深度解析北汽新能源EX3电驱动、动力电池及快充技术优势

2019年4月16日,上海车展期间,北汽新能源EX3正式上市。电芯能量密度高达212Wh/kg、动力电池总成装载电量61.3度电、NEDC续航里程501公里的北汽新能源EX3标配了集成了高压用电和低压用电系统的EMD3.0智能电控系统,还适配了3套热针对驱动和电池的液态热管理系统。

作为北汽新能源首款搭载“全气候电池”技术的电动汽车,EX3不仅具备应对高寒气候环境的用车及充电兼容性,更将高温环境电池(电芯)安全性纳入重点管控范围。新能源情报分析网早在2016年,就开始跟踪并收集有关北汽新能源EX3电动汽车及最具特色的“全气候电池”及“超级快充”技术的验证和市场化应用。

1、北汽新能源EX3“全气候电池”技术验证车:

2019年1月早些时候,以北汽新能源EX3电动汽车作为基型车,换装了与北京理工大学联合研发“全气候动力电池”,并参加了牙克石的高寒评测。

在最低温度接近-30摄氏度的牙克石,研发团队对集成全气候电池系统、智能整车控制器、动力电池一键加热控制系统、无动力中断两挡电驱动总成、低温增焓空调、航空气溶胶车体保温材料等多项创新性产品的北汽新能源EX3,进行了全方位的低温环境的测试。

在测试过程中,北汽新能源EX3必须在-30℃以下的环境中,整车静置40小时以上,动力电池系统最低温度达到-22℃。然后,整车再进行冷启动、全气候动力电池低温加热、空调制热、除霜及冰雪条件下的整车20%爬坡、加速、制动、能耗等系列试验。

在此次高寒环境现场试验中北汽新能源EX3,可实现6分钟快速自加热启动,温升速度超过5℃/min,低温启动环节电池加热能耗不高于5%,车辆行驶过程无需再给电池加热。

最终,北汽新能源EX3解决了极寒条件下纯电动汽车无法充放电、整车无法启动、空调能耗高等技术难题,整车能耗较现有同类车型在运行工况下降低20%;电池系统能量密度超过161Wh/kg,可在-40℃至60℃超宽环境温度下正常运行。

备注:此次参加牙克石“全气候电池”技术验证用北汽新能源EX3为非量产车型。

2、北汽新能源EX3“超级快充”技术验证:

2019年1月29日,换装了“超级快充”技术(动力电池及充电模块)的北汽新能源EX3技术验证车,在国家电网北京昌平未来科学城大功率(360千瓦)充电站进行测试。这意味着,由国家电网开发的大功率(360千瓦)超级充电站和北汽新能源研发“超级快充”技术及政策应用已经成熟并具备大规模商业化应用能力。

这台由北汽新能源设计开发,适配全新的动力电池液冷恒温控制策略的EX3,与国家电网推出的大功率超级充电站进行“无缝连接”适配充电测试。针对原车e-Motion Drive智能电控系统进行了升压设计,整车控制策略有针对性的增加了多路温度监控、智能热管理控制和优化后的直流充电通讯协议。同时,开发了全新的液体冷却动力电池系统,和液体冷却的快充接口及快充线束,并对整车冷却管路进行适应性匹配。

这一系列适配改装后的EX3,可以在700V的高压下,直流充电电流最大可以达到400A,常温下10分钟即可充如300公里的续航里程。实际上,北汽新能源也在进行1000V高压下的直流充电技术的储备。

需要特别注意的是,这台“超级快充”技术验证所用的EX3,仅仅在动力电池热管理策略、快充接口和高压线缆液冷散热方面,进行了简单的适配。这种技术牵引,完全可以“下放”至其他在售或即将上市的新车型。

北汽新能源之所以要与国网大功率充电系统“无缝连接”,不仅是为了在整车正向研发、核心技术制造层面取得市场突破,更是要在用户使用层面进行彻底解决。

3、北汽新能源EX3量产车的EMD3.0智能电控技术:

2019年2月,北汽新能源组织EU5系列、EX5系列、EX3系列以及其他几款即将量产的新车型,在东北黑河北安测试场进行冬季测试。

上图准量产状态的EX3电动汽车前部电驱动系统及3套热管理系统技术状态特写。

进化为第3代的e-Motion Drive智能电控系统,集成了DCDC\OBC\PDU等高压用电系统、低压用电系统以及电机控制系统,并由1套散热循环系统伺服。动力电池和驾驶舱空调系统,则由单独设定的2套循环系统进行低温预热和高温散热伺服。

虽然搭载这套电驱动系统及3套热管理系统的EU5 R550电动汽车,早在2018年便已上市,但这套系统研发并集成搭载最早的车型则是EX3。

在室外最低温度超过-20摄氏度的黑河北安测试场,笔者亲自用热成像仪对EX3电动汽车搭载的动力电池低温预热功能、驾驶舱空调制热模式进行测试。

冷车静止1晚,对EX3进行直流充电时,动力电池低温预热功能自行开启,利用充电桩电量对电芯持续加温至0-5摄氏度后,再全速充电。

EX3单独适配的2套动力电池低温预热和高温散热循环系统,在电芯预热及充电全过程,进行独立的“小循环”伺服和串联的“大循环”伺服,最终获得充电效率、续航里程及整车安全效能均衡的状态。

笔者有话说:

作为地处北方区域的电动汽车制造厂商、北汽新能源不仅关注寒带用户的用车感受,更将高温环境用车安全性作为EX3电动汽车整体性能重要标定。

北汽新能源用EX3作为基型车,进行“全气候电池”低温预热技术验证、国家电网“超级快充”技术验证,无疑是成功的。EX3适配的第3代e-Motion Drive智能电控系统、3套即可独立运行又可根据用车环境和自身状态自动串联运行的动力电池液态热管理技术(策略),则是基础的技术支持。

北汽新能源用EX3进行前沿技术验证为的是在合适的时机,推出用户对“低温用车”、“快速充电”以及“整车安全”痛点的解决方案。这也从侧面印证了北汽新能源EX3相对同时上市的吉利几何A、广汽新能源AION 等电动汽车,具备先天技术优势。

在笔者看来,北汽新能源EX3适配的第3代e-Motion Drive智能电控系统,和全新的动力电池热管理技术(策略)以及比亚迪元EV535采用的“e平台”技术,都是两个车厂引入的最新的技术解决方案。

但是,北汽新能源在2018年上市的车型,都是基于“达尔文”整车人工智能系统打造,在人机交互、电驱动系统及动力电池管理策略方面形成了完整的智能化架构。这就意味着,包括EX3在内及后续北汽新能源推出的车型,都具备更强的自我学习与整车实用性。甚至可以通过OTA技术,为整车最核心的控制策略进行不间断的进化。

基于“e平台”技术的比亚迪元EV535适配的Dlink系统,并不能更深度的介入整车控制系统的升级能力。与此同时,这套DLink系统的更多的应用在影音娱乐分系统的升级。

不可否认,北汽新能源在电驱动技术、动力电池热管理策略的发力同时,更加注重整车及分系统智能化的研发与应用。

文/新能源情报分析网宋楠


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