比亚迪K8改型电动客车海拉尔高寒测试手记



在2017年7月的地表温度达到88摄氏度的新疆吐鲁番高温评测,2017年9月的海拔4882米的西藏拉萨羊湖(途径海拔5030米的岗巴拉山口全负荷续航评测之后,笔者前往最低室外温度超过-52摄氏度的哈拉尔,进行比亚迪K8改型电动客车高寒评测。


此次海拉尔比亚迪K8改型电动客车高寒测试内容:EBS系统匹配及性能测试(包含制动性能测试)、电池热管理系统性能测试、动力电池充放电性能测试、低温充电系统测试、整车动力性测试、整车能耗测试、操稳性能测试、采暖系统性能测试、除霜系统性能测试、整车低温贮存、低温环境低压电器性能测试、低压系统动态电平衡、整车主观评价、整车操作力测试、维修便利性评价、强化坏路及城郊、市区综合工况道路可靠性试验。

测试时长:2017年12月中旬至2018年3月底,共100天左右。


试验场地:海拉尔北京友联致远冬季汽车试验场,海拉尔周围100公里范围内高速、城郊、市区综合道路。

本文为新能源情报分析网主编宋楠于海拉尔,独家拍摄并撰写的配备动力电池热管理系统的比亚迪K8改型电动客车高寒评测手记。


1、比亚迪K8改型电动客车技术状态:



笔者此次评测的这台比亚迪K8电动客车长10.5米(10米级),适配2套共303.1度电的全新标准模块化磷酸铁锂动力电池组件,以及2台各输出最大功率90千瓦的轮边驱动电机。


需要注意的是,这台K8改型电动客车,增加了1套应对高寒环境的以天然气作为能量源的空调“热管理”系统。


在全部测试科目中,旨在对K8改型电动客车动力电池“液态高温冷却和低温预热”功能进行数据精准化测试值得关注。反复比对激活/关闭“液态高温冷却和低温预热”系统,动力电池在高寒工况下的性能表现。与此同时,还要在高寒共环境,对K8改型电动大巴的轮边驱动电机、电机控制系统、整车控制系统、高寒空调系统进行测试。


备注:“液态高温冷却和低温预热”功能后文简称“动力电池热管理”系统。



比亚迪制造的全部电动客车都采用全铝车身架构。使用抛丸喷砂防腐防锈工艺的载具(底盘),与铝合金骨架构成的上装,通过螺栓与连接件进行固定。这种结构设定最大好处就是,某一处铝合金零件(板材)在碰撞事故中受损,仅需要就相应区域铝合金零件拆卸和更换,而不会产生因焊接连接、应力大幅扩散,导致的维修成本高昂的结果。


所有起到承重功能的铝合金板材,全部为管架式结构。将管架铝材通过合力的结构设定,起到提升强度的作用。



K8(9)系列电动客车标配比亚迪自行研发、制造的4点气囊悬架+双轮边电机+油压冷却系统的门式驱动桥总成。比亚迪K系列电动客车前后制动系统,均为气压盘式制动分泵。



按照比亚迪厂家标准,出口车型与国内销售车型都采用相同的轮边电机驱动总成。根据重点用户需求,TYC-90系列轮边驱动电机总成可以配置油冷散热器,并选装更高级别轻量化驱动电机壳体。



能量密度超过130Wh/kg,模块化的磷酸铁锂动力电池组件适配对应的“热管理”系统,根据整车搭载电量不同,可继承2、4、6套电池组件。



上图为磷酸铁锂电池组件液态散热和预热管路细节特写。


蓝色箭头:被隔热材料包裹的出水管路



橘色箭头:被隔热材料包裹的入水管路


红色箭头:与唐100、秦100通用的可变流量电动水泵



笔者注意到,这台K8改型电动客车搭载的4组磷酸铁锂电池组件为减重版。由于K系列电动客车的动力电池组件为内置,与秦、唐系列新能源车动力电池组件中置外露的布置方式不同,对遭遇外力冲击的防护侧重点不同。这也是K8改型电动客车的动力电池组件铝合金壳体,可以进行更彻底的轻量化。



上图为K8改型电动客车后部“动力舱”各分系统细节特写。

黄色箭头:轮边驱动电机控制器


红色箭头:高压集线器(控制总成)


白色箭头:“3合1”控制总成(各负责1组轮边驱动电机)


绿色箭头:天然气为能量源的载员舱空调“热管理”系统散热水道补液壶


橘色箭头:与市场在售的K8电动客车相同的电池、附加系统控制小总成


紫色箭头:PTC动力电池“热管理”系统控制总成


这台打在电量303.1度电的K8改型电动客车最大技术亮点,无疑就是为高寒区域加装的乘客舱空调“热管理”系统。

以动力电池用于乘客舱制热的能量源,在高寒区域将会过多消耗电量,影响整车续航里程。

换装天然气乘客舱“热管理”系统后,几乎不占用任何电池电量,就可快速提升乘客舱温度。而天然气乘客舱“热管理”系统方案成熟,与原车适配的PTC空调系统可交替使用。



红色箭头:动力电池“热管理”系统控制模块


白色箭头:信号线缆从控制模块拔下


在前文中提及,此次比亚迪K8改型电动客车,在最低温度超过-52摄氏度的海拉尔,要进行动力电池“热管理”系统激活/关闭状态,对动力电池升温,续航方面的差异。并与增配的天然气为动力源的乘客舱“热管理”系统,对动力电池“节能”占比的分析。


