深度:研判比亚迪海豚一体化热管理控制技术(策略)状态

微信汽车 2021-08-11 10:44:56 阅读数:627

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深度 一体化 海豚 比亚迪 研判
新能源情报分析网在地表最高温度达到67摄氏度的新疆吐鲁番,跟随比亚迪工程院和规划院组成联合测试车队,就多台非量产状态海豚、元PLUS、汉DM-i\EV、唐DM-i\EV和宋PLUS DM-i\EV等车型静/动态、全新的扁线绕组电驱动系统、高度融合的刀片电池系统、直流快充工况的一体化热管理控制策略等分系统,进行了全向测试。
本文将对非量产状态海豚搭载e平台 3.0架构下的一体化热管理控制技术(策略),在高温环境大功率直流快充工况表现研读和判定。
备注:此次评测海豚处于非量产状态,用于进行高温环境外观覆盖件、内饰组合件、8合一集成式智能前驱电动总成、一体化热管理控制系统电等分系统技术验证。对于海豚最终技术状态,将以比亚迪官方发布的信息为准。
基本上可以确认的是,海豚以及其他几款车型(出现在此次比亚迪工程院和规划院联合测试车队)都不同程度应用了e平台 3.0架构的不同分系统。
在《“真-大马拉小车”!研判比亚迪海豚扁线电机+域控制技术状态》一文中提及,多款测试中海豚适配1套搭载70千瓦、1XX千瓦级8合一集成式智能前驱电动总成。实际上,e平台 3.0架构中的一体化热管理控制技术,被同时被应用在海豚上。
上图为非量产状态海豚技术验证车前部动力舱各分系统技术状态细节特写。
蓝色箭头:1XX千瓦级8合一集成式智能前驱电动总成
红色箭头:基于热泵电动空调的一体化热管理系统中的多通道阀体
黄色箭头:电驱动系统循环管路补液壶
绿色箭头:IPB(集成ABS阀体的电液一体化)制动系统的制动液补液壶
上图为采用与海豚一样驱动技术方案的某型技术验证车前部动力舱各分系统技术状态细节特写。
蓝色箭头:1XX千级8合一集成式智能前驱电动总成
红色区域:基于热泵电动空调的一体化热管理系统中的多通道阀体
黄色箭头:电驱动系统循环管路补液壶
白色箭头:比亚迪自行研发和量产的热泵电动空调压缩机(具体型号后文披露)
对于海豚动力舱各分系统细节状态可见,8合一集成式智能前驱电动总成、一体化热管理系统阀体、固定在防火墙的空调管路分布,几乎完全一致。即便补液壶设定位置不同,但是单体的备件备好也是完全一致。
通用化的动力舱分系统设定,模块化的电驱动与一体化热管理以及IPB系统的设定,最大程度保证不同车型品质与性能具备高度一致性。
上图疑似为比亚迪长沙工厂制造的热管理集成模块装车实物特写。一体化热管理系统主要分为上端的多通道阀体,下端的水冷板控制模组以及电控模块,三个部分组成。
黄色区域:一体化热管理系统的多通道阀体
红色区域:一体化热管理阀体下端的热交换器
绿色箭头:8组控制空调管路“开闭”状态的电磁阀体
白色箭头:与热泵电动空调压缩机关联的空调管路
在2021年4月,新能源情报分析网发布《深度:研判比亚迪e平台 3.0架构及一体化热管理系统技术状态》一文;
在2021年6月,新能源情报分析网发布《深度:研判比亚迪e平台 3.0一体化热管理(基于冷媒)系统技术状态》一文;
这两篇稿件都是结合比亚迪官方发布的点滴碎片信息,根据非装车状态的一体化热管理控制阀体实际技术状态解读。
需要注意的是(1),在阀体下端集成了1组水冷板控制模组。根据一体化热管理控制技术特点看,多通道阀体与电动压缩机关联,通过制冷剂进行冷热交换。水冷板控制模组与需要高温散热伺服的总成关联,通过冷却液进行冷热交换。
黄色箭头:一体化热管理系统的水冷板控制模组
红色箭头:水冷板控制模组冷却液循环接口(一进一出)
蓝色箭头:一体化热管理系统的多通道阀体通过制冷剂循环管路与水冷板控制模组进行冷热交换
然而,仅仅通过展具来确认e平台 3.0架构下的一体化热管理系统的技术特点与控制策略,还是存在一些不确定因素。
通过对比动力舱内各系统实际装车技术状态可知,一体化热管理系统上端的多通道阀体,是通过多达10余组空调管路分别与热泵电动空调压缩机,驾驶舱和刀片电池系统关联;水冷板控制模组与8合一集成式智能前驱电动总成组成1个完整的高温散热管路。
通过非量产海豚实车技术状态可以确认,一体化热管理系统是一个大型“热量”和“冷量”交换总成。
上端的多通道阀体根据驾驶舱和刀片电池的温度需求,在8个通道间实时“切换”不同流量的制冷剂用于驾驶舱制冷或制暖、用于刀片电池的散热或预热。
