今天,我受邀參加威馬汽車舉辦的電池熱管理技術(shù)交流會活動,聽了一輪介紹下來,讓我不由得想起十月底的時候,正值北京突然降溫,我早上六點打車去機場,碰巧打到了一輛電動車,然后就有了下面這條朋友圈:
是的,由于我家距離機場比較遠,司機師傅的車也不是滿電狀態(tài),導致他一直不敢開空調(diào)。你想想這是接近十一月的北京,氣溫還未到零下就已經(jīng)這樣,那么再過幾個月呢?再往北一點的東北朋友們怎么辦呢?
在低溫掉電、續(xù)航打折和不敢開空調(diào)這幾個問題沒解決之前,這些地方的朋友就算有心支持電動車或者造車新勢力,也得掂量掂量。其實很多車企也都不把東北及內(nèi)蒙古等北部地區(qū)作為重點市場,北上廣深長三角珠三角等限行限號經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)也足以喂飽車企。但今天我們的主角威馬汽車就不這么想,他們一群在溫州的南方人,卻整天琢磨著怎么讓東北老鐵舒舒服服開上電動車。所以今天我來到了威馬的電池工廠,看看他們是怎么解決這些用車痛點的。
■ 威馬熱管理系統(tǒng) 2.0
之前威馬 EX5 就推出過熱管理 1.0,不同于其他車企的液冷+ PTC 加熱兩步走,威馬還增加了一個“柴油加熱”環(huán)節(jié)。它提供了三個版本的電池溫控選裝包:基礎版無電池加熱系統(tǒng);電加熱系統(tǒng)選裝包;電加熱系統(tǒng)+與柴油加熱包選裝包。
EX5的右后方,均有一個圓形的加油口。
我們知道鋰電池在低溫環(huán)境下就是個弟弟,對于配備風冷電池包的車型,車主在冬天只能面對電池容量的衰減和電池的不可逆損傷,除非你把車子開進屋里放著等春天來臨。
而配備液冷系統(tǒng)及電池溫度控制系統(tǒng)的電池包,就能在電池包內(nèi)部提供一個冬暖夏涼的工作環(huán)境,通過在冬天時給電池包主動加熱來保證電池容量和避免損壞。威馬的電池包里配備了 PTC 加熱系統(tǒng),車輛啟動的情況下,如果電池包溫度過低,溫控系統(tǒng)就會電池包進行加熱,保證電池的使用溫度。
威馬的獨立液冷回路位于電芯模組底部,通過在高導熱效率的鋁制水冷板上覆蓋導熱硅脂,確保更好的貼合性并維持電池在最佳溫度區(qū)間。此外,電池包每個電芯模組還內(nèi)置兩個溫度傳感器,通過 BMS 和 BTMS 精確管理所有電芯。
▲ 鋁制水冷板及導熱硅脂材料
另外威馬的車還有柴油加熱包可以選裝,用一個以柴油為燃料的加熱器來給電池升溫,容量為 10 升柴油,可以管幾十個小時電池加熱。
從這張圖里可以看出,在不同的溫度下,威馬的油電加溫系統(tǒng)會分別或合力工作,以保障電池在合適的溫度工作。
以上這些東西可能有些朋友會覺得熟悉,沒錯,這其實是威馬電池熱管理系統(tǒng) 1.0 的內(nèi)容。這只能保證我們在冬天能啟動或防止續(xù)航暴跌,和我們能舒心開空調(diào)有什么關(guān)系呢?
