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廣汽豐田C-HR電動汽車電驅動技術及動力電池主動風冷散熱策略

2020年4月22日,廣汽豐田首款基於豐田TNGA架構的電動車C-HR?EV上市了。C-HR這次上市?EV電動車* * *,共有五款車型,價格區間為22.58萬元-24.98萬元(扣除補貼後)。

廣汽豐田C-HR?EV采用了與燃油版C-HR相同的外觀和內飾設置,但基於豐田TNGA架構的設計思路(跨車型的子系統通用化、C-HR系列和駕駛模式、低成本和可回收的需求設置)並不能簡單視為“油改電”的產物。搭載1三元鋰動力電池總成,能量密度131Wh/kg,適應主動風冷、低溫電加熱的控制策略,負載電量54.3 kWh(松下提供方形三元鋰電池);集成1組前置驅動電機,最大輸出功率150kW,最大輸出扭矩300Nm;續航裏程400公裏的NEDC C-HR?EV的尺寸(長寬高4405/1795/1575mm,軸距2640mm)與燃油版幾乎相同。

對比豐田版C-HR?EV和廣汽豐田版C-HR?EV,不同廠家做的兩款車型技術狀態差不多。根據之前官方發布的相關預熱稿件細節判斷,是廣汽豐田C-HR?EV“標配”1組前置驅動電機,最大輸出150 kW,松下提供的方形三元鋰電池,主動風冷散熱控制策略。

通過廣汽豐田C-HR?綜合判斷EV前動力艙很多子系統的技術狀態,還能得到太多沒有提到的技術設定。至少,目前可以肯定的是,廣汽豐田量產C-HR?EV采用“2合1 1”驅動電機總成(黃色箭頭)、穩定G92A0系列“2合1 1”電控系統總成、主動風冷散熱動力電池總成(藍色箭頭)半嵌入車身焊接下端。

受疫情影響,或在未來相當壹段時間內無法出手廣汽豐田C-HR?廣汽豐田C-HR上的EV動力艙和動力電池、新能源信息分析網的諸多技術細節?適用於電動汽車的動力電池熱管理策略用於“雲評估”。

1,廣汽豐田C-HR?電動汽車電力驅動技術:

廣汽豐田C-HR?EV“標配”1組前置驅動電機,最大輸出150 kW,松下提供的方形三元鋰電池,主動風冷散熱控制策略。但是豐田制造的很多HEV和PHEV車型上出現的電機控制+DCDC“1”電控系統總成,在廣汽豐田C-HR上還是出現了?在EV動力艙方面,會根據電機功率的提升,對技術細節進行改進。

白色箭頭:“電機控制+DCDC二合壹1”電控系統總成,編號G92A0-4XXXX。

黃色箭頭:懷疑是驅動電機和控制模塊以及OBC。

紅色箭頭:驅動電機、OBC、DCDC子系統高溫散熱循環管路補液罐* * *

藍色箭頭:電動液壓集成制動總泵。

綠色箭頭:與電動液壓集成相關的ABS閥體

通過視覺識別,豐田C-HR?EV的電驅動系統仍然是在過去量產的HEV車型和PHEV車型的基礎上自適應配置的。其中,從日本原裝的普銳斯(HEV)到壹汽豐田在天津生產的普銳斯(HEV),廣汽豐田生產的卡羅拉雙擎(HEV)和雷淩雙擎(HEV),2017量產的卡羅拉雙擎E+(PHEV)和雷淩雙擎E+(PHEV),同時

當然,這個將電機控制模塊和DCDC組合成“2合1”組件的子系統將根據驅動模式、電機功率和散熱要求進行重新調整。隨著豐田HEV車型的發展和汽車種類的豐富,編號為G92A0-4XXXX的“二合壹1”電控系統總成中內置的IGBT芯片反方向開啟絕緣柵雙極晶體管,實現小型化和低損耗,並采用雙面液冷散熱技術。

豐田用於不同年份生產的HEV車型的DCDC控制模塊壹直采用獨立的液冷冷卻系統。比如廣汽豐田制造的雷淩雙擎,1.8排量的汽油發動機和DCDC控制模塊分別配備了冷卻管和散熱器,為的是讓不同額定功率點和不同冷卻溫度點的兩組“動力源”始終運行在預設的環境中。

2.廣汽豐田C-HR?電動汽車動力電池主動風冷散熱策略:

豐田C-HR?EV -2前部動力艙內各子系統的技術狀態細節特寫。

黃色箭頭:偉巴斯特提供的PTC控制模塊(伺服座艙空調加熱)

藍色箭頭:伺服PTC控制模塊冷卻循環管路補液罐。

紅色箭頭:固定在防火墻上的空調系統膨脹閥閥體。

豐田和廣汽豐田做的C-HR?EV的動力電池熱管理技術(strategy)采用不同於目前主流車型的以冷卻液為傳導介質的主動風冷散熱方案,基於車載空調壓縮機為制冷源+密封管道+空氣(冷熱交換介質)+風扇。當然,駕駛艙空調的加熱功能是由偉巴斯特提供的PTC控制模塊和冷卻液(傳熱介質)組成的。

上圖為廣汽豐田C-HR?電動汽車動力電池熱管理策略流程圖。

由於三元鋰電池的特性,電芯在高溫下長時間運行而不散熱,會發生不可逆的損壞。壹旦電芯溫度超過設定限值(過沖、過放、碰撞破裂),電極與電解液短路,引發火災、燃燒或爆炸事故。因此,2020年在中國及全球量產的主流新能源汽車將標配液體熱管理系統作為動力電池。

