本文為新能源情報分析網(wǎng)原創(chuàng)發(fā)布,愛馳U5首款電動汽車使用的電驅動技術、車型平臺、動力電池熱管理策略及開啟駕駛艙空調制冷模式續(xù)航里程等諸多關鍵信息的系列稿件。
2019年12月19日上市的愛馳U5新車共推出4款車型,補貼后售價19.79-29.21萬元。不同配置的車型裝載了不同容量的動力電池組,NEDC綜合續(xù)航分別是403、503和623公里,較多的續(xù)航選擇能夠滿足更多消費者的購車需求。
在《宋楠:獨家解析愛馳U5電驅動及車型平臺技術》一文中,重點解讀愛馳U5的電驅動和車型平臺技術狀態(tài)。其中,愛馳U5適配的動力電池熱管理系統(tǒng)采用較為獨特的技術和策略,這在后續(xù)的測試中被體現(xiàn)出來。
1、愛馳U5的動力電池熱管理策略:
對愛馳U5的動力電池熱管理策略進行評測,新能源情報分析網(wǎng)采用1組熱成像設備采集靜態(tài)信息;1組熱成像視頻監(jiān)測系統(tǒng)采集動態(tài)信息。
上圖為愛馳U5在海南省萬寧的清晨,通過熱成像視頻采集系統(tǒng)拍攝的“涼車啟動”工況,車與人的熱感應對比特寫(視頻截圖)。
愛馳U5的前部動力艙外表溫度為19.2攝氏度;環(huán)境溫度約為19-20攝氏度;用于對比的人像頭部溫度約為29.8攝氏度。
為了獲得最精準的愛馳U5動力電池及整車熱管理策略,將車輛靜置1個晚上后,第二天一早啟動車輛并激活駕駛艙空調制冷和制暖系統(tǒng)。
首先開啟駕駛艙空調制冷系統(tǒng),出風口溫度約為12.8攝氏度(紅色箭頭)。由于此時海南萬寧溫度普遍處在23-27攝氏度,不能達到激活動力電池熱管理系統(tǒng)的高溫散熱閾值。隨后開啟駕駛艙空調制熱系統(tǒng),出風口溫度提升33攝氏度。
在前文提及,愛馳U5的動力電池熱管理系統(tǒng)循環(huán)管路采用1組PTC模組(制熱)和1組水冷板模組(制冷)串聯(lián)的模式。驅動電機、“2合1”充電模組、“2合1”高壓用電系統(tǒng)總成構成1套循環(huán)管路;駕駛艙暖風系統(tǒng)單獨構成1套循環(huán)管路;只不過,這兩套單獨設定循環(huán)管路只是共用同1組補液壺補液
紅色箭頭:動力電池高溫散熱和低溫預熱循環(huán)管路補液壺
藍色箭頭:單獨設定電驅動系統(tǒng)循環(huán)管路和駕駛艙空調制熱系統(tǒng)循環(huán)管路共享的1組補液壺
從最先的駕駛艙空調制冷模式轉換至駕駛艙空調制熱模式過程中,愛馳U5的動力艙2組循環(huán)管路補液壺溫差并不大?!霸氐∷佟?駕駛艙空調制熱系統(tǒng)激活運行時間3分鐘后,熱成像視頻采集系統(tǒng)畫面的對比越來越清晰。
備注:由于熱成像儀工作原理,在溫差不大的狀態(tài)下,各分系統(tǒng)輪廓并不會十分清晰。隨著溫差增加,不同溫度狀態(tài)的分系統(tǒng)輪廓更加清晰、對比度增強。
上圖為愛馳U5駕駛艙空調制熱系統(tǒng)運行3分鐘后,熱成像視頻監(jiān)測設備拍攝到的動力艙內各分系統(tǒng)溫度對比特寫。
黑色箭頭:動力電池熱管理系統(tǒng)循環(huán)管路補液壺表面溫度約為23攝氏度
