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咋樣才能讓北方電動車車主冬天敢開空調?

2019-11-13 09:25

來自 :電動邦

作者 :驅逐艦島風號

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今天,我受邀參加威馬汽車舉辦的電池熱管理技術交流會活動,聽了一輪介紹下來,讓我不由得想起十月底的時候,正值北京突然降溫,我早上六點打車去機場,碰巧打到了一輛電動車,然后就有了下面這條朋友圈:

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是的,由于我家距離機場比較遠,司機師傅的車也不是滿電狀態,導致他一直不敢開空調。你想想這是接近十一月的北京,氣溫還未到零下就已經這樣,那么再過幾個月呢?再往北一點的東北朋友們怎么辦呢?

在低溫掉電、續航打折和不敢開空調這幾個問題沒解決之前,這些地方的朋友就算有心支持電動車或者造車新勢力,也得掂量掂量。其實很多車企也都不把東北及內蒙古等北部地區作為重點市場,北上廣深長三角珠三角等限行限號經濟發達的地區也足以喂飽車企。但今天我們的主角威馬汽車就不這么想,他們一群在溫州的南方人,卻整天琢磨著怎么讓東北老鐵舒舒服服開上電動車。所以今天我來到了威馬的電池工廠,看看他們是怎么解決這些用車痛點的。

樣式2

■ 威馬熱管理系統 2.0?

之前威馬 EX5 就推出過熱管理 1.0,不同于其他車企的液冷+ PTC 加熱兩步走,威馬還增加了一個“柴油加熱”環節。它提供了三個版本的電池溫控選裝包:基礎版無電池加熱系統;電加熱系統選裝包;電加熱系統+與柴油加熱包選裝包。

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EX5的右后方,均有一個圓形的加油口。

我們知道鋰電池在低溫環境下就是個弟弟,對于配備風冷電池包的車型車主在冬天只能面對電池容量的衰減和電池的不可逆損傷,除非你把車子開進屋里放著等春天來臨。

而配備液冷系統及電池溫度控制系統的電池包,就能在電池包內部提供一個冬暖夏涼的工作環境,通過在冬天時給電池包主動加熱來保證電池容量和避免損壞。威馬的電池包里配備了 PTC 加熱系統,車輛啟動的情況下,如果電池包溫度過低,溫控系統就會電池包進行加熱,保證電池的使用溫度。

威馬的獨立液冷回路位于電芯模組底部,通過在高導熱效率的鋁制水冷板上覆蓋導熱硅脂,確保更好的貼合性并維持電池在最佳溫度區間。此外,電池包每個電芯模組還內置兩個溫度傳感器,通過 BMS 和 BTMS 精確管理所有電芯。

鋁制水冷板及導熱硅脂材料1

▲ 鋁制水冷板及導熱硅脂材料

另外威馬的車還有柴油加熱包可以選裝,用一個以柴油為燃料的加熱器來給電池升溫,容量為 6 升柴油,可以管幾十個小時電池加熱。

從這張圖里可以看出,在不同的溫度下,威馬的油電加溫系統會分別或合力工作,以保障電池在合適的溫度工作。

以上這些東西可能有些朋友會覺得熟悉,沒錯,這其實是威馬電池熱管理系統 1.0 的內容。這只能保證我們在冬天能啟動或防止續航暴跌,和我們能舒心開空調有什么關系呢?

答案是威馬電池熱管理系統 2.0 版本,在把油箱容量提升到 10 L?后,還增加了一個新能力:將柴油產生的熱量導入乘員艙,降低空調消耗,顯著提升冬季續航表現。這 10 L 柴油不光能幫你加熱電池,還能加熱你。當然你也無需擔心柴油本身被凍住,這跟柴油本身的物理性質有關,根據你所處的地區,加不同標號的柴油就行了。

根據威馬的測試,在一定條件下,使用“柴油加熱乘員艙”時,能節省 13.24 kWh 電量,下面是詳細的數據對比。

下圖是威馬整個電池系統的模型,紅色方框圈出的地方就是柴油箱,發紅光的管子是加熱,發藍光的是冷卻。威馬稱在使用空調時,可以自由選擇使用柴油產生的熱量供暖或電池供暖。

