组补液壶标注的内部压力值为140kPA。

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上图为广汽新能源AION S前部动力舱各分系统细节特写。

左侧的2组循环管路补液壶分别伺服动力电池热管理系统的高温散热系统(上端、同为80kPA压力)、电驱动及控制系统高温散热系统和低温预热系统(下端、140kPA压力);右侧的补液壶则用于驾驶舱空调制暖系统。单独设定的OBC控制模块由杭州富电科技提供、PDU+DCDC“2合1”高压控制系统总成为安波福(德尔福)提供。

AION S配置了3套循环管路和相应的热管理控制策略,由杭州富电科技提供且体积较大的OBC控制模组;AION LX保留了1套电驱动系统高温散热循环管路同时,将动力电池热管理系统(制冷和制暖)和驾驶舱空调(制冷和制暖)合并至热泵空调系统(共用1套补液壶)。

2、广汽新能源AION LX整车热管理系统控制策略:

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实际上,广汽新能源AION LX配置的热管理系统技术和控制策略,由部分基于特斯拉Model X的电驱动热管理控制系统的“大循环”-动力电池热管理系统“中循环”-驾驶舱热管理系统的“小循环”技术架构同时,与引入全新的热泵空调系统相结合的技术架构。在热泵空调系统作用下为电驱动系统、动力电池系统和驾驶舱,可以同时或分别提供夏天制冷和冬季制热伺服。

在非充电的低温环境启动工况,电驱动系统开始运行,驱动电机(行车)产生的热量通过冷却液为动力电池提供低温预热伺服同时,热泵空调向驾驶舱输出热量。

在低温环境充电时,车载热泵空调(引入充电桩电量)向动力电池或驾驶舱提供低温预热伺服,提升充电效率和用车舒适性。

在非充电的高温环境启动工况,电驱动系统和控制系统接收热泵空调输出的冷量进行强制散热(根据温度决定是否采用自燃冷却)伺服。

在高温环境充电时,车载热泵空调(引入充电桩电量)向动力电池或驾驶舱提供高温散热伺服,提升充电安全性和用车舒适性。

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在引入热本空调同时,广汽新能源AION LX对电驱动系统及动力电池进行高温散热伺服,仍然需要水冷板模块对冷却液进行“冷量交换”。

黄色箭头:固定在防火墙的水冷板控制模块

红色箭头:从热本空调压缩机至水冷板控制模块的空调高压管路(将冷量输送至水冷板控制模块)

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简单的说,基于特斯拉Model X的整车热管理控制策略,广汽新能源AION LX具备对电驱动和控制系统进行低温预热和高温散热(主动冷却和自燃冷却)能力,对动力电池热具备引入电驱动系统热量进行低功耗预热的功能。而标配的热泵空调系统,主要的优势在对包括电驱动、动力电池和驾驶舱热管理系统所需的热(冷)量低功耗伺服以及精准的在分配能力。

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广汽新能源AION LX的整车热管理系统,引入更多的“四通阀体”替代部分“三通阀体”,用来在三种循环系统中进行“开”“闭”动作,已达到精准控制冷却液流量、温度损失以及电子水泵电耗。

3、广汽新能源AION LX驾驶舱空调制热功能开启后的测试:

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启动广汽新能源AION LX,以“怠速”工况运行15分钟,寻求电驱动系统和控制系统温度上升至不需要预热和散热的状态后,开启驾驶舱空调制热系统,温度提升至最高(32.5摄氏度)出风量挑戒指5挡。

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开启广汽新能源AION LX驾驶舱空调制热模式运行3分钟后,由热成像仪与白光相机拍摄空调出风对比特写。空调出风口最高温度超过40摄氏度。

备注:室外温度约为18摄氏度

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开启广汽新能源AION LX驾驶舱空调制热模式运行4分钟后,电驱动系统循环管路补液壶表面最高温度为18.2摄氏度。

备注:车辆处于“怠速”非行车状态

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开启广汽新能源AION LX驾驶舱空调制热模式运行5分钟后,由热成像仪与白光相机拍摄电驱动系统表面温度最高温为17.3摄氏度。

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上图为开启广汽新能源AION LX驾驶舱空调制热模式(最高温度2挡出风量)运行10分钟后,由热成像仪拍摄的动力电池及驾驶空调循环系统补液壶表面温度特写。补液壶表面温度最高点为44.8摄氏度。

以“怠速”模式运行广汽新能源AION LX近20分钟,电驱动系统循环管路补液壶表面温度在18-20摄氏度波动;动力电池及驾驶舱空调循环系统补液壶表面温度在42-45摄氏度波动;驾驶舱出风口温度在40-41摄氏度波动。

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上图为将广汽新能源AION LX前驱动桥底护板安装后,热成像和白光相机拍摄到的温度对比特写。降温隔热效果十分显著。

笔者有话说:

广汽新能源AION LX全系标配热泵空调系统,并采用基于特斯拉Model X的整车层面的热管理循环技术,使得电驱动系统、动力电池系统和驾驶舱空调系统的冷量和热量交换,可以根据外部温度以及行车实时温度状态进行不同循环体系的组合。

这种在整车层面大循环系统运行基础上,对不同分系统的温度精准控制(高温散热、主动冷却与低温预热)与热泵空调的低功耗相结合,已获得高温和低温工况、充电和行车模式的电量在分配的高效化。在满足最基本的动力电池热管理控制需求,驾驶舱的用车舒适性的前提下,尽量将动力电池装载的电量用于NEDC续航里程的补偿。

但是,笔者也注意到,目前车用热泵空调低温临界点多集中在零下15摄氏度。换句话说,用车温度低于零下15摄氏度制热能力受限或干脆不工作。不知广汽新能源AION LX搭载的热泵空调运行最低温度多少摄氏度,低功耗的技术优势是否会降低冬季用车乘员舒适性。

新能源情报分析网将会在后续对广汽新能源AION LX的夏季高温工况充放电效率进行深度评测。

未完待续。。。

新能源情报分析网评测组出品


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