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深度:上汽通用微藍7電驅動技術及控制策略研究。

2020年7月上市的別克淺藍7是上汽通用品牌下的首款電動SUV。整車長寬高4264 x 1767 x 1616mm,軸距2675mm。驅動電機最大輸出功率150kW,最大輸出扭矩350 Nm,最大轉速8800rpm。動力電池系統配備能量密度XXX,負載功率55.6 kWh,NEDC續航裏程500公裏。根據別克官方對微藍7的整車介紹,四種駕駛模式(標準模式、OPD單踏板模式、拉桿壹鍵增強動能回收模式、OPD單踏板模式+拉桿壹鍵增強動能回收模式)可供駕駛者自行選擇。

別克微藍7電動SUV集成的電驅動與控制技術、動力電池系統、熱管理控制策略,都是基於LG提供的多項技術集成而成。特別是微藍7采用的兩套軟電芯+1套液冷板的熱管理技術,是通用汽車集團最具特色的車載動力電池解決方案。微藍7搭載的動力電池能量密度為133wh/kg。這種基於軟包電池和液體熱管理的技術可以將電池組件中電池的最大溫差控制在2-3攝氏度,以安全為牽引,而不是僅僅為了更長的續航裏程而尋求提高能量密度。

1和微藍7的基本技術狀態:

微藍7延續了2016之後量產新能源汽車的家族外觀識別特征,3D幾何截面圖案取代傳統的進氣格柵,與前後側板造型相呼應,打造出“EV”專屬特征。

導光LED飛翼鍍鉻條與前LED導光日間行車燈旋痕式連為壹體,形成貫穿式燈條。導流空氣幕可以加強擴口設計元素,可以減少前輪湍流、風阻和功耗。

內飾和更多的實體開關按鍵,更側重於駕駛者的駕駛便利性和操控安全性,與太多造車新勢力鼓吹的“壹個大屏解決壹切”的策略完全不同。

多功能方向盤左側區域主要用於輔助駕駛和行車電腦控制,右側區域用於控制藍牙、音響等常用功能。

中央顯示屏的壹般顯示功能有導航、聲音、日常應用app。作為駕駛員顯示屏行駛參數的延伸,中央顯示屏提供了動力電池完整的能量流動和功率分配狀態。

與其他在售品牌電動車不同,微藍7為駕駛者提供了動力電池負載分布狀態的顯示功能。在能量流的2級子目錄中,可以顯示百公裏綜合功耗、最後壹次充滿電後的瞬時功耗以及駕駛、空調、電池調節的功耗分布狀態。

其中,電池調整項是熱管理控制系統中的低溫預熱和高溫散熱功能開啟後消耗的負載功率的百分比。

在空調系統控制面板上,您可以快速選擇溫度、風量、前後擋風玻璃除霜、內外循環和座椅通風/加熱功能。需要註意的是,為常用的音響和空調系統設置物理鑰匙,並不是壹種老式的設置,而是嚴格為了行車安全。

微藍7的換擋控制面板采用了全新的鑰匙選擋技術,P\R\N\D檔全部換成了開關。在新推出的“單踏板”控制模式下,1組激活開關(用紅色箭頭表示)是單獨設置的。為了在駕駛員輔助功能中快速激活車道偏離系統,還單獨設置了壹組物理開關(用黃色箭頭表示)。

淺藍色7的長寬高分別為4264 x 1767 x 1616mm,軸距為2675 mm,得益於車輛平臺的電氣化優勢,後排乘坐空間可以媲美軸距2800mm的車輛,直地板提高了舒適性。

2.微藍7電驅動技術及動力電池熱管理控制策略;

別克淺藍5之前測試過?EREV車型在最大程度上繼承了通用汽車雪佛蘭沃藍達的電驅動技術。別克微藍6(310版、420版)EV車型基於新能源政策、補貼以及電池“白名單”的硬性要求,改變了SAIC榮威EI5(300版、400版)的電驅動技術。別克微藍7EV車型,沒有任何政策要求,就是從LG換來壹般新能源車常用的電驅動技術和軟電池系統。