這里肯定有人要跳出來說,明明是電動車,用柴油是什么鬼?這不環保之類的,我只想說好東西誰用誰知道。當年我們冬天充電碰見過改裝的搭載汽油供暖的歐拉,在瑟瑟發抖的我們面前,那輛冒著煙卻溫暖的歐拉就是天堂。比起這種略顯不靠譜的自己改裝,官方給提供了柴油加熱,自然是安全方便的,也是北方朋友冬季出行的保障。

據悉威馬汽車熱管理 2.0 系統,目前已經在 EX5 520 車型上開始使用,同時在即將上市的 EX6 上面也會搭載,威馬稱會在十二月或明年一月舉行 EX6 的試駕活動,我們到時候也會對這套熱管理系統進行體驗,請大家期待后續的圖文或視頻。

■ 好的熱管理搭配好的電池

既然熱管理系統這么努力了,那電池不好好表現一下也說不過去。威馬擁有除電芯以外的所有電池包核心技術,同時自己有獨立的電池工廠。

威馬采用的是 VDA (德國汽車工業聯合會)標準的 811 方塊電池,每個模組里有 4 個電芯。并且實現了 PACK 箱體的平臺化,這也是很多方塊電池廠商采用的方式,只要增加或減少標準化的模組數,就能兼容不同軸距的車型。

▲?威馬電池 PACK 結構圖

電芯模組2

▲?電芯模組

威馬把熱管理裝置放在電池的下部,也有部分廠商(比如奔馳)是放在電池上方的,而軟包電池甚至能在每個電芯的側面加入獨立的冷卻裝置,這和廠商的電池路線和設計思路的不同有關,不能單純評論孰優孰劣。

機器人會全自動抓取并通過視覺定位進行安裝。機械臂在抓取模組的同時會檢測讀取電池信息,判斷模組電壓內阻等參數是否符合初始化標準。模組和底板之間使用螺栓緊固,乘用車基本都會這樣做,倒是有些大巴會把電池用膠粘在底板上,兩種緊固方式哪個靠譜相信大家清楚。

ABB機器人1

威馬電池包的電芯間壓差小于25 mV,模組間壓差小于30 mV,每個電芯模組內有雙溫度傳感器,能把電芯溫差控制在 ±2°C。并且對電芯單體電壓和電池包總壓進行實時采樣監控,任何一處發生監控異常及時切斷電路,MSD?在發生短路時可以自動切斷高壓電路,也可在緊急情況下人工干預切斷。??

電芯溫度傳感器2

▲ 電芯溫度傳感器

接著是對電池的外部保護,說的簡單一點,就是外殼超級厚,緩沖空間比較大。詳細來看,威馬電池包箱體使用 DP780 高強度鋼并經過橫縱向加強筋結構設計,在車間還有幾把錘子讓我們實驗了一下殼體的強度,雖然知道人力遠不能與事故撞擊的力度相比,但在幾位壯碩的男老師八十、八十的捶打下,殼體只有小凹陷,并且翻過來后內部基本沒什么變化。

高強度鋼殼體及加強筋結構1

電池殼體內部采用多緩沖區設計,電芯模組也使用了鋁制中空外保護設計。圖上所示的三角區域就是緩沖區,受到撞擊時,不會直接撞到電池。

邊沿和四角緩沖區1

另外純電專屬平臺可以更好的布局電池的位置,避免油改電車型外掛電池、侵占空間等情況,威馬采用矩陣式電池倉布局配合雙門檻設計,保障電池在受到側面沖擊力時不會受創。再搭配電池包底部高分子涂層工藝,完成對電池的外部保護。

這樣一套下來,賦予了威馬 EX5 520 車型?69 kWh 的電池容量,擁有 520 km 的綜合續航,同時威馬也提供 811 電池的終身質保。

■ 邦點評

這篇文章的重點自然是威馬的熱管理 2.0 系統,我不得不承認它的確是個“有爭議”的系統,畢竟在電動車上用了柴油加熱似乎有點“政治不正確”,但不得不說它的確是有用的。在鋰電池技術無法實現突破的情況下,北方的朋友們冬季用車一直是個難題,威馬用這種方式來解決,也算實現現階段一個“迫不得已”的法子吧。但我對此還是持贊同態度,畢竟我們買車是用的舒服滿意不是嗎?當然也希望廠商和供應商們能努力革新鋰電池技術,讓電動車能在世界各地,任何環境下跑起來。

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