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深度:研判比亚迪汉EV四驱版3种功率充电桩的快充效率

新能源情报分析网


此前,新能源情报分析网对汉EV两(前)驱版的车型平台与基于“e+平台”的“2合1”充配电系统总成、伺服刀片电池的低导电率冷却液热管理系统,以及由2组最大转速15500转/分、最大输出功率分别为163千瓦(前置)和200千瓦(后置)“3合1”电驱动总成构成的第3代电四驱系统的控制策略进行深度解析。

本文将对汉EV四驱版搭载基于“e+平台”的“2合1”充配电系统为基础,在不同功率状态的直流充电桩的充电效率进行解读。

1、比亚迪汉EV四驱版技术状态:

2020年7月,比亚迪汉EV四驱版和两(前)驱版上市。基于“e+平台”的汉EV四驱版的前置“3合1”驱动总成最高转速15500转/分、最大输出功率163千瓦;后置“3合1”驱动总成最高转速15500转/分、最大输出功率200千瓦且由SIC电控抑制驱动电机功率过载与过热;搭载的刀片电池系统装载电量76.9度电、最大充电功率整100千瓦;整车自重2.1吨,NEDC续航里程550公里。

红色箭头:“2合1”充配电系统总成

蓝色箭头:电驱动系统及从配电系统总成共用的散热管路冷却液补液壶

黄色箭头:为刀片电池系统进行高温散热和低温预热的低导电率冷却液补液壶

由比亚迪制造的汉EV四驱版(包括两驱版)是全部国产品牌制造的电动汽车中,首次为动力电池灌装低导电率冷却液。由于汉EV全系车型全部标配以安全性见长的刀片电池系统(参照比亚迪刀片电池与宁德时代三元锂电池分别进行的电芯穿刺测试过程及结果),在适配低导电率的冷却液(较传统乙二醇冷却液,在应对电芯破裂或短路时,可以起到防止短路引发的安全事故,即有助于延长人员从车辆逃生的时间)不仅可以让电池本身更安全。

汉EV四驱版和两驱版搭载的刀片电池电压为569.6伏特、早些时候上市的全新一代EV四驱版和两驱版搭载的“622”配比的三元锂电池电压为612伏,这两款EV车型以及全新一代唐DM搭载的电池系统,都属于高电压平台,这样的设定带来了快充功率提高的同时,电流并没有增加、高压线缆以及充沛配电系统的发热量得到有效抑制的最直接好处。目前,也只有德国波尔舍的TYCAN电动汽车采用的是高电压平台技术,其他品牌在售的EV车型都采用350-380伏电池低电压平台。

高电压平台的刀片电池+低导电率冷却液的组合,表象提升了主被动安全系数,实际上可以认为更加安全的刀片电池本体,在低导电率冷却液的加持下,可以承受更大的充电功率、或可以让消耗电池自身装载电量的热管理系统被激活的温度阈值设定的跟高一些。

此前,新能呀情报分析网就撰写了《深度:升性能/降电耗之比亚迪汉EV技术汇总》一文,从车型平台、通用化的悬架、转速更高的模块化电驱动系统以及低导电率的冷却液等显性技术指标看,在提升性能同时还在寻求多种模式的降低电耗的技术设定。

2、比亚迪汉EV四驱版在国家电网60千瓦充电桩直流快充效率表现:

在60千瓦充电桩进行快充测试,刀片电池SOC值为21%、电芯温度为31摄氏度、需求电压为540伏、额定电压569.6伏(这与汉EV四驱版搭载的刀片电池输出电压相吻合)。

在国家电网提供的60千瓦充电桩直流快充至动力电池SOC值30%,车载端显示充电功率为54.1千瓦。

直流快充至SOC值30%,电芯温度提升至33摄氏度,此时室外(地表)最高温度为37摄氏度,用热成像仪检测刀片电池循环管路补液壶的温度处于35摄氏度,显然高温散热系统没有开启。

3、比亚迪汉EV四驱版在高速公路120千瓦充电桩直流快充效率表现:

仍然是在地表温度达到37摄氏度的午后2点,在高速公路服务区、由国家电网假设的120千瓦充电桩,对汉EV四驱版进行直流充电测试。

刀片电池SOC值从33%开始直流快充,车载端显示充电功率为58千瓦。

充电至SOC值36%时,汉EV四驱版动力舱内散热风扇自行启动,但是以低速模式为“2合1”充配电系统总成(冷却液)进行主动散热。

快充至SOC值达到42%,桩端显示额定电压569.6伏、需求电压540伏、电芯单体最高温度37摄氏度时,汉EV四驱版的刀片电池热管理控制系统的高温散热功能被激活。

用热成像仪对汉EV四驱版的2组循环管路补液壶和1组水冷板控制模组表面的温度变化进行观测,电驱动系统与充配电系统共用的循环管路补液壶表面温度保持在37-39摄氏度范围;刀片电池热管理系统循环管路补液壶表面温度降至19-22摄氏度;水冷板控制模组表面温度由于接受来自电动压缩机输出的冷量而降至15.2摄氏度。

红色箭头:刀片电池热管理系统循环管路补液壶表面温度降至19-22摄氏度

白色箭头:水冷板控制模组表面温度降至15.2摄氏度

截至2020年10月,由比亚迪制造的T系列电动卡车、/唐/宋/元系列DM和EV车型已经全部装备模块化的水冷板控制模组。起码比亚迪乘用新能源车型,BC系列电动压缩机与水冷板控制模组很好的为三元锂、磷酸铁锂和刀片电池系统提供了主动制冷散热伺服。

