電動(dòng)汽車領(lǐng)域有一個(gè)比較棘手的問題是,溫度比較低的時(shí)候,續(xù)航偏低、電池放電能力也會(huì)下降,解決這個(gè)問題又需要一定的技術(shù)和成本投入,但是實(shí)際應(yīng)用的頻次其實(shí)也不高,如何平衡成本和現(xiàn)狀,給用戶一個(gè)比較好的“低溫”用車體驗(yàn),各個(gè)玩家都想出了不同 的應(yīng)對方法。
PTC+柴油加溫系統(tǒng)
威馬應(yīng)對低溫環(huán)境的策略是,配置PTC和柴油加溫系統(tǒng)。
目前, 2.0版本的熱管理系統(tǒng),柴油加熱工作范圍拓展到-30℃—20℃,只應(yīng)用在東三省、新疆、西藏等有極寒地區(qū)的車型上 。官方數(shù)據(jù)顯示,這個(gè)熱管理系統(tǒng)最多可增加20%的續(xù)航(大概100公里)。
但是根據(jù)電動(dòng)知士在12月份用EX5做的一個(gè)測試顯示,選裝了這個(gè)系統(tǒng)的北京和上海和沒有該系統(tǒng)的廣州,續(xù)航打折率居然相差21%,完全沒見到威馬宣稱的增加20%續(xù)航的功能,PTC和柴油加溫系統(tǒng)的貢獻(xiàn)在哪里?
如果按照威馬這套系統(tǒng)的工作方式,柴油加溫系統(tǒng)的作用是當(dāng)電池包小于0度時(shí)將其溫度保持在0度,當(dāng)時(shí)測試的時(shí)候北京溫度在-1-2度,上海溫度在9-13度,后者應(yīng)該是不用柴油加溫系統(tǒng)的,所以從平均電耗來看,是優(yōu)于北京的,但是柴油加溫系統(tǒng)帶來的優(yōu)勢并不是很明顯,加上當(dāng)時(shí)的測試環(huán)境下上海比北京本來就有先天的溫度優(yōu)勢。
所以歸根到底,威馬推出的這款 PTC+柴油加溫系統(tǒng)在提升續(xù)航上,并沒有什么優(yōu)勢,而且網(wǎng)上還有人長篇大論說這個(gè)選裝的系統(tǒng)一旦開了就關(guān)不了,對這個(gè)系統(tǒng)的體驗(yàn)感很差,加上柴油燃燒給動(dòng)力電池冷卻液加熱的方式不環(huán)保,所以推廣起來應(yīng)該很難。
實(shí)質(zhì)上,這套柴油加溫系統(tǒng)就是給車增加了一個(gè)熱量來源 ,里面配置了一個(gè)小型柴油熱風(fēng)機(jī),內(nèi)部配有燃油泵、高壓燃油霧化器、火花塞、燃燒室等,配置了一個(gè)6L的油箱。
包括PTC的整套2.0版本的熱管理系統(tǒng),威馬定價(jià)9800元,但其實(shí)目前市面上主流的利用電子水泵、液冷板等部件結(jié)合的電池?zé)峁芾矸绞剑瑑r(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè),并且很多部件還可以跟空調(diào)和電機(jī)電控系統(tǒng)共用,所以在價(jià)格上是真的沒有什么優(yōu)勢。
這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于,這個(gè)柴油加溫系統(tǒng)不受溫度限制,能解決電動(dòng)車在極溫情況下的工作問題,并且柴油是隨處可得的,不像熱泵系統(tǒng)那樣受溫度限制,所以從便利性上來應(yīng)該是比較容易被接受的。
熱泵空調(diào)中的補(bǔ)氣模塊
熱泵空調(diào)在低溫情況下遇到的困境是,室外換熱器的結(jié)霜和化霜,以及蒸發(fā)溫度低、吸氣比重和系統(tǒng)流量小,并且壓縮機(jī)過熱等一系列的問題導(dǎo)致制熱量的衰減。
有一種解決方式是,通過補(bǔ)氣保證壓力比較大的情況下壓縮機(jī)的排氣溫度不會(huì)過高,從而保持高效工作狀態(tài)。
一家專門做壓縮機(jī)的上市公司申請專利中,就提到了這個(gè)補(bǔ)氣模塊。
從部件來看,該模塊中包含板式換熱器、分流膨脹閥和分流單向閥。
