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      深度:研判比亞迪漢EV四驅版3種功率充電樁的快充效率

      新能源情報分析網


      此前,新能源情報分析網對漢EV兩(前)驅版的車型平臺與基于“e+平臺”的“2合1”充配電系統總成、伺服刀片電池的低導電率冷卻液熱管理系統,以及由2組最大轉速15500轉/分、最大輸出功率分別為163千瓦(前置)和200千瓦(后置)“3合1”電驅動總成構成的第3代電四驅系統的控制策略進行深度解析。

      本文將對漢EV四驅版搭載基于“e+平臺”的“2合1”充配電系統為基礎,在不同功率狀態的直流充電樁的充電效率進行解讀。

      1、比亞迪漢EV四驅版技術狀態:

      2020年7月,比亞迪漢EV四驅版和兩(前)驅版上市。基于“e+平臺”的漢EV四驅版的前置“3合1”驅動總成最高轉速15500轉/分、最大輸出功率163千瓦;后置“3合1”驅動總成最高轉速15500轉/分、最大輸出功率200千瓦且由SIC電控抑制驅動電機功率過載與過熱;搭載的刀片電池系統裝載電量76.9度電、最大充電功率整100千瓦;整車自重2.1噸,NEDC續航里程550公里。

      紅色箭頭:“2合1”充配電系統總成

      藍色箭頭:電驅動系統及從配電系統總成共用的散熱管路冷卻液補液壺

      黃色箭頭:為刀片電池系統進行高溫散熱和低溫預熱的低導電率冷卻液補液壺

      由比亞迪制造的漢EV四驅版(包括兩驅版)是全部國產品牌制造的電動汽車中,首次為動力電池灌裝低導電率冷卻液。由于漢EV全系車型全部標配以安全性見長的刀片電池系統(參照比亞迪刀片電池與寧德時代三元鋰電池分別進行的電芯穿刺測試過程及結果),在適配低導電率的冷卻液(較傳統乙二醇冷卻液,在應對電芯破裂或短路時,可以起到防止短路引發的安全事故,即有助于延長人員從車輛逃生的時間)不僅可以讓電池本身更安全。

      漢EV四驅版和兩驅版搭載的刀片電池電壓為569.6伏特、早些時候上市的全新一代EV四驅版和兩驅版搭載的“622”配比的三元鋰電池電壓為612伏,這兩款EV車型以及全新一代唐DM搭載的電池系統,都屬于高電壓平臺,這樣的設定帶來了快充功率提高的同時,電流并沒有增加、高壓線纜以及充沛配電系統的發熱量得到有效抑制的最直接好處。目前,也只有德國波爾舍的TYCAN電動汽車采用的是高電壓平臺技術,其他品牌在售的EV車型都采用350-380伏電池低電壓平臺。

      高電壓平臺的刀片電池+低導電率冷卻液的組合,表象提升了主被動安全系數,實際上可以認為更加安全的刀片電池本體,在低導電率冷卻液的加持下,可以承受更大的充電功率、或可以讓消耗電池自身裝載電量的熱管理系統被激活的溫度閾值設定的跟高一些。

      此前,新能呀情報分析網就撰寫了《深度:升性能/降電耗之比亞迪漢EV技術匯總》一文,從車型平臺、通用化的懸架、轉速更高的模塊化電驅動系統以及低導電率的冷卻液等顯性技術指標看,在提升性能同時還在尋求多種模式的降低電耗的技術設定。

      2、比亞迪漢EV四驅版在國家電網60千瓦充電樁直流快充效率表現:

      在60千瓦充電樁進行快充測試,刀片電池SOC值為21%、電芯溫度為31攝氏度、需求電壓為540伏、額定電壓569.6伏(這與漢EV四驅版搭載的刀片電池輸出電壓相吻合)。