上圖為微藍7電動SUV前動力艙各子系統技術狀態特寫。

紅色箭頭:PDU控制模塊

白色箭頭:LG提供的OBC控制模塊。

黃色箭頭:DCDC控制模塊

綠色箭頭:LG提供的驅動電機控制模塊。

藍箭頭:博世提供的iBoost?2.0電動液壓集成制動總泵

微藍7電動SUV沒有引入“X-1”的電控技術,電控系統包括電機和充配電系統都是LG提供的。LG不僅是新能源汽車子系統的總供應商,也是奧迪、大眾、路虎等歐洲品牌新能源汽車電動化的主要供應商。

從技術狀態來看,微藍7的技術架構幾乎是之前在美國市場量產的BOLT的升級版。雖然微藍7配備的驅動電機最高轉速僅為8800轉,與國內主流品牌機型相差甚遠,但與減速器集成的油冷散熱技術是降低功耗穩定性的領先技術。

微藍7采用三個獨立的循環系統,實現電驅動系統高溫散熱、駕駛艙空調加熱系統、動力電池熱管理系統等功能。

黃色箭頭:電驅動控制模塊、DCDC、OBC循環管路補液壺、PDU控制模塊* * *

綠色箭頭:座艙空調加熱循環管路補液壺(串聯1 PTC控制模塊,最大輸出功率7kW)。

紅色箭頭:動力電池熱管理循環管路補液壺(串聯水冷板控制模塊和PTC控制模塊,最大輸出功率3kW)。

微藍7采用壹般傳統電驅動供應商LG提供的電驅動、充放電控制系統和動力電池系統。意味著關鍵的動力電池技術和熱管理系統控制策略與微藍6完全不同。

綠色箭頭:駕駛艙空調加熱系統PTC控制模塊(最大輸出功率7 kW)

白色箭頭:駕駛艙空調加熱系統循環管路補液壺。

藍色箭頭:動力電池熱管理系統循環管路水冷板控制模塊

紅色箭頭:與水冷面板控制模塊直接相關(固定)的空調管路分配閥。

黃色箭頭:動力電池熱管理系統循環管路補液壺。

需要註意的是,微藍7的動力電池熱管理控制系統技術相比微藍6EV版本再次提升。動力電池用PTC模塊設置在靠近動力電池線纜接口的前端,只需壹小段管道就可以引入加熱後的冷卻液對電芯進行低溫預熱,直接節省了非驅動功耗。

水冷面板控制模塊與空調管路分配閥直接關聯(固定)。動力電池熱管理系統的高溫散熱功能壹旦激活,電動空調壓縮機輸出的“冷能”通過分配閥直接與水冷面板控制模塊進行交換,仍然是降低非驅動功耗的有效措施。

紅色箭頭:空調管路分配閥

黃色箭頭:水冷板控制模塊

在任何工作環境下,駕駛艙空調加熱系統都不會執行任何冷卻動作。但當座艙空調制冷模式開啟時,該組不運行座艙空調加熱系統,冷卻液溫度持續降低,因此受蒸發箱和冷卻液箱中攜帶“冷”的空調管設置影響,進行被動“冷熱”交換。最後駕駛艙空調加熱循環系統的冷卻液由空調系統被動冷卻。

在測試環節中,藍色7的駕駛艙空調開啟到最低溫度運行1小時後,動力艙內的駕駛艙空調對PTC模塊和補液壺進行加溫,溫度持續降低甚至表面形成冷凝水。因為駕駛艙空調的加熱管路只負責通過PTC模塊加熱獨立循環系統中的冷卻液,通過電子水泵送至駕駛艙儀表盤後面蒸發器中的冷卻液箱,最後在鼓風機的作用下吹出熱風。

