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谈谈高合的电动汽车热管理

2023-01-16 汽车电子设计 阅读:
实际上电动汽车的热管理系统,是需要在燃油车的基础上做一些深度的迭代,需要同电子电气架构、动力总成、刹车系统和热管理系统本身做深度的优化,表面来看好的热管理系统只要努力就能做好,但实际上电动汽车的热管理技术,确实是有很多的门道和讲究。在造车新势力里面,高合的车辆定位很高,在技术层面是不是有下足够的功夫呢,前段时间,天特别冷的时候,去技术中心做了一次深度的交流,我来谈谈看法。

在燃油汽车时代,整车热管理系统对于大部份消费者来说,都是无感的。到了纯电动汽车的时代,由于电池很贵,而且热管理系统,不管是取暖还是降温,都直接对能耗续航产生了直接的影响,直接影响驾乘者的用车体验。这事就变成了一个大事,对于日常使用电动汽车的车主来说,电动汽车时代的热管理系统主要的作用是:nw0ednc

 冬天,驾乘者首先要给座椅加热,然后把空调的温度打上去,等一家老小上车时车内就舒舒服服的了。热管理系统会直接影响出暖风的速度,如果热管理系统不好,暖空调不给力,车里的人就会冷飕飕,小孩子的话还可能会感冒。nw0ednc

 一段时间后空调好不容易打热了,如果能量没管控好,就会发现没开多少路,里程表显示的续航数据就嗖嗖直接往下掉,本来冬季电池温度也相对较低,能量释放相对受阻,这个更要命。nw0ednc

在夏天的时候,把车厢的温度降下来,在快速制冷的过程中,多少时间冷下来,需要花费多少能量很关键。nw0ednc

实际上电动汽车的热管理系统,是需要在燃油车的基础上做一些深度的迭代,需要同电子电气架构、动力总成、刹车系统和热管理系统本身做深度的优化,表面来看好的热管理系统只要努力就能做好,但实际上电动汽车的热管理技术,确实是有很多的门道和讲究。在造车新势力里面,高合的车辆定位很高,在技术层面是不是有下足够的功夫呢,前段时间,天特别冷的时候,去技术中心做了一次深度的交流,我来谈谈看法。nw0ednc

高合汽车热“耦合”技术,将空气、冷却液和电能效率最大化利用nw0ednc

高合汽车的热“耦合”技术,在这里是通过整车层面,以去全局系统综合全面分析后达成的能量、结构、控制的耦合集成利用,包括能量梯度利用,系统部件结构集成,以及系统中枢集成控制与基于智能化架构的智能进化。也就是说,这种创新的能量管理系统能够快速使车辆拥有合适的温度,而能耗可以大幅降低一半;在冬季这种耗电需求更大且电池活性下降的时候,能让整车续航能力得到最大限度的保证。nw0ednc

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在这里其实主要包含:nw0ednc

● 电能量:通过PTC来实现加热nw0ednc

● 环境能量&电池电机废热:通过热泵系统,来撬动环境能量和电机和电池方面的废热nw0ednc

● 电网能量:充分利用电网连接的优势,把车辆的热能给管理好

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也就是说,围绕这种设计,是通过将空气、冷却液和电能三种集大成能量再利用各个系统之间机械能转移而拆借,实现能量的最大化利用。在结构和控制“耦合”技术是实现这种设计的核心方法。nw0ednc

这其实有一点方法论层面的东西,我是觉得整个设计理念是非常好的。nw0ednc

高合汽车高效的热管理系统:标称10kW的大功率PTC配合低温热泵 nw0ednc

上面的设计理念和方法,对于大家比较陌生,到底是什么意思呢?在这里来做一些梳理:

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●  首先是这个10kW的PTC,这其实一个非常大的规格,它用来干什么?

