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威馬熱管理系統(tǒng)的升級讓電動車減少電量內(nèi)耗成為了可能

電子工程師 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:佚名 ? 2019-12-02 09:41 ? 次閱讀

金九銀十之后,國內(nèi)純電動車市場的寒流依舊,據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示,今年10月純電動乘用車共銷售5萬輛,1-10月累計銷量為66.6萬輛,環(huán)比下降11.3%,同比下降46.8%,數(shù)據(jù)并不樂觀。然而,截至9月,威馬EX5今年的累計上險量為12643輛,位居新勢力車企第一、單一車型交付量第一。而10月份的批售量達(dá)到了2056輛,逆勢的增長是眾多壞消息中的一個喜訊。

多次深度接觸過威馬及其EX5車型后,這個好消息并沒有讓車云菌太過驚訝。從設(shè)計師與工程師基于用戶反饋進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化,到以用戶視角審視每一個用車場景,威馬與用戶的緊密相連,覆蓋了作為產(chǎn)品的EX5涉及的方方面面。

眼下,威馬電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)迎來了2.0版本,用科技與創(chuàng)新再次直擊了用車痛點,這便是自主研發(fā)的核心實力。與此同時,即將在今年廣州車展上正式上市的全新車型——EX6,繼威馬EX5 520車型之后,第二款搭載該系統(tǒng)的車型,科技的普惠之路上將再添烙印。

從1.0到2.0,電車冬季也能用的爽?

區(qū)別于部分傳統(tǒng)車企用“油改電”平臺和風(fēng)冷電池包打造的首款純電動車型,作為威馬的“處女作”,EX5電池包熱管理系統(tǒng)是從液冷開始的。在1.0時代,除了標(biāo)配電池包液冷系統(tǒng)外,根據(jù)自身需求,消費者可選裝PTC電加熱與極地加溫系統(tǒng),換言之,該系統(tǒng)已具備冬季為電池加熱的能力,環(huán)境適應(yīng)性超過了其他廠商產(chǎn)品。

不過空調(diào)暖風(fēng)與快充時電池包加熱仍需消耗電池電量,加之在極寒溫度下電池活性降低,形成了純電動車用戶冬季體驗打折的根本原因,于是極地加溫系統(tǒng)成為了威馬電池包熱管理“2.0”的核心。

在1.0版本電池包內(nèi)部液冷管路布局的基礎(chǔ)上,通過回路調(diào)整和管路增加,外置的柴油加熱裝置可將熱量同時傳遞給冷卻液和座艙,其工作原理則接近常見的燃?xì)鉄崴?/u>。也就是說,通過硬件的調(diào)整,威馬將冬季電池包加熱的能量來源改為了以油為主,讓減少電量內(nèi)耗成為了可能。

當(dāng)然,硬件升級只是一小部分,電池包熱管理2.0版本的核心在于控制邏輯的更迭。

相比0攝氏度以上采用PTC電加熱,低溫柴油輔助加熱的策略,邁向2.0時代的威馬電池包熱管理系統(tǒng),進(jìn)一步擴(kuò)大了“油加熱”的適用范圍,如圖所示,從-30攝氏度到電池實現(xiàn)100%放電量之前,柴油加熱系統(tǒng)都將是電池包升溫的熱量來源。重點在于,加熱電池包冷卻液的同時,部分熱量也將傳導(dǎo)入車內(nèi),也就是暖風(fēng)。

從官方測試數(shù)據(jù)來看,在相同條件下,熱管理2.0系統(tǒng)不僅擁有高達(dá)99%的放電效率,其空調(diào)耗電量也從1.0車型的14.53kWh降低到了1.29kWh,節(jié)約的13.24kWh電量可支持車輛行駛100km(NEDC循環(huán)下)。不僅如此,容積約10L的柴油油箱,一次性加滿可使用約兩周時間。

結(jié)合電池低溫環(huán)境下電池放電特性,威馬熱管理2.0系統(tǒng)可以說外界溫度越低,“油加熱”技術(shù)節(jié)約的電量就越多,同時也更符合我國東北、華北地區(qū)冬季的用車環(huán)境。換言之,通過硬件調(diào)整與執(zhí)行邏輯的迭代,威馬在解決電動車低溫放電問題的同時,暖風(fēng)熱源的多樣性、續(xù)航里程的增加、電池低溫充放電性能的改善,更在解決消費者用車痛點之余,強(qiáng)化了威馬產(chǎn)品的“爽點”。

