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先進電源技術

圖文 更新时间:2024-08-15 00:06:31

先進電源技術(基于全域550伏電壓平台的海豹120千瓦快充技術優勢)1

售價28.68萬元的四驅版前置“3合1”動力域(異步電機)最大輸出功率160千瓦(最大輸出扭矩310牛米)、後置“8合1”控動力域(永磁電機)最大輸出功率為230千瓦(最大扭矩360牛米);支持150千瓦直流快充功率的刀片電池裝載電量為82.5度電、軸距2920mm的比亞迪海豹四驅版,絕對是最超值的。

新能源情報分析網評測在7月早些時候的吐魯番,對比亞迪海豹(非量産狀态的技術驗證車)進行了包括車型平台、CTB車身焊接一體化動力電池系統和前後獨立懸架鋁材質輕量化技術優勢,以及全時電四驅系統軸間扭矩再分配策略的介紹。

本文将對基于全域550伏電壓平台(前置“3合1”電驅動、中置刀片電池、後置“8合1”動力域的電壓全部為550伏)的比亞迪海豹150伏直流快充技術優勢,全向研讀和判定。

備注:海豹标配150千瓦直流快充能力,但是測試用充電樁最大充電功率僅為120千瓦

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通過對海豹進行120千瓦直流快充的測試,可以最直接獲取采用CTB車身焊接一體化動力電池系統電壓信息,以及激活動力電池熱管理系統的高溫散熱功能後的功率分流狀态。

而為了更真實的獲得海豹快充時的諸多實時技術輸出\狀态,先進行了多次頻繁全功率輸出的電四驅系統軸間扭矩再分配策略的測試(盡量讓動力電池和前後電驅動系統全功率輸出,溫度處于較高點)。

1、120千瓦直流快充時海豹的輸出電壓\輸出電流狀态:

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在位于吐魯番火焰山附近,最新的電動汽車高溫工況測試場站内,建設多套7千瓦交流和120千瓦直流充電設施。由于條件限制,在午後14點(全天最熱的時段)進行120千瓦直流快充測試時,海豹的動力電池SOC值保持在48%左右。

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在連接充電樁之後,部分來自樁端功率分流至動力電池熱管理控制系統,自行啟動高溫散熱功能。根據海豹車端控制系統設定,電芯溫度、充電電流和充電功率單一數值或更多數值超過預設阈值,動力電池熱管理控制系統的低溫預熱或高溫散熱功能自行開啟。

上圖為海豹四驅版在進行120千瓦直流快充測試時,前部動力艙内各分系統在熱成像器材下的溫度變化。

紅色箭頭:為前置“3合1”電驅動和後置“8合1”動力域共用的循環管路補液壺

綠色箭頭:由AH系列電動壓縮機至一體化熱管理閥體的空調制冷管路

藍色箭頭:一體化熱管理閥體

白色箭頭:前置“3合1”電驅動系統

在比亞迪最新的e平台3.0架構下,整車層面一體化熱管理控制系統和全新的AH系列熱泵電動壓縮機,可以将車外、駕駛艙、電驅動系統、動力電池等分系統内部的熱量\冷量進行“搬運”和“轉移”。

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充電初始,海豹的動力電池SOC值為48%、動力電池熱管理控制系統的高溫散熱功能激活(強制散熱)、充電功率為106千瓦。此時,海豹的充電功率為106千瓦,就包括了為動力電池充電功率和AH系列電動壓縮機開啟為動力電池直冷散熱功率。

需要注意的是(1),在車輛開啟動力電池熱管理控制系統的高溫散熱或低溫預熱功能,所消耗的電量都是源自充電狀端并并入充電功率内共同計算費用。

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充電時長3分鐘後(白色區域),樁端顯示需求電壓580.9伏和需求電流250安(紅色區域),輸出電壓558.6伏和輸出電流199.5安(黃色區域)。

重點信息來了,需求電壓/電流為車端可以承受的參數;需求電壓/電流為樁端給到車端的參數。比對諸多參數可以确認的是,比亞迪海豹的動力電池電壓設定在550伏左右。

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當動力電池SOC值達到81%時,海豹充電功率為78.1千瓦(紅色箭頭所指)、動力電池熱管理控制系統的高溫散熱功能始終開啟(藍色區域);通過與充電樁聯動的APP顯示最大需求電壓為630-680伏(藍色箭頭所指),并且輸出電壓560.5伏\所需電壓583伏\輸出電流147安的狀态持續占整個充電周期的約75%。

顯然,海豹最大瞬時輸出(充電)電流為199.5安,随即降至147-150安;充電功率舒适達到106千瓦、随即保持78-88安;

