内置减速器的伺服电机|宋楠:热成像视频之长安逸动EV动力电池热管理策略解析

日期:2023-07-11 22:04:11浏览量:210

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新能源情报分析网首次将军警用级热成像视频采集系统,引入到新能源民用车辆的电驱动系统和动力电池热管理系统的低温预热和高温散热策略的可视化评测体系。力求在3-5分钟内,让潜在购车用户和存量车主,直观的了解一款新能源车的电驱动技术集成度和涉及整车主被动安全的动力电池热管理技术状态和电芯温度范围。

2018年11月,长安汽车第二节“香格里拉大会”发布了逸动EV460电动汽车。目前在售的逸动EV460补贴后售价为12.99-13.39万元。逸动EV460适配的12000转/分转速的永磁同步电机,最大输出功率100千瓦、最大输出扭矩245牛米;由中航锂电提供的NCM(镍钴锰酸锂)电池总成装载电量52.6度电,能量密度为141Wh/kg。

上图为长安逸动EV460电动汽车前部动力舱内技术状态特写。

蓝色箭头:OBC、PDU、DCDC、驱动电机控制器的“4合1”总成

橘色箭头:驱动电机+减速器“2合1”总成

黄色箭头:“4合1”电驱动控制总成与“2合1驱动电机总成共用的冷却循环系统补液壶

紫色箭头:伟巴斯特提供的PTC(制热)模块

灰色箭头:水冷板(与电动空调压缩机关联的动力电池高温散热“冷交换”)模块

内置减速器的伺服电机

绿色剪头:驾驶舱空调制热系统和动力电池低温预热循环管路(预热),动力电池高温散热循环管路(散热)共用的补液壶

红色箭头:第3组功能不明的补液壶

从长安新能源官方发布的技术说明资料中指出,这组由OBC、PDU、DCDC、驱动电机控制器、整车控制器和驱动电机、减速器构成的单元,被称为“6合1”电驱动总成。只不过12000转/分驱动电机和减速器进行“物理”总成;驱动电机控制系统和DCDC、OBC和PDU模块(高压用电)进行了“物理”总成。

上图为逸动EV460“6合1”电驱动系统技术细节特写。

红色箭头:“6合1”电驱动系统总成

蓝色箭头:固定在驱动电机端铝合金材质的悬置

黄色箭头:驱动电机+减速器总成

绿色箭头:钢制托架(固定控电驱动控制模块)

内置减速器的伺服电机

橘色箭头:“6合1”电驱动系统总成

蓝色箭头:为“6合1”电驱动系统总成(电驱动模块和驱动电机)散热伺服的循环管路补液壶

紫色箭头:伟巴斯特提供的5千瓦PTC(制热)模块

灰色箭头:PTC(制热)模块和水冷板(制冷)模块伺服的循环管路补液壶

绿色箭头:水箱关联的补液壶

红色箭头:水箱盖至补液壶关联的管路

笔者目测基本上可以确定逸动EV460电驱动系统技术状态,将整车控制模块单独设定的“6合1”电驱动系统总成,输出功率从70千瓦级提升至120千瓦级,12000转/分转速为当下主流车型设定。貌似3组循环管路,其实仅有伺服“6合1”电驱动系统总成高温散热循环管路(第1组)、PTC(制热)与水冷板(制冷)串联的循环管路(第2组)起到至关重要作用。而与水箱关联的补液壶并不是起到任何散热用途,近用于平衡水箱压力(3组)。

设定的3组循环管路补液壶,只有2组补液壶起到散热伺服用途,“神秘”的第3组补液壶也可有可无(回收存储水箱压力过大,而压出的冷却液)。

通过热成像仪观测,伺服PTC(制热)和水冷板(制冷)循环管路的补液壶(表面)温度降至18.7摄氏度(红色箭头所指)。PTC(制热)模块和水冷板(制冷)模块串联在一个循环管路体系内。空调制冷模式开启后,电动压缩机运行,通过R134A(制冷剂)为驾驶舱进行制冷伺服。

内置减速器的伺服电机

当空调制冷模式启动后,经过整车控制系统和BMS判定动力电池需要高温散热伺服时,一部分“冷量”通过水冷板与PTC串联的循环管路内部的冷却液进行“冷交换”,经过冷却的冷却液通过1组“3通”阀体流向动力电池内部,为电芯进行散热。

在环境温度处于24摄氏度的北京,笔者对逸动EV460进行空调制冷模式开启后测试中,动力空调高温散热系统自行激活。上图中,循环管路补液壶温度最低(18.7摄氏度),而直接关联的PTC(制热)模块温度为19.9摄氏度。意味着空调制冷模式开启后,同一循环管路串联的PTC(制热)模块并未运行,只不过制冷后的冷却液在动力电池内部循环后温度依旧保持较低状态。

无论开启空调制冷模式,还是空调制热模式,将PTC(制热)和水冷吧(制冷)串联的循环管路都出现了明显的温度变化。而与水箱单向连接的第3组“神秘”补液壶,则几乎没有任何温度的变化。

前提及,第3组补液壶,只通过1条直径较小的管路与水箱连接(水箱本体之上,水箱盖之下)。为了应对水箱内部压力的变化,第3组“神秘”补液壶,仅用于存储被水箱压力“挤出”的冷却液。实际上,第3组“神秘”补液壶没有任何实质性用途。

在充电全过程中(31分钟),动力电池充电电流从97安降低电芯温度降至42安,电芯温度从24摄氏度(车载端显示23摄氏度)提升至29摄氏度(车载端显示29摄氏度),说明大电流充电工况下电芯温度不断提升,即便进入“涓流”状态(SOC接近满电时,电流降低)电芯温度也并未降低。在这一过程中,逸动EV460动力电池高温散热系统并未自行激活。然而,“7合1”电驱动系统总成的控制端(不包括驱动电机和减速器)内置的OBC则需要不断地散热私服。因此,“7合1”电驱动系统总成也在电子水泵作用下,进行散热循环。

内置OBC的“7合1”电驱动系统控制端(表面)进水管温度提升至30.9摄氏度,这意味着第1组散热循环系统开始运行。

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