白色箭頭:單獨設定電驅動系統(tǒng)循環(huán)管路和駕駛艙空調制熱系統(tǒng)循環(huán)管路共享的1組補液壺表面溫度約為30.9攝氏度
綠色箭頭:通往駕駛艙空調制熱系統(tǒng)管路表面溫度約為67.9攝氏度
通過對比愛馳U5在“原地怠速”工況下,分別切換駕駛艙空調制冷模式和駕駛艙空調制熱模式,并觀察動力艙2組循環(huán)管路補液壺溫度差,可以判斷出整車及動力電池熱管理策略特別之處。
動力電池高溫散熱和低溫預熱共用1套循環(huán)管路。電驅動系統(tǒng)、“2合1”充電系統(tǒng)總成及“2合1”高壓用電系統(tǒng)總成單獨設定1套循環(huán)管路,駕駛艙空調制熱系統(tǒng)單獨設定1套循環(huán)管路,但共享1組補液壺。
愛馳U5適配的駕駛艙空調制暖系統(tǒng)的暖風水箱,與動力電池熱系統(tǒng)的低溫預熱管路共用1組7千瓦PTC模組。通過控制系統(tǒng)(模組)根據(jù)不同需求實時調節(jié)“3通”閥體的閉合狀態(tài),從而控制“熱量”分配,以達到更加節(jié)能的效果。
如果單獨開啟駕駛艙空調制熱系統(tǒng),僅啟動暖風循環(huán)的水泵,PTC模組低功率運行;在低溫工況充電時,通過BMS系統(tǒng)計算,激活動力電池低溫預熱功能,適當啟動PTC模組(控制輸出功率)同時,優(yōu)先滿足動力充電工況低溫預熱需求,又達到節(jié)能的效果。
鑒于愛馳U5裝備的獨特的整車層面和動力電池層面的熱管理技術及控制策略,在冬季普遍EV車型能耗提升的工況下將會表現(xiàn)得更加省電。
2、愛馳U5快充工況表現(xiàn):
在多輪原地怠速”工況+駕駛艙空調制熱模式測試后,對愛馳U5進行60千瓦快充測試。在海南萬寧,筆者選取由南方電網(wǎng)建設的60千瓦快充樁。
上圖為進行快充測試初始階段,愛馳U5車身表面溫度、充電樁表面溫度以及工作人員表面溫度的對比特寫。此時,車身表面溫度普遍處于19-21攝氏度;測試人員頭部溫度約為29.5攝氏度;環(huán)境溫度最低約為17.9攝氏度。
白色箭頭:充電線纜溫度約為27攝氏度
備注:進行愛馳U5快充測試時,萬寧剛剛下過小雨
采用60千瓦進行愛馳U5快充測試時,動力電池SOC值為52%、動力電池電芯溫度最高點為24攝氏度、最低點為23攝氏度。
從愛馳U5車端獲取,動力電池SOC值52%值53%,60千瓦快充電流可達到119.2安。
采用60千瓦進行愛馳U5快充測試時,動力電池SOC值為68%、動力電池電芯溫度最高點為28攝氏度、最低點為27攝氏度。
筆者注意到,在全部的充電過程中(約25分鐘),充電線纜溫度始終沒有超過28攝氏度(從最初22攝氏度升至27攝氏度,隨著充電功率的降低溫度下降至25.9攝氏度)。
由于環(huán)境溫度處于較為舒適的25-29攝氏度,愛馳U5盡管處于60千瓦快充模式,電芯溫度最高點也僅維持在28攝氏度,因此動力電池熱管理系統(tǒng)的高溫散熱功能沒有被激活(電芯溫差僅為1攝氏度)。
3、愛馳U5駕駛艙空調制冷模式開啟模式續(xù)航表現(xiàn):