在輸出端,補(bǔ)氣模塊分別與外部換熱器(4)輸出端和內(nèi)部蒸發(fā)器(10)輸入端相連;在回流端,補(bǔ)氣模塊與壓縮機(jī)(1)回流口相連。
1.壓縮機(jī) 2.氣液分離器3.第一截止閥 4.外部換熱器 5.儲(chǔ)液罐 6.第一單向閥 7.熱泵電子膨脹閥8.第二截止閥 9. 第三截止閥 10.內(nèi)部蒸發(fā)器11.第一膨脹閥 12.內(nèi)部冷凝器 13.補(bǔ)氣模塊 14.板式換熱器 15.分流膨脹閥16.分流單向閥
制冷模式下,制冷劑由壓縮機(jī)1口流出后,進(jìn)入內(nèi)部冷凝器(12),制冷劑分為補(bǔ)氣路和主路通過補(bǔ)氣模塊(13),補(bǔ)氣路制冷劑分流膨脹閥(15)節(jié)流后流入板式換熱器(14)進(jìn)行冷卻,然后經(jīng)補(bǔ)氣口進(jìn)入壓縮機(jī)(1),主路制冷劑直接進(jìn)入板式換熱器(14),流出后由分流單向閥(16)流出通過熱泵用電子膨脹閥(7)節(jié)流后流過外部換熱器(4)與室外環(huán)境進(jìn)行換熱,最后進(jìn)入壓縮機(jī)。
補(bǔ)氣模塊除了可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的排氣溫度,溫度較低的時(shí)候還可以對外部換熱器除霜, 提高換熱系數(shù),即便在-25°C的環(huán)境下也能保持高效的工作狀態(tài)。
電機(jī)堵轉(zhuǎn)技術(shù)
所謂的電機(jī)堵轉(zhuǎn)技術(shù),就是把電機(jī)繞組當(dāng)做加熱電阻使用,配合電機(jī)產(chǎn)生的廢熱,來給電池組加熱。
這項(xiàng)專利技術(shù)出現(xiàn)在特斯拉Model Y中,當(dāng)乘員艙與電池都有制熱需求,并且電池急需加熱以滿足快速充電或動(dòng)力需求時(shí),可以通過控制閥系統(tǒng)(208)使電池循環(huán)系統(tǒng)(204)與電機(jī)循環(huán)系統(tǒng)(206)串聯(lián),通過電機(jī)堵轉(zhuǎn)加熱的方式給電池快速加熱。
至于電機(jī)堵轉(zhuǎn)功率的大小,是通過熱管理系統(tǒng)根據(jù)電池包需要的溫度來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
根據(jù)專利顯示,堵轉(zhuǎn)技術(shù)主要是應(yīng)用在熱泵系統(tǒng)不工作的低溫環(huán)境下,這個(gè)時(shí)候電機(jī)當(dāng)做加熱器來使用,溫度在-10℃~10℃之間的時(shí)候低壓PTC配合熱泵(部分工作狀態(tài)),其他溫區(qū)就是熱泵空調(diào)高效工作區(qū)間。
其實(shí),特斯拉的熱管理策略已經(jīng)演化好幾個(gè)層級(jí)了,從最開始的電池產(chǎn)熱 到電池+電機(jī)電控產(chǎn)熱,再到利用電池+產(chǎn)熱部件+環(huán)境產(chǎn)熱,在環(huán)境溫度極低的情況下,利用電機(jī)堵轉(zhuǎn)給電池進(jìn)行加熱,這一切都是通過軟件進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
目前市面上見到的低溫環(huán)境制熱策略無非是額外增加一個(gè)加熱模塊,或者在原有部件上提升低溫環(huán)境下的制熱效率,此后的研發(fā)可能也會(huì)沿用這個(gè)思路,但是在解決低溫情況下制熱問題的同時(shí),怎么最大化提高制熱效率和最大程度上降低成本,就需要進(jìn)一步的研究了。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:NE時(shí)代
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