在比亚迪官方的E3.0平台宣传视频中,提到了“大范围工作温度——摆脱地域限制”的关键信息点。显然,基于冷媒的综合热管理技术将应用于“2.9秒0-100公里加速”的超级电动四驱车,在寒冷和高温环境下均保持低能耗状态 。这个技术在海豚车型上搭载应用了动力电池冷媒直冷技术,据闻目前上市的海豹车型(目标对手特斯拉Model 3)应用了直冷+直热技术。
比亚迪e3.0集成热管理(冷媒介质)技术以热泵电动空调压缩机为核心,以集成热管理控制模块为核心,对产生的“冷”或“热”进行再分配 到不同的需求单元(驾驶舱、刀片电池、电驱动)。
很显然,传统的基于冷冻液的动力电池低温加热或高温冷却方式相对简单;基于冷媒R134a的动力电池高温散热方式和低温加热则较为复杂。
在比亚迪e平台3.0架构下,一体化热管理系统的低温预热和高温散热功能均以制冷剂R134a为介质实现,而非传统的乙二醇冷却液。
高温散热模式开启后,热泵电动空调压缩机通过制冷剂输出“冷量”,进入刀片电池系统。这就是电池直冷。
开启低温预热模式后,热泵电动空调压缩机通过“冷热”交换过程中的制冷剂产生“热量”,进入刀片电池系统。这就是电池直热。疑问的是,R134a在环境温度-15℃以下的热泵能力很弱,不知道BYD如何解决这个难题?
这个热管理集成模块将在“大范围工作温度——摆脱地域限制”中发挥关键作用。在整车级集成热管理系统中,热管理集成模块与“8合1”电驱动+电控总成循环管路(冷却介质)相关联;它与驾驶舱空调系统相关(基于制冷剂);与刀片电池热管理系统相关(基于制冷剂)。
红色区域:集成热管理模块的一部分,使用R134a介质向驾驶舱或刀片电池输出“冷”或“热”。
黄色区域:集成热管理模块中热交换器的一部分,通过R134a冷却介质向驾驶舱输出“热量”。
蓝色箭头:介绍“8合1”电驱动+电控系统循环管路,换热器中承载“热量”的部分。
蓝色箭头:在热交换器中,“热量”被交换到热管理集成模块中的冷却介质循环管道部分。
红色箭头:位于热管理集成模块上方,控制与下部换热器“冷”“热”交换的电磁阀体
需要注意的是,该热管理集成模块没有设置高压(350伏级别)PTC控制模块,所有电磁阀体或压力传感器均使用12伏低压电。这意味着热泵电动空调压缩机启动后,无论是低温预热还是高温制冷模式,由12伏电压电动伺服驱动的热管理集成模块的功耗都较低。
在集成热管理模块的下端关联了一组热交换器,这些热交换器与“8合1”电驱动+电控循环管道中的冷却剂相关联。或者通过换热器利用“8合1”系统中的热量,为刀片电池系统提供低温预热伺服;或将“8合1”系统中的热量直接用于座舱空调加热。
上图左侧为BC-28系列电动空调压缩机;上图右侧为BC-34系列电动空调压缩机。
目前,比亚迪EV/DM全系车型均搭载自主研发量产的BC系列电动空调压缩机,分为BC-28系列、BC-34系列、BC-36系列。其中,部分型号BC-28、BC-34系列电动空调压缩机已集成在长城欧拉黑猫、豪猫车型中,部分BC-28系列车型用于腾势EV/DM车型。
“四通”阀体在卡车上大量使用,以满足更多循环管路服务不同温度子系统的需求。至少驾驶舱加热系统所需的“热量”是将冷却液加热到60摄氏度以上;动力电池低温预热所需的“热量”是将冷却液加热到25-30摄氏度;动力电池的高温散热所需的“冷容量”应降低到10摄氏度左右。最理想的设置是三个循环系统的闭环运行互不干扰。然而,如此庞大的管道所带来的“额外”冷却液负荷,大大增加了系统的重量和成本。
因此,它打破了传统的循环系统,将一些需要不同温度“热”舵机的子系统集成到一个管道中,通过“四通”阀体控制冷却液的流动,降低了复杂性,简化了结构体。
上述比亚迪研发并量产的这套“四通”电磁阀阀体,用于唐EV\秦Pro EV\宋Pro EV等车型。通过带有网关的控制策略,一组执行器(电机)用于控制冷却剂的流动。
上图是比亚迪2020年量产的电动汽车空调系统、电驱动循环系统和动力电池热管理系统的结构图。比亚迪2021年推出的e3.0整车解决方案将主要聚焦于高度集成的电驱动系统、高压电力系统和所有控制系统。第二件事是在硬件层面整合复杂的循环系统,将控制策略整合到整车控制层面。
|