答案是威馬電池熱管理系統(tǒng) 2.0 版本,有一個新能力:將柴油產(chǎn)生的熱量導入乘員艙,降低空調(diào)消耗,顯著提升冬季續(xù)航表現(xiàn)。這 10 L 柴油不光能幫你加熱電池,還能加熱你。當然你也無需擔心柴油本身被凍住,這跟柴油本身的物理性質(zhì)有關(guān),根據(jù)你所處的地區(qū),加不同標號的柴油就行了。
根據(jù)威馬的測試,在一定條件下,使用“柴油加熱乘員艙”時,能節(jié)省 13.24 kWh 電量,下面是詳細的數(shù)據(jù)對比。
下圖是威馬整個電池系統(tǒng)的模型,紅色方框圈出的地方就是柴油箱,發(fā)紅光的管子是加熱,發(fā)藍光的是冷卻。威馬稱在使用空調(diào)時,可以自由選擇使用柴油產(chǎn)生的熱量供暖或電池供暖。
這里肯定有人要跳出來說,明明是電動車,用柴油是什么鬼?這不環(huán)保之類的,我只想說好東西誰用誰知道。當年我們冬天充電碰見過改裝的搭載汽油供暖的歐拉,在瑟瑟發(fā)抖的我們面前,那輛冒著煙卻溫暖的歐拉就是天堂。比起這種略顯不靠譜的自己改裝,官方給提供了柴油加熱,自然是安全方便的,也是北方朋友冬季出行的保障。
據(jù)悉威馬汽車熱管理 2.0 系統(tǒng),目前已經(jīng)在 EX5 520 車型上開始使用,同時在即將上市的 EX6 上面也會搭載,威馬稱會在十二月或明年一月舉行 EX6 的試駕活動,我們到時候也會對這套熱管理系統(tǒng)進行體驗,請大家期待后續(xù)的圖文或視頻。
■ 好的熱管理搭配好的電池
既然熱管理系統(tǒng)這么努力了,那電池不好好表現(xiàn)一下也說不過去。威馬擁有除電芯以外的所有電池包核心技術(shù),同時自己有獨立的電池工廠。
威馬采用的是 VDA (德國汽車工業(yè)聯(lián)合會)標準的 811 方塊電池,每個模組里有 4 個電芯。并且實現(xiàn)了 PACK 箱體的平臺化,這也是很多方塊電池廠商采用的方式,只要增加或減少標準化的模組數(shù),就能兼容不同軸距的車型。
▲ 威馬電池 PACK 結(jié)構(gòu)圖
▲ 電芯模組
威馬把熱管理裝置放在電池的下部,也有部分廠商(比如奔馳)是放在電池上方的,而軟包電池甚至能在每個電芯的側(cè)面加入獨立的冷卻裝置,這和廠商的電池路線和設計思路的不同有關(guān),不能單純評論孰優(yōu)孰劣。
機器人會全自動抓取并通過視覺定位進行安裝。機械臂在抓取模組的同時會檢測讀取電池信息,判斷模組電壓內(nèi)阻等參數(shù)是否符合初始化標準。模組和底板之間使用螺栓緊固,乘用車基本都會這樣做,倒是有些大巴會把電池用膠粘在底板上,兩種緊固方式哪個靠譜相信大家清楚。
威馬電池包的電芯間壓差小于25 mV,模組間壓差小于30 mV,每個電芯模組內(nèi)有雙溫度傳感器,能把電芯溫差控制在 ±2°C。并且對電芯單體電壓和電池包總壓進行實時采樣監(jiān)控,任何一處發(fā)生監(jiān)控異常及時切斷電路,MSD 在發(fā)生短路時可以自動切斷高壓電路,也可在緊急情況下人工干預切斷。
▲ 電芯溫度傳感器
接著是對電池的外部保護,說的簡單一點,就是外殼超級厚,緩沖空間比較大。詳細來看,威馬電池包箱體使用 DP780 高強度鋼并經(jīng)過橫縱向加強筋結(jié)構(gòu)設計,在車間還有幾把錘子讓我們實驗了一下殼體的強度,雖然知道人力遠不能與事故撞擊的力度相比,但在幾位壯碩的男老師八十、八十的捶打下,殼體只有小凹陷,并且翻過來后內(nèi)部基本沒什么變化。
電池殼體內(nèi)部采用多緩沖區(qū)設計,電芯模組也使用了鋁制中空外保護設計。圖上所示的三角區(qū)域就是緩沖區(qū),受到撞擊時,不會直接撞到電池。
另外純電專屬平臺可以更好的布局電池的位置,避免油改電車型外掛電池、侵占空間等情況,威馬采用矩陣式電池倉布局配合雙門檻設計,保障電池在受到側(cè)面沖擊力時不會受創(chuàng)。再搭配電池包底部高分子涂層工藝,完成對電池的外部保護。
這樣一套下來,賦予了威馬 EX5 520 車型 69 kWh 的電池容量,擁有 520 km 的綜合續(xù)航,同時威馬也提供 811 電池的終身質(zhì)保。
■ 邦點評
這篇文章的重點自然是威馬的熱管理 2.0 系統(tǒng),我不得不承認它的確是個“有爭議”的系統(tǒng),畢竟在電動車上用了柴油加熱似乎有點“政治不正確”,但不得不說它的確是有用的。在鋰電池技術(shù)無法實現(xiàn)突破的情況下,北方的朋友們冬季用車一直是個難題,威馬用這種方式來解決,也算實現(xiàn)現(xiàn)階段一個“迫不得已”的法子吧。但我對此還是持贊同態(tài)度,畢竟我們買車是用的舒服滿意不是嗎?當然也希望廠商和供應商們能努力革新鋰電池技術(shù),讓電動車能在世界各地,任何環(huán)境下跑起來。
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