從海南萬寧至三亞全程100公里路途中,筆者與同事共四人輪換駕駛愛馳U5在環(huán)島高速公路(西段)進行續(xù)航里程測試。需要注意的是,在全部測試過程中,始終開啟駕駛艙空調制冷模式,并將溫度設定在22攝氏度、2擋出風量。
上圖為使用熱成像視頻采集系統(tǒng)拍攝愛馳U5與傳統(tǒng)車動態(tài)對比特寫(視頻截圖)。畫面中右側車輛為愛馳U5、左側車輛為傳統(tǒng)燃油車。
白色箭頭:愛馳U5底部熱輻射處于較低狀態(tài)(黃色區(qū)域)
綠色箭頭:傳統(tǒng)燃油車底部熱輻射處于較高狀態(tài)(紅白色區(qū)域)
愛馳U5電動汽車前部進氣格柵采用“全封閉”處理,有助于降低高速行駛中的風阻并保持動力艙內部溫度處于適中狀態(tài)。傳統(tǒng)燃油車為了增加散熱效率,采用開放的前部散熱格柵(別克系部分PHEV車型,采用可關閉進氣格柵技術),可以看到來自發(fā)動機散發(fā)的熱效果(黑色箭頭)。
實際上,愛馳U5的前部進氣格柵與前保險杠上下段融為一體。白色涂層的保險杠上段完全沒有設定散熱格柵,只用于前組合燈與雷達探頭固定。前保險杠下段采用黑色橫格柵處理,降低目視識別度,提升整體造型完整度。
愛馳U5采用博格華納提供的永磁同步驅動電機,最大輸出功率140千瓦,最高轉速10600轉/分。通過比對這組驅動電機功率和扭矩曲線圖并根據(jù)實際用車綜合電耗比對,或可找到電機轉速、行車速度以及百公里電耗的內在關聯(lián),以確定一個較為適合自己的行車習慣。
在雙向兩車道的海南環(huán)島高速上,筆者駕駛愛馳U5始終開啟駕駛艙空調制冷模式,并將車速適中保持在90-100公里/小時(最高限速120公里/小時),偶爾急加速超越前車以及制動保持前車安全距離。
最終抵達室外溫度31攝氏度的三亞時,綜合電耗為15.1度電/百公里(出發(fā)時并未充滿電并對里程表清零)。
筆者有話說:
在短短2天時間,新能源情報分析網(wǎng)評測組也只能粗略的對愛馳U5的電驅動系統(tǒng)、車型平臺技術、動力電池熱管理策略、充放電效率及續(xù)航里程進行綜合測試。由于測試期間萬寧的氣候處于舒適的23-27攝氏度,進行充電時不能激活動力電池熱管理系統(tǒng)的高溫散熱功能(不能監(jiān)測到溫度點)、并且在全部測試過程中基本上都開啟了駕駛艙艙空調制冷系統(tǒng),不能真實的反應出愛馳U5的電驅動技術真實水平。
在測試過程中,筆者發(fā)現(xiàn)愛馳U5的動力電池熱管理策略,有著與其他EV車型完全不同的技術設定。采用1組可以調節(jié)輸出功率的PTC模組,為駕駛艙空調制熱系統(tǒng)和動力電池熱管理系統(tǒng)的低溫預熱功能進行雙重伺服。并且單獨使用的動力電池熱管理系統(tǒng)循環(huán)管路,也采用“節(jié)電”傾向的設定,更是基于整車及動力電池總成等分系統(tǒng)控制的“軟件”為自行研發(fā)的設定。
而“上鋼下鋁”的車型平臺技術的引入,將愛馳U5車主用車成本降低同時,更提升了1、2線城市之外的區(qū)域在選擇非授權服務站進行鈑噴方面維修的便利性。
對于續(xù)航里程,筆者將會在2020年早些時候對愛馳U5高寒工況下的表現(xiàn)進行深度解析。
文/新能源情報分析網(wǎng)宋楠