      在國家電網提供的60千瓦充電樁直流快充至動力電池SOC值30%,車載端顯示充電功率為54.1千瓦。

      直流快充至SOC值30%,電芯溫度提升至33攝氏度,此時室外(地表)最高溫度為37攝氏度,用熱成像儀檢測刀片電池循環管路補液壺的溫度處于35攝氏度,顯然高溫散熱系統沒有開啟。

      3、比亞迪漢EV四驅版在高速公路120千瓦充電樁直流快充效率表現:

      仍然是在地表溫度達到37攝氏度的午后2點,在高速公路服務區、由國家電網假設的120千瓦充電樁,對漢EV四驅版進行直流充電測試。

      刀片電池SOC值從33%開始直流快充,車載端顯示充電功率為58千瓦。

      充電至SOC值36%時,漢EV四驅版動力艙內散熱風扇自行啟動,但是以低速模式為“2合1”充配電系統總成(冷卻液)進行主動散熱。

      快充至SOC值達到42%,樁端顯示額定電壓569.6伏、需求電壓540伏、電芯單體最高溫度37攝氏度時,漢EV四驅版的刀片電池熱管理控制系統的高溫散熱功能被激活。

      用熱成像儀對漢EV四驅版的2組循環管路補液壺和1組水冷板控制模組表面的溫度變化進行觀測,電驅動系統與充配電系統共用的循環管路補液壺表面溫度保持在37-39攝氏度范圍;刀片電池熱管理系統循環管路補液壺表面溫度降至19-22攝氏度;水冷板控制模組表面溫度由于接受來自電動壓縮機輸出的冷量而降至15.2攝氏度。

      紅色箭頭:刀片電池熱管理系統循環管路補液壺表面溫度降至19-22攝氏度

      白色箭頭:水冷板控制模組表面溫度降至15.2攝氏度

      截至2020年10月,由比亞迪制造的T系列電動卡車、/唐/宋/元系列DM和EV車型已經全部裝備模塊化的水冷板控制模組。起碼比亞迪乘用新能源車型,BC系列電動壓縮機與水冷板控制模組很好的為三元鋰、磷酸鐵鋰和刀片電池系統提供了主動制冷散熱伺服。

      直接承載來自BC28系列電動壓縮機輸出的“冷量”,與刀片電池通過低導電率冷卻液輸出的“熱量”進行轉換,已達到在不同工況主動對刀片電池進行高溫散熱至預設不同溫度的技術設定。

      黃色箭頭:由BC系列電動壓縮機向水冷板模組輸出冷量(冷卻劑為載體)的“一進一出”管路

      藍色箭頭:由動力電池向水冷板模組輸出冷量(低導電率冷卻液為載體)的“一進一出”管路

      紅色箭頭:水冷板模組

      水冷板模組直接承載來自BC28系列電動壓縮機輸出的“冷量”,與刀片電池通過低導電率冷卻液輸出的“熱量”進行“冷熱”轉換,已達到在不同工況主動對刀片電池進行高溫散熱至預設不同溫度的技術設定。

      4、比亞迪漢EV四驅版在特來電150千瓦充電樁直流快充效率表現:

      2020年7月,比亞迪組織的媒體試駕環節中,新能源情報分析網對漢EV四驅版的充放電策略、智能控制和第3種技術狀態的電四驅系統進行了簡短的測試。

      在使用特來電提供的150千瓦快充樁進行充電測試時(室外環境溫度不超過25攝氏度),刀片電池SOC值從5%開始,在APP端顯示攀升到123千瓦的最大峰值充電功率;SOC值從12%-50%、充電功率平穩的保持在105.61千瓦。從充電伊始(包括最大峰值充電功率和平緩的充電功率狀態),漢EV四驅版搭載的刀片電池電芯溫升溫速率均衡攀升至35攝氏度、充電電流為168.5安、充電電壓為626.5伏。

      在車載端顯示漢EV四驅版快充至SOC值50%,充電功率為100.5千瓦,充至滿電還需35分鐘。在更高功率的直流充電樁,更能凸顯漢EV全系車型搭載高電壓平臺帶來的升壓快充優勢。