作为一台空间特别大的,其实类似在一个大房间里面,如果外部的环境温度比较低,车主和同行人是迫切希望能感受到热风,整个乘客舱能够热起来。这时候消费者感受到的出热速度是最关键的。普通的热泵也好,小功率PTC也好,特点是慢,冻都冻死了,消费者其实等不起。nw0ednc

高合的工程师采用顶尖的设计,产品制热效率均非常稳定,可以几乎无损耗地将电能转化为热能,为车内供暖和为动力电池提供最佳工作温度,可以极大地减少车辆动力电池在低温下的电能损耗。这种加热器的功率大,启动最快,且不受环境温度影响。可以说,通过实现高功率、热效率、可靠性三个核心指标的最佳平衡表现。尤其在高功率下,可以取得行业顶尖的热效率和可靠性综合平衡表现。在各个工况下,和传统技术比较,PTC陶瓷片加热器启动快,功率爬升速率快且完全受控,加热时间和功耗也显著减少,达到稳定功率输出的所需时间比传统技术要少很多,并且加热器的安全性也较高。nw0ednc

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●  -18度的热泵,到底为什么这么厉害

华人运通高合汽车的CrossLoop能量管理系统,就是一套非常高效的热管理系统,核心是一套间接式水介质热泵,通过水循环在冬季将从外界环境、动力电池、电机系统中获取的热量,转移给需要热量的部位。在直接式热泵之外还有一种间接式热泵,也叫水介质热泵。将外部冷空气收集进入到水介质,再通过转化器的转化,将热风送入车内。这种加热方式就将直接式热泵室外温度低效果减弱的缺点给弥补了一点。nw0ednc

高合HiPhi X采用的是这种间接式热泵,并且通过电加热PTC作为辅助热源。一方面通过上述的10kW的PTC来快速取暖;一方面在低温下的热泵开启,能够让热风很快。冬天使用高合HiPhi X最明显的感受就是,这台车的暖风空调来得特别快。尤其是早上冷车启动的时候,没一会儿风就暖和了。nw0ednc

通过搭载复杂而有效的的热管理系统,一方面是为了消费者能有一个快速开启暖风的好处;还有就是降低低温为锂电池带来的影响,缓解冬季续航的缩水,并且高效使用能量。中国市面上三电技术和采取热管理系统的方式不同,是很能体现体现产品实力的强弱。nw0ednc

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合H-SOA架构,让热管理基于场景发挥价值 nw0ednc

目前大家都在强调SOA,到底什么是SOA?有啥用?我觉得需要用场景的角度去思考。典型的就是类似自动除霜除雾的功能,可以让你不经意之间让你不用去考虑,不是看不清了去打开空调去吹一下玻璃。这种场景一般是在南方,高湿度、温差影响之后,通过传感器和软件来提前判断前挡风玻璃是否需要除霜除雾,并当需要除霜除雾时装置可以自动开启除霜除雾器,无需驾驶员手动操作,避免驾驶员分散注意力,提高了驾驶员驾车的安全性。nw0ednc

高合的热管理系统,通过传感器所在位置采集的温度和湿度计算出空气的露点温度,再结合玻璃温度进行差值比较得到起雾的风险(露点温度越高起雾风险越大,玻璃温度越低起雾风险越大)。最后经过算法修正,根据传感器处的起雾风险推断视野区玻璃的起雾风险,当风险超过一定值后,则通过智能单元各种方式来降低成雾风险,在必要的时候,将车内通风模式设为外循环,并通过鼓风机控制电路来控制鼓风机来进行除雾;否则控制单元将车内通风模式设为内循环,并控制空调来进行除雾。nw0ednc

还有一个场景,就是独立温控的设计,在这里类似我们驾驶车辆的时候,副驾驶有没有区别大吗。通过智能的设计,可以检测乘员情况和电动出风口的控制,在这种设计中,可以让整个热管理更为高效。nw0ednc

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平衡产品与技术,高合在设计中打通“部门墙”nw0ednc

在新势力里面,高合的文化还是很不一样的。通过灵活的管理机制,不惜成本的投入,不仅解放了工程师的创造力,取得了产品和技术之问的平衡 。高合内部开放的公司文化和扁平化管理机制,确实在原有整车企业的基础上,做了系统性的迭代更新。从企业文化、管理机制的转变和策动,高合造型、研发、制造等部门的员工不仅完成了从传统车企岗位到新造车模式的角色转变,也充分解放了员工们的创造力和生产力。特别是在设计合作中,打通热管理、动力总成、底盘和EE电子控制的部门墙。

小结:在这一轮中国新势力造车的风起云涌中,还是给了很多中国汽车人一次机会,可以好好的展示自己的能力和价值观,做好的产品实现自己的理念和追求,我是觉得可以多关注下高合这家企业,还是做了非常有价值的事情。nw0ednc

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