冬季也能可勁開無疑是威馬產(chǎn)品研發(fā)與迭代過程中,貫穿用戶思維的縮影,同時對問題解決方案的思路,在當(dāng)下各大車企中也十分罕見。更值得一提的是,油加熱與PTC電加溫也實現(xiàn)了因地制宜的加熱組合,消費者能夠根據(jù)自身實際用車需求進(jìn)行選擇,而基于用戶體驗的技術(shù)創(chuàng)新、策略創(chuàng)新,可謂是威馬智造的出發(fā)點。

換用“811”,還能撐得?。?/p>

眾所周知,伴隨EX5 520車型投放市場,威馬也成為了各大車企中率先應(yīng)用NCM811體系動力電池的成員之一。較之此前的NCM523體系動力電池,鎳用量的大幅提升,雖然將電池包系統(tǒng)能量密度提升至166Wh/kg,電芯能量密度更是比“523”高了50 Wh/kg,達(dá)到了280 Wh/kg,而新車型的續(xù)航里程也增至520km,但高鎳就意味著高活性,對電池包熱管理提出了更高要求。

因而電池包平臺化、模塊化設(shè)計,與威馬的自主研發(fā)能力再次迎來了高光時刻。據(jù)廠方人員稱,520車型的電池包整體布局與此前“523”體系車型基本相同,只是在車頭方向的空間中增加了三個電池模組。與此同時,底部增加一組鋁制水冷板,可實現(xiàn)根據(jù)車輛需求模塊化調(diào)整電池包模組數(shù)量,在提升電池包適用性的同時,平臺化也標(biāo)志著威馬掌握了電池包設(shè)計的核心。

正因如此,威馬熱管理溫控系統(tǒng)的思路并未改變,在520車型上,系統(tǒng)會將電芯溫度控制在60攝氏度之內(nèi),正常情況下將電芯工作溫度維持在30-40攝氏度區(qū)間內(nèi),同時保證了電芯安全性與工作效率。

之所以換裝“811”后,熱管理溫控系統(tǒng)硬件無需進(jìn)行大幅調(diào)整,除了模塊化設(shè)計理念外,研發(fā)之初預(yù)留的散熱效率余量,更是威馬能夠從容面對高活性電芯的根本。而廠方人員更向車云菌透露,當(dāng)前液冷系統(tǒng)的散熱效率仍可應(yīng)對活性更高的電池,如果余量不夠充足,采用換熱效率更高的水冷板,軟件同步標(biāo)定即可。在車云菌看來,只有吃透溫控系統(tǒng)內(nèi)核的廠商,才能實現(xiàn)“改動小,改法巧”的電池包升級。

除了溫控系統(tǒng)的軟硬件搭配之外,嚴(yán)格把控放電倍率,也是保證安全性與耐久性的奧秘?,F(xiàn)階段,應(yīng)用523體系電池的車型充放電倍率限定在1.2C之內(nèi),而811體系電池的倍率還要略低一點。此舉目的在于減小快速充放電情況下,造成鋰電池枝晶等問題概率,且威馬表示,在研發(fā)階段完成的累計12000次充電測試,單車16萬公里真實場景測試,電池衰減率<5%。

要知道,特斯拉在2016年歐洲相關(guān)機(jī)構(gòu)的測試中,10萬公里平均衰減率為5%。而國內(nèi)某新勢力品牌,電池組1500次循環(huán)充放電后,能量衰減則是控制在20%以內(nèi)。不僅如此,威馬的電池包與電動機(jī)冷卻系統(tǒng)是相互獨立的,搭配多組溫度傳感器加持,對溫度控制的精度。

從電池包的平臺化設(shè)計,到把控充放電速率以及結(jié)合熱管理將電池保持在最佳工作溫度區(qū)間,威馬的自主研發(fā)實力和余量設(shè)計,不僅是為安全、長效進(jìn)行技術(shù)背書,更是以實際用車場景為出發(fā)點,用領(lǐng)先行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn),讓用戶放心。

為此,威馬在業(yè)內(nèi)率先對811體系電池包提供終身質(zhì)保。

如何讓用戶思維真正落地?