下端的水冷板控制模组,可以在必要的时候引入上端多通道阀体“冷量”用于流经的冷却液降温,以便为8合一集成式智能前驱电动总成提供更高效的主动散热伺服。
需要注意的是(2),当下在售的主流EV车型电驱动系统只具备循通过散热器进行被动散热的功能;比亚迪e平台 3.0架构下的一体化热管理控制技术(策略),具备为为电驱动系统实时提供精准“冷量”的主动散热伺服能力。
上图为热泵电动空调压缩机(红色箭头所指)实际装车状态特写。
至此,这款由比亚迪自行研发和量产,编号为FD28HA型热泵电动空调压缩机,将适配在海豚和其他基于e平台 3.0架构车型毫无悬念。
有意思的是,在深圳的比亚迪坪山基地新建的展馆早就对外展示了FD28HA型热泵电动空调压缩机(红色区域),以及另一款新状态的BC34系列电动空调压缩机。
需要注意的是(3),比亚迪自研的电动空调压缩机共有BC28、BC34、BC36(未经证实)以及FD28四个系列。其中BC28系电动空调压缩机适配在长城欧拉白猫,BC34用于欧拉好猫车型。
在地表最高温度超过67摄氏度的吐鲁番(午后1点),对非量产状态海豚进行高温工况直流快充测试。在充电测试前,已经驾驶海豚进行了1小时的全负载道路行驶,并将驾驶舱空调系统温度设定在24摄氏度、2挡出风量。
笔对非量产状态海豚进行150千瓦和60千瓦直流充电测试过程中,通过比亚迪工程院的软件读取动力电池处于不同SOC值的充电效率、一体化热管理控制系统接入的时间节点以及被分配的功率等数据。
在国家电网60千瓦直流充电桩对非量产海豚进行充电测试,起始动力电池SOC值为47%、充电约14秒钟后“动力电池智能温控系统”激活,即开始对刀片电池进行高温散热伺服。桩端充电最大功率为60千瓦,部分充电功率分流用于车端一体化热管理系统,所以车端显示充电功率为32.5千瓦。
需要注意的是(4),在高温环境进行大功率直流充电测试时,车端处于“下电”状态(驾驶舱空调关闭)。
开启高温散热功能时,通过热成像仪可见非量产状态海豚一体化热管理系统的阀体(白色箭头受制)部分温度约为70摄氏度;固定在防火墙的空调管路(黄色箭头所指)部分温度约为27-29摄氏度。
实际上,设定8合一集成式智能前驱电动总成循环管内的水冷板控制模组(固定在一体化热管理系统下端)内冷却液温度处于90摄氏度以上,即便全车“下电”后并进行充电过程中,也会进行循环散热。
因此,热成像仪显示一体化热管理系统的阀体温度偏高。
热泵电动空调系统工作模式:
在低温环境将“搬运”能量过程中产生的热量至驾驶舱用于制暖、至动力电池用于预热;
在高温环境将“搬运”能量过程中产生的冷量至驾驶舱用于制冷、至动力电池用于散热;
笔者有话说:
当下电驱动系统集成度不断攀升,从最初的“2合1”、“3合1”集成,再到“8合1”高度集成,这就对了整套系统的散热效率有着更加苛刻的需求。与此同时,驱动电机应用扁线绕组技术、转速攀升至15000-16000转/分,油冷散热技术的普遍应用,和电驱动总成直接集成电子水泵与热交换模块都是较为常见的解决手段。
作为从动力电池、电驱动系统、包括阀体黑压缩机在内一体化热管理控制技术、整车层面的制造商的比亚迪,在e平台 3.0架构研发之初就与要适配的车型相关链。
在海豚集成的2种功率级别的8合一集成式智能前驱电动总成,标配“1槽6线”的扁线绕组技术,并将电子水泵与热交换模块集成在一体化热管理系统中。
考虑到8合一集成式智能前驱电动总成,通过去掉上端的电驱动控制、DCDC、OBC、PDU、BMS和VCU的电控单元,更换1组电控模组即可形成“3合1”电驱动总成。前后“8合1”与“3合1”电驱动系统,即可组建成1套完整的电四驱系统。
因此将驾驶舱、动力电池和1/2组电驱动系统的所需要的“热量”和“冷量”主动伺服需求一体化管理,最大程度的降结构的复杂程度、效率的提升以及安全性的掌控。
通过非量产的海豚以及其他正在吐鲁番进行高温工况测试的车型,e平台 3.0架构将会延伸出不同技术状态与不同售价车型匹配。相信后续上市的其他车型(现有车型的改款)将全面使用e平台 3.0架构下的8合一集成式智能前驱电动总成(根据车型标定相应功率)、不同电压平台的刀片电池系统,而一体化热管理控制技术(策略)也会围绕低温工况制暖/预热效率相应提升。
未完待续。。。。
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