直接承载来自BC28系列电动压缩机输出的“冷量”,与刀片电池通过低导电率冷却液输出的“热量”进行转换,已达到在不同工况主动对刀片电池进行高温散热至预设不同温度的技术设定。

黄色箭头:由BC系列电动压缩机向水冷板模组输出冷量(冷却剂为载体)的“一进一出”管路

蓝色箭头:由动力电池向水冷板模组输出冷量(低导电率冷却液为载体)的“一进一出”管路

红色箭头:水冷板模组

水冷板模组直接承载来自BC28系列电动压缩机输出的“冷量”,与刀片电池通过低导电率冷却液输出的“热量”进行“冷热”转换,已达到在不同工况主动对刀片电池进行高温散热至预设不同温度的技术设定。

4、比亚迪汉EV四驱版在特来电150千瓦充电桩直流快充效率表现:

2020年7月,比亚迪组织的媒体试驾环节中,新能源情报分析网对汉EV四驱版的充放电策略、智能控制和第3种技术状态的电四驱系统进行了简短的测试。

在使用特来电提供的150千瓦快充桩进行充电测试时(室外环境温度不超过25摄氏度),刀片电池SOC值从5%开始,在APP端显示攀升到123千瓦的最大峰值充电功率;SOC值从12%-50%、充电功率平稳的保持在105.61千瓦。从充电伊始(包括最大峰值充电功率和平缓的充电功率状态),汉EV四驱版搭载的刀片电池电芯温升温速率均衡攀升至35摄氏度、充电电流为168.5安、充电电压为626.5伏。

在车载端显示汉EV四驱版快充至SOC值50%,充电功率为100.5千瓦,充至满电还需35分钟。在更高功率的直流充电桩,更能凸显汉EV全系车型搭载高电压平台带来的升压快充优势。

5、肇庆小鹏P7在国家电网60千瓦充电桩直流快充效率对比:

在2020年7月,新能源情报分析网对肇庆小鹏P7四驱版进行了全向测试,其中包括电驱动技术状态、电四驱控制策略以及充放电策略并推出一系列相关稿件。对肇庆小鹏P7进行的快充测试,使用与随后对比亚迪汉EV四驱版直流充电测试,采用同为国家电网提供的60千瓦充电桩进行直流快充比对。

肇庆小鹏P7在国网60千瓦充电桩直流快充,桩端信息显示需求需求电流243安、电压为408伏、额定电压为345.6伏,电芯单体最高温度32摄氏度。

在室外温度32-34摄氏度午后,肇庆小鹏P7搭载的动力电池电池的SOC值从67%开始进行快充(电芯温度为32摄氏度)。车载端显示充至满电需要55分钟、充电电流为115.1安、电压376.1伏、充电功率为43.3千瓦。肇庆小鹏P7的工程师们为充电设定了1个由驾驶员可调的SOC值选项。驾驶员可以自由选择日常充电至SOC值90%或100%,且系统自默认为90%,如果强制选择100%,系统将提示“本次充电后将回复至90%”。

SOC值从系统强制向车主自主控制的进化,并不是P7在国家电网充电桩充电功率仅为44千瓦的借口。从SOC值67%快充至79%,功率始终保持在44千瓦。

在肇庆小鹏P7的高级选项中,充电限制默认为90%,也可以在50%至100%间任意调整(通过触摸屏进行操作)。不同版本的车型搭载由亿纬锂能和宁德时代提供的160wh/kg和170wh/kg两种能量密度的动力电池总成。对于肇庆小鹏P7而言,无论选择哪个品牌电池系统,都要遵循统一的品控标准。不过,由驾驶员选择更宽泛的充电上限,透露出P7产品经理对当下新能源整车行业发展问题与关注度逐步提升的的安全焦虑。

笔者有话说:

汉EV在国网60千瓦充电桩直流快充功率可为54.1千瓦、需求电流为200安、需求电压为540伏、电池电压平台为569.6伏。在相同的国网60千瓦充电桩直流快充,肇庆小鹏P7直流快充功率为44千瓦、需求电流为243安、需求电压为243伏、电池电压平台为345.6伏。

汉EV在国网120千瓦充电桩直流快充功率并未超过100千瓦,只维持在58千瓦。但是,汉EV在特来电150千瓦充电桩直流快充功率最大值为123千瓦、充电电流为168.5安、充电电压为626.5伏。这说明在特来电150千瓦充电桩,汉EV可以充分发挥高电压平台的优势,即便电池充电电压提升至626.5伏、充电电流也保持在168.5安。

需要特别注意的是,比亚迪汉EV没有在系统上进行充电电量的限定,肇庆小鹏P7为车主提供充电电量的限定并可以手动选择。原因很简单,让车主自行选择充电电量的限定,一方面给车主提供更丰富的充电效率与安全性平衡;一方面还是源于对不同供应商提供的三元锂电池对安全性的影响。

比亚迪汉EV全部核心技术全部自行研发,且搭载的刀片电池+低导电率冷却液的组合,让整车安全性持续提升,以及高电压平台在全功率充电桩直流充电,在提升额度不大充电电流同时获得更少的发热量;肇庆小鹏P7的几乎全部核心技术依赖外购,且在单一车型搭载两款不同能量密度的三元锂电池+传统冷却液的组合,以及低电压平台在全功率充电桩直流充电,大电流产生的热量对车辆安全性的影响不可而知。

没有对比就没有伤害,在相同的充电桩对同为20-30万元售价区间比亚迪汉EV四驱版对比肇庆小鹏P7四驱版的充电效率对比,谁强谁怂用数据说话最清楚不过。

新能源情报分析网评测组出品


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