從設(shè)計、研發(fā)與伴隨電池技術(shù)逐步更迭的電池包和熱管理系統(tǒng),不難看出威馬在用車和用戶層面的細(xì)心之處,不過想要讓“思維”真正落地,自己動手無疑是最佳方案。在車云菌看來,這便是助力威馬成為造車新勢力中,唯一具備電池包自主研發(fā)和生產(chǎn)配套能力的初衷。

除了熱管理系統(tǒng),電池包設(shè)計與模組排布,也是關(guān)乎用車和安全性的組成部分。從電池包殼體到電池模組排布,威馬同樣一絲不茍。比如:

1、電池包殼體采用DP780高強(qiáng)度鋼制作,并增加了橫、縱向加強(qiáng)筋,可抵御碰撞和擠壓沖擊。電池包上下殼體間采用進(jìn)口高彈體硅膠系列密封墊,保證在1米深的海水中浸泡24h無漏水;

2、電池包底部噴涂有高分子涂層,以應(yīng)對碎石與剮蹭,且涂層具備防火能力;

3、鋁制水冷板表面覆蓋有導(dǎo)熱硅脂材料,散熱更均勻;

4、尾部設(shè)計有泄壓防爆閥,采用透氣防水高分子聚合透氣膜(單向膜),若因故障導(dǎo)致電池包內(nèi)部溫度升高壓力增加時,會迅速啟動泄壓;

5、每個電芯模組內(nèi)有雙溫度傳感器,精確檢測電芯溫度,電芯溫差控制在±2°C,有效保護(hù)電池壽命;

6、電池模組采用鋁制中空外保護(hù)設(shè)計,矩陣式雙框架電池艙結(jié)構(gòu),內(nèi)部邊沿和四角設(shè)置緩沖區(qū),受到?jīng)_擊后外殼潰縮,但不會傷及電池;

7、電芯模組內(nèi)部采用全串聯(lián)結(jié)構(gòu),發(fā)生短路或斷路時,BSM會立刻切斷電源,避免發(fā)生熱失控;

當(dāng)然,殼體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計也需經(jīng)過生產(chǎn)與質(zhì)檢關(guān),甚至在生產(chǎn)過程中也融入了聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)。

1、上線前,每個電池模組都會進(jìn)行電芯電壓、內(nèi)阻等項目的檢測,記錄二維碼與編號并上傳至威馬和國家平臺,在組成電池包之前篩查異常模組;

2、電芯模組通過6軸ABB機(jī)器人,全自動抓取并通過視覺定位進(jìn)行安裝,工廠自動化率超過了30%;

3、電池包氣密性檢測,包括其內(nèi)部的熱管理水排氣密和整包氣密,可承受2.5倍大氣壓下,不合格的電池包無法順利下線;

4、電池包下線前會進(jìn)行21項檢測,其中包含電化學(xué)特性檢測、電氣性能檢測和通訊檢測;

5、絕緣測試絕緣電阻大于500MΩ,超過國家標(biāo)準(zhǔn)2500倍的安全性;

設(shè)計、生產(chǎn)、檢測到交付用戶,小到防碎石到預(yù)留碰撞緩沖區(qū),威馬對電池包安全性與品控的嚴(yán)格把關(guān),無疑是構(gòu)建產(chǎn)品力的基礎(chǔ),也是為讓消費者“用的爽”打下的基礎(chǔ)。

車云小結(jié):

作為新勢力造車中的老兵,威馬不僅掌握電池包設(shè)計、生產(chǎn)與熱管理系統(tǒng)的“自主”能力,基于用戶痛點乃至行業(yè)的新技術(shù)開發(fā)與營造用車爽點,更是展現(xiàn)出該品牌對消費者的重視程度,同時其實力在業(yè)內(nèi)也起到了標(biāo)桿作用。

伴隨第二款產(chǎn)品EX6即將在廣州車展上市,對用戶需求有著深入且獨到見解的威馬,也將為消費者提供更豐富的產(chǎn)品陣營,這位實力派玩家的路也會越走越遠(yuǎn)。

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