上圖為微藍7座艙空調制冷系統通過熱像儀開啟後,PTC控制模塊、水冷板控制模塊、1組補液鍋的溫度狀態。

紅色箭頭:駕駛艙空調加熱循環管路PTC控制模塊表面溫度降至14攝氏度。

綠色箭頭:駕駛艙空調加熱循環管路中的輸液壺表面溫度降至18攝氏度。

白色箭頭:與電動空調管路分配閥相關聯的水冷板控制模塊的表面溫度下降到15攝氏度。

由於駕駛艙空調制冷模式開啟,電動空調的管路分配閥和直接相關的水冷板控制模塊的溫度下降到相等狀態,因此無法判斷此時動力電池的熱管理系統是否開啟。

動力電池熱管理循環管路中補液鍋的表面溫度已知為47攝氏度。

去掉2攝氏度左右的誤差(熱像儀的拍攝距離),停車“怠速”啟動駕駛艙空調制冷模式時,動力電池內部的電芯溫度已知為36或38攝氏度。因為微藍7動力電池的電芯溫度可以保持在-35到5攝氏度的範圍內,所以在電池放電效率最低時,熱管理系統的高溫散熱功能並沒有開啟。如果電池處於高負載狀態,充放電率持續增加,熱管理系統的高溫散熱功能會提前激活,使電芯溫度保持在36攝氏度左右。

上圖是淺藍7電動SUV搭載的LG軟電池和液冷板的結構圖。

之前上市的凱迪拉克CT6?PHEV,藍色5?EREV和這次上市的微藍6?EV車型全部采用LG提供的軟包三元鋰電池,結合通用開發的動力電池熱管理系統的控制技術和策略。為了使動力電池總成內部不同位置的柔性電芯溫度盡可能保持壹致。柔性電芯沒有硬殼,可以和附帶的液冷板充分交換“冷”和“熱”。

微藍7的動力電池總成能量密度為133wh/kg,在廣汽新能源、SAIC新能源、海馬小鵬的車載系統180wh/kg的能量密度對比中不占優勢。微藍7使用的LG軟電池能量密度不低,但上汽通用為微藍7的動力電池總成鋪設了太多的加固,以提高被動安全性。尤其是“懸浮”在車身焊接底部的動力電池總成遭遇類似“穿刺”傷害時,鋼制下殼更重,但防護效率更占優勢。

3.微藍七種駕駛模式的主觀感受:

對於官方標定的500公裏NEDC續航裏程,實際使用環境下續航裏程的對比受主觀因素影響太多。考慮到微藍7的自重為1.65噸,動力電池加載55.7千瓦時等綜合因素,全天候空調系統的綜合續航裏程可能在450-470公裏左右。

當車速保持在70-80 km/h,電機轉速在4000-4500 rpm時,8800 rpm的驅動電機處於功耗相對經濟的最佳驅動速度範圍。

位於多功能方向盤左後端的“撥片”可以增加能量回收效率,甚至可以在任何駕駛模式下通過“短按”或“長按”完全替代制動系統。IBoost配微藍7配置?2.0電液壹體制動主缸的控制策略是通過軟件配合,盡可能以電控方式提高能量回收效率,根據制動踏板產生的行程,將機械制動力和電控動力“無縫連接”,以貼合傳統燃油車的制動效果。

微藍7的能量恢復強度順序是標準模式

在高速公路車道劃分清晰的汽車環境下激活輔助駕駛功能非常方便,基本上是“壹鍵激活”狀態。

基於我國目前的法律法規,還沒有明確規定智能駕駛甚至無人駕駛技術的時間。微藍7並沒有像那些造車新勢力那樣激進的配置L2.5級別的無人駕駛技術。當車輛環境、路況和法律法規不具備推廣更高水平智能駕駛配置的條件時,終端車主直接選擇相對“保守”的智能控制技術的實車應用無疑是明智的選擇。

作者有話要說:

微藍7的整體技術架構實際上是通用汽車自身新能源技術體系和整車應用的延伸。雖然微藍7的電驅動和電控技術還沒有整合到“X-1”的範疇,但是133wh/kg動力電池總成系統的能量密度是基於軟包電池和液冷板熱管理控制策略的標準。三套循環系統的配置,尤其是動力電池熱管理系統中循環管路的獨立設置,有效保證了車輛的主被動安全效率。

至於微藍7動力電池在充電狀態下的熱管理控制策略,將在後續的深入評測中介紹。

新能源信息分析網評測組出品

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。

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