      5、肇慶小鵬P7在國家電網60千瓦充電樁直流快充效率對比:

      在2020年7月,新能源情報分析網對肇慶小鵬P7四驅版進行了全向測試,其中包括電驅動技術狀態、電四驅控制策略以及充放電策略并推出一系列相關稿件。對肇慶小鵬P7進行的快充測試,使用與隨后對比亞迪漢EV四驅版直流充電測試,采用同為國家電網提供的60千瓦充電樁進行直流快充比對。

      肇慶小鵬P7在國網60千瓦充電樁直流快充,樁端信息顯示需求需求電流243安、電壓為408伏、額定電壓為345.6伏,電芯單體最高溫度32攝氏度。

      在室外溫度32-34攝氏度午后,肇慶小鵬P7搭載的動力電池電池的SOC值從67%開始進行快充(電芯溫度為32攝氏度)。車載端顯示充至滿電需要55分鐘、充電電流為115.1安、電壓376.1伏、充電功率為43.3千瓦。肇慶小鵬P7的工程師們為充電設定了1個由駕駛員可調的SOC值選項。駕駛員可以自由選擇日常充電至SOC值90%或100%,且系統自默認為90%,如果強制選擇100%,系統將提示“本次充電后將回復至90%”。

      SOC值從系統強制向車主自主控制的進化,并不是P7在國家電網充電樁充電功率僅為44千瓦的借口。從SOC值67%快充至79%,功率始終保持在44千瓦。

      在肇慶小鵬P7的高級選項中,充電限制默認為90%,也可以在50%至100%間任意調整(通過觸摸屏進行操作)。不同版本的車型搭載由億緯鋰能和寧德時代提供的160wh/kg和170wh/kg兩種能量密度的動力電池總成。對于肇慶小鵬P7而言,無論選擇哪個品牌電池系統,都要遵循統一的品控標準。不過,由駕駛員選擇更寬泛的充電上限,透露出P7產品經理對當下新能源整車行業發展問題與關注度逐步提升的的安全焦慮。

      筆者有話說:

      漢EV在國網60千瓦充電樁直流快充功率可為54.1千瓦、需求電流為200安、需求電壓為540伏、電池電壓平臺為569.6伏。在相同的國網60千瓦充電樁直流快充,肇慶小鵬P7直流快充功率為44千瓦、需求電流為243安、需求電壓為243伏、電池電壓平臺為345.6伏。

      漢EV在國網120千瓦充電樁直流快充功率并未超過100千瓦,只維持在58千瓦。但是,漢EV在特來電150千瓦充電樁直流快充功率最大值為123千瓦、充電電流為168.5安、充電電壓為626.5伏。這說明在特來電150千瓦充電樁,漢EV可以充分發揮高電壓平臺的優勢,即便電池充電電壓提升至626.5伏、充電電流也保持在168.5安。

      需要特別注意的是,比亞迪漢EV沒有在系統上進行充電電量的限定,肇慶小鵬P7為車主提供充電電量的限定并可以手動選擇。原因很簡單,讓車主自行選擇充電電量的限定,一方面給車主提供更豐富的充電效率與安全性平衡;一方面還是源于對不同供應商提供的三元鋰電池對安全性的影響。

      比亞迪漢EV全部核心技術全部自行研發,且搭載的刀片電池+低導電率冷卻液的組合,讓整車安全性持續提升,以及高電壓平臺在全功率充電樁直流充電,在提升額度不大充電電流同時獲得更少的發熱量;肇慶小鵬P7的幾乎全部核心技術依賴外購,且在單一車型搭載兩款不同能量密度的三元鋰電池+傳統冷卻液的組合,以及低電壓平臺在全功率充電樁直流充電,大電流產生的熱量對車輛安全性的影響不可而知。

      沒有對比就沒有傷害,在相同的充電樁對同為20-30萬元售價區間比亞迪漢EV四驅版對比肇慶小鵬P7四驅版的充電效率對比,誰強誰慫用數據說話最清楚不過。

      新能源情報分析網評測組出品


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