在此前,笔者撰写的《宋楠:解析比亚迪e5-450、e5-300和秦EV-300技术状态》一文中指出,即将上市的比亚迪秦EV-450和以上是的秦EV-300、e5-450、e5-300电动汽车,适配的动力电池“热管理”控制模块(硬件)完全一致,只是控制策略有所不同。



红色箭头:e5-450的动力电池液态高温散热和低温预热控制模块


黄色箭头:动力电池液冷散热管路膨胀水壶


硬件层面,e5-450的动力电池液态散热管路和控制总成,与e5-300和秦EV-300完全相同

K8改型电动客车适配与秦(e5)电动汽车和唐、宋系列插电式混动汽车,硬件层面完全一致的动力总成“热管理”控制模块,也是对这套系统不同车型兼容潜力的摸排。



这台与别于此前吐鲁番高温测试、拉萨高海拔测试的K8改型电动客车,仅在搭载动力电池电量和高寒空调“热管理”系统有所不同。按钮式换挡开关、气囊式驾驶员座椅、轮边驱动桥以及整车配置都完全一致。



K8改型电动客车组合仪表设定,与面向全球市场销售的K系列电动客车一致。


左右各1组轮边驱动电机的温度,在中央显示屏以柱状图标注。能量输出和回收的状态实时监测。



在海拉尔进行高寒测试的K8改型电动客车内,装载用于模拟“满载”工况的沙桶,使得整备质量处于设计标定的18吨。


2、比亚迪K8改型电动客车高寒测试:



2018年3月13日,的海拉尔早晨的地表(中汽哈拉尔测试场)温度-11.2摄氏度。经过一个夜间的低温侵扰,在关闭动力电池“热管理”系统的工况下,K8改型电动客车启动正常,原地“怠速”5分钟后,动力电池电芯温度开始升温;行驶15分钟后,动力电池电芯升温至预设技术标定的25摄氏度。



从驻地前往测试场的30公里路途中,包括海拉尔市区、城乡结合道路以及即将解冻冰雪覆盖的泥泞道路。



在海拉尔中汽冬季测试场内,对全负载工况的比亚迪K8该型电动客车,进行“搓板路”复杂路况全负载测试。



在海拉尔中汽冬季测试场内,对全负载工况的比亚迪K8该型电动客车,进行“鹅卵石”复杂路况全负载测试。


从早上6点出发,至9:30分测试结束,比亚迪K8改型电动客车以及另一款即将上市的全新电动客车,顺利完成全部科目。



完成全部测试科目后,室外最低温度-13摄氏度,比亚迪K8改型电动客车外壳体表面温度-4摄氏度。



比亚迪K8改型电动客车搭载的轮边驱动电机外壳体表面温度为21.6摄氏度。



关闭“热管理”系统,动力电池组件液态冷却/预热出水管温度2.4摄氏度。动力电池组件内部温度29摄氏度。



在不同复杂路况、开启或关闭驾驶舱内天然气动力源“热管理”系统,K8改型电动客车加速、制动和快速频繁转向动作正常。4组动力电池、2组轮边驱动电机及相关控制系统正常。


笔者有话说:


在3个月的海拉尔高寒测试完结后,比亚迪K8改型电动客,完全满足北方冬季市场全工况复杂路面需求,具备极高的整车安全性能。依赖于成熟的动力电池“热管理”系统,动力电池在极低室外环境温度条件下仍能维持在最佳要求温度范围内,充放电性能表现良好,整车续航表现优秀,满载综合工况续航里程200km以上的设计要求。


在全部高寒测试过程中,K8改型电动客车整车高低压电器件性能发挥稳定,低温环境下可靠性得到充分验证(最低温度零下43度下)。经测试,针对北方极寒气候条件加装的燃气采暖系统及空调采暖系统,可满足极低气候条件下车内采暖需求;极寒条件下,预计完成1万公里坏路、城郊及市区综合工况可靠性路试,测试期间,整车运行状态良好,可靠性得到充分验证。



在过去的1年中,笔者参加了比亚迪K8改型电动客车,吐鲁番高温测试、拉萨(羊湖)高海拔测试,海拉尔高寒测试。每次极限测试,K8改型电动客车,都加装不同新系统,与轮边驱动电机、带“热管理”系统磷酸铁锂动力电池组件、整车控制系统,进行技术性能和可靠性验证。

另外,K8改型电动客车搭载,与e6和腾势电动汽车通用的2组“3合1”控制总成,是比亚迪系新能源核心技术,具备跨车型宽泛兼容型最好写照。实际上,在秦、唐、宋系列车族适配的动力电池“热管理”控制模块和轻量化动力电池总成,在K8改型电动客车的应用,也是比亚迪行通过不同车型、不同驱动模式、不同功能应用,相互技术验证的重要举措。


在笔者看来,拥有新能源核心技术、整车制造、全产业链及成熟的商业模式的比亚迪,在商用车领域继续适配能量密度超过130Wh/kg磷酸铁锂电池,提升续航里程同时保持公交行业最为关注的安全性。


文/新能源情报分析网主编宋楠





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