豐田和廣汽豐田生產的C-HR?電動汽車采用不同於其他車輛的動力電池液體熱管理技術和控制策略。但是,C-HR?電動汽車動力電池主動風冷散熱控制技術方案可以獲得類似動力電池液體熱管理技術的散熱效果。

車載電動壓縮機是唯壹的制冷源,座艙制冷和電池制冷的循環管路設置在壹個可以通過閥體和管路獨立同時運行的大循環框架內。

在動力電池總成的外殼中,蒸發器與攜帶冷能的空調管路關聯,進行“熱交換”。電池芯產生的熱量通過模塊周圍設置的封閉管道中的空氣進行“冷交換”,循環至駕駛艙內的冷凝器。這樣,電芯產生的熱量在風扇、管道和動力電池組件殼體內承擔冷卻能力的空氣的相互作用下,被空氣冷卻和加熱主動管理。根據廣汽豐田官方消息,動力電池殼體內的“壹進壹出”主風道還具有承受側向沖擊的能力,提高了“半懸掛”動力電池總成的被動安全性。

對於動力電池低溫預熱功能的實現,沒有辦法依靠空氣管道加熱空氣,而是在電芯和模塊之間鋪設加熱材料,達到低溫預熱的目的。

3、C-HR?EV適配松下方三元鋰電池;

對於廣汽豐田C-HR?松下在EV車型上提供的三元鋰電池系統更有意思。特斯拉車型使用了日本松下制造的圓柱形鈷酸鋰18650、鎳鈷鋁18650、鎳鈷鋁21700電池組成的動力電池總成?s、型號?x和特斯拉車型?三個向上。然而,在21世紀初,松下制造的圓柱形鋰電池18650成為東芝筆記本電腦的標準電源。

2012至2020年,搭載松下圓柱形鋰電池的各類特斯拉電動汽車發生因停車、行駛、碰撞、充電條件導致的自燃、起火、爆炸等事故近60起(最近壹次事故發生在2020年4月中國臺灣省省,特斯拉車型?3司機撞人後燒焦)。

需要註意的是,松下提供的裝有18650圓柱形鋰電池的特斯拉電動車發生爆炸事故,並不代表18650或21700的電池不安全,而是4000-9000圓柱形電池的動力電池存在安全隱患。特斯拉也壹直在升級BMS控制策略和電池布局技術,降低爆炸事故發生的概率(上海產的特斯拉車型?3.選擇當代安普科技有限公司提供的更安全的方形磷酸鐵鋰電池)。

而與松下結盟的豐田,並沒有推出成熟且成本更低的圓柱電池和動力電池系統,而是采用方形硬殼三元電池,自行生產動力電池總成,適應獨特的基於空調系統的主動風冷散熱策略。

使用單體更大的硬殼三元鋰電池,意味著電池和模塊更少,電極、高壓電纜和輔助支撐系統更少。需要註意的是,廣汽豐田C-HR?在EV電動汽車主動風冷散熱方案中,空氣作為冷熱交換的唯壹載體替代了冷卻液,從根本上消除了動力電池內部因管道破裂導致冷卻液泄漏的安全隱患。從根本上避免了電池系統的技術缺陷和裝載近萬個圓柱形電池帶來的整車層面的安全隱患。

作者有話要說:

廣汽豐田推出的基於豐田同步輸出電驅動和動力電池熱管理策略解決方案的C-HR?EV體現了品牌對中國新能市場發展的態度。

在廣汽豐田現有的銷售體系中,HEV和PHEV車型以及技術方案均來自豐田的普銳斯HEV和普銳斯PHEV車型。對於EV車型的缺乏,廣汽豐田直接把廣汽新能源AION放到廣汽集團旗下?s車型直接以“不改標”的形式銷售。這就導致廣汽豐田4S店內同時出現了兩款帶有豐田標誌和廣汽標誌的新能源車。甚至同樣是廣汽豐田IA5和廣汽新能源AION?s,同時差價3-4萬元。現在,C-HR?EV車型的引入,結束了豐田在中國市場缺乏擁有豐田技術的EV車型的缺口。

普銳斯(HEV+鎳氫電池)2000年以進口零部件和國產組裝的形式量產;2010年代,核心子系統國產,雷淩雙擎(HEV+鎳氫電池)和雷淩雙擎E+(PHEV+外風冷三元鋰電池);2020年代全部國產C-HRV?EV(EV+內置主動風冷三元鋰電池)電驅動技術沒有得到質的提升,但性能已經在逐步提升。

2020年量產的廣汽豐田C-HR或2017確定技術參數的?EV電動車動力電池能量密度定為131Wh/kg,顯然不是為了獲取財政補貼。131Wh/kg的比能量密度,主動風冷技術(無冷卻液)和熱管理策略,以及對動力電池外殼的保護措施,構成了廣汽豐田C-HR?EV主被動安全措施,壹定程度上彌補了燃油版車身焊接使用的壹些技術不足(動力電池下殼暴露在車身焊接外)。

對於廣汽豐田C-HR?EV電動汽車的實際充放電效率和續航裏程性能將在未來持續報告。

文/新能源資訊分析網宋?

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。