對比,海豹在充電過程中适中開啟動力電池熱管理控制系統所占用相應充電功率,動力電池550伏電壓的優勢十分顯著。

2、全域550伏電壓平台的海豹核心技術優勢:

2021年4月19日上海車展,發布了e平台 3.0架構以及全新的X DREAM(海豹)和EA1(海豚)兩款概念車亮相。目前來看,早些上市的海豚是基于e平台 3.0架構入門級車型,采用了前置“8合1”動力域、動力電池為320伏級、并配以熱泵空調 整車層面一體化熱管理控制系統。

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2021年9月的深圳比亞迪基地,首次對外展示了e平台3.0架構的智能駕控系統(紅色區域)、前置“8合1”動力域(黃色區域)、後置“8合1”動力域、“8合1”動力域所使用的“1槽6線”扁線繞組技術(白色區域)以及一體化熱管理控制系統(綠色區域)。

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無論兩(後)驅,還是四驅的海豹,都标配了1組最大輸出功率230千瓦、最大扭矩360牛米的後置“8合1”動力域(基于“1槽6線”繞組技術的永磁電機)。

紅色箭頭:集成了OBC\PDU\DCDC\BMS\VCU和電機控制系統的高壓用電部分

綠色箭頭:驅動電機部分

藍色箭頭:減速器部分

黃色箭頭:外置油冷交換/散熱器

需要注意的是(2),為了應對超過200千瓦的動力輸出,後置“8合1”動力域不僅采用“1槽6線”繞組技術、SiC電控設定,尤其增加了1套外置油冷交換/散熱器,保證電驅動系統在頻繁全負載加速時的可靠性。比亞迪的工程師在電壓和電流的設定上進行了大幅革新,在更高輸出功率的同時,電壓增加降低電流,減少發熱量。

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海豹配置的150千瓦直流充電效能,是基于高電壓電驅升壓充電方案具備高電壓驅動和高電壓充電2種模式:

高電壓驅動模式,則依托電驅動系統和電控系統的高電壓技術/策略;

高電壓充電模式,則依托動力電池和充配電系統的高電壓技術/策略;

在驅海豹兩(後)上,後置“8合1”動力域包括了電驅動(驅動電機)、減速器、電機控制、OBC\PDU\DCDC\BMS\VCU等高壓用電系統和動力電池。在海豹四驅版上,除了後置“8合1”動力域包括了電驅動(驅動電機)、減速器、電機控制、OBC\PDU\DCDC\BMS\VCU等高壓用電系統和動力電池,還有前置“3合1”電驅動系統。

所以,後置“8合1”動力域的電機、電控以及高壓用電部分,都将采用完全相同的高電壓設定。

不過,在拍攝海豹四驅版的後置“8合1”動力域的銘牌沒有拍攝到,也就不能确認電壓參數。

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海豹四驅版的的後置“8合1”動力域電壓設定在550伏、最高轉速16000轉/分、最大輸出功率230千瓦。

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海豹四驅版(與兩驅版一緻)的動力電池電壓設定在550.4伏。

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海豹四驅版的前置“3合1”電驅動系統電壓設定在550伏、最高轉速16500轉/分、最大輸出功率160千瓦。

需要注意的是(3),經過對比亞迪官方發布的包括高電壓驅動和高電壓充電2種模式的達成,且海豹四驅版中置動力電池電壓550.4伏、前置“3合1”電驅動系統電壓550伏、海豹後置“8合1”動力域的電壓也設定在550伏,即标題所提到的全域550伏電壓平台。

筆者有話說:

目前,國内多家傳統車廠和“造車新勢力”,都在力推800伏高電壓平台的技術和整車應用。比亞迪在2018年量産的唐EV采用的600伏級動力電池電壓 充配電升壓的方案。随後将這一基于e平台2.0的技術全向應用在新款的漢EV和唐EV。

直到2022年的比亞迪海豚量産,将前置“3合1”電驅動、中置動力電池、後置”8合1“動力域(包括電機、電控、高壓用電系統),全驅應用550伏電壓平台,徹底抛棄繁瑣的多次“升壓”環節,最終達成減少鍊接全部分系統的線纜數量、提升充電效率、降低充電電流和發熱量的綜合技術優勢。

需要特别注意的是!

海豚所支持的150千瓦直流快充能力,由于充電設施限制沒有體驗。但是,在e平台3.0架構下,比亞迪的研發部門可以随意的配置550伏、600伏、甚至700-800伏全域高電壓平台方案。起碼600伏電壓的動力電池比亞迪已經進行了整車應用、600伏的“X合1”動力域也集成在某款車型進行了高溫測試。

筆者相信,完全掌控了新能源整車制造全産業鍊的比亞迪,将成為量産全球首款使用全域800伏電壓平台EV車型的廠商。

未完待續。。。。

新能源情報分析網評測組出品

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