江淮iEVS4动力电池高温散热策略解析

　　2019年上海车展，扣除补贴后售价12.95-15.95万元的江淮iEVS4上市。4个版本的江淮iEVS4，分为402公里和470公里2个续航里程设定。

　　其中，综合续航里程470公里版本，搭载江淮华霆生产的66度电电池包，应用21700型NCA（镍钴铝）电芯。

　　四个版本，均匹配相同的最大输出功率110kW、最大输出扭矩330Nm的永磁同步电机。需要特别关注的是，江淮iEVS4热管理系统，由电驱动热管理系统和动力电池热管理系统组成，动力电池热管理包含高温冷却和低温预热系统。

　　1、开启空调制冷模式江淮iEVS4动力电池热管理策略：

　　驾驶江淮iEVS4环巢湖旅游大道一圈约154公里，加上出发与售车行驶距离，此次试驾总行程约200公里。环巢湖观光大道，全部为铺装路面，限速40-50公里/小时。

　　环巢湖试驾出发时间为11:30分、室外温度约为24摄氏度；至12:30分，室外温度接近28摄氏度。开启驾驶舱空调制冷模式，江淮iEVS4前机舱盖温度甚至达到58.8摄氏度（12:30）。

　　笔者驾驶江淮iEVS4承载4人，并开启驾驶舱空调制冷模，车速保持在40-50公里/小时，偶尔车速可以提升至60公里/小时。

　　江淮iEVS4人机交互系统的电耗显示项中，驾驶员可以读取瞬时百公里电耗、历史百公里电耗等信息，还可以清晰获取驱动电机电量输出/回馈状态，以及制冷/制热空调开启后的电量消耗数值。

　　白色箭头：室外温度24.5摄氏度；出风量3挡

　　黄色箭头：平均电耗17度电/百公里

　　红色箭头：空调（制冷和制热）模式分配的电耗数值

　　采用以测试目的的评测类驾驶习惯，这台江淮iEVS4显示的综合电耗17度电/百公里，并不能用于日常驾驶所反映的综合电耗水平。

　　基本上开启驾驶舱空调制冷模式后，江淮iEVS4的综合电耗基本维持在14-15度电/百公里的状态。

　　上图为江淮iEVS4动力舱内各分系统细节特写。

　　红色箭头：“2合1”驱动电机和DCDC总成

　　黄色箭头：PDU

　　白色箭头：OBC

　　蓝色箭头：动力电池高温散热和低温预热循环系统水壶

　　绿色剪头：“2合1”驱动电机控制器和DCDC总成、PDU、OBC和驱动电机散热循环系统水壶

　　从iEV7S开始，江淮新能源就为引入了动力电池液冷恒温技术，为动力电池适配了完善的热管理策略。至采用21700型NCA电芯的江淮iEV4S，在动力电池散热需求进一步降低的前提下，对热管理策略进行了优化。

　　上图为江淮iEVS4动力舱内，动力电池热管理系统的PTC、水冷板以及制动系统技术状态特写。

　　蓝色箭头：冷却器模块（制冷）

　　白色箭头：PTC模块（制热）

　　红色箭头：真空泵

　　绿色箭头：真空储气罐

　　黄色箭头：真空泵与真空储气罐之间的气管

　　江淮iEVS4的动力电池热管理系统，由PTC模块（制热）和冷却器模块（制冷），通过管路和电子水泵串联成一个完整的循环管路。

　　动力电池低温预热模式：

　　冷却液被电子水泵“压”入通电后的PTC模块进行加热，经过加热后的冷却液，再被“压”入动力电池总成内部，通过管路对电芯进行预热伺服。

　　动力电池高温散热模式：

　　冷却液被电子水泵“压”入水冷板，与此同时电动空调压缩机开启运行，“冷量”经过R134A（制冷剂）传输至水冷板。在来自空调系统的2组管路（R134A）和来动力电池热管理系统2组管路（冷却液），都连接至水冷板并进行“冷交换”。经过冷却后的冷却液再被“压”入动力电池总成内部，对电芯进行高温散热伺服。

　　动力电池高温散热和低温预热循环系统补液壶盖，未标注管路内部压力。不过根据同类车型相同系统技术状态研判，其压力不会超过50kPA，属于低压范畴。

　　“2合1”驱动电机和DCDC总成、PDU、OBC和驱动电机散热循环系统补液壶，压力预计不会超过100kPA，但可以归属为高压范畴。

　　上图为“怠速”状态、开启驾驶舱空调制冷模式，组合仪表驾驶员一侧（最外端）出风口（白色箭头）温度-8.6摄氏度。

　　上图为江淮iEVS4动力舱内诸多分系统热成像信号变化特征。

　　白色箭头：动力电池高温散热和低温预热循环系统补液壶

　　通过热成像仪，将温度差异转化为不同颜色对比的静态图像研判，开启驾驶舱空调制冷模式的江淮iEVS4，电动压缩机启动及产生的“冷量”，通过压力管路输送至防火墙的膨胀阀，并向驾驶舱输送“冷量”。同时，江淮iEVS4的动力电池电信温度并未达到激活的预设阈值，而没有启动动力电池高温散热系统。

　　动力电池高温散热和低温预热循环系统补液壶温度约为30摄氏度（红色区域），没有开启动力电池高温散热功能，仅在电子水泵作用下，进行自然循环降温。蓝色区域则是温度降至14-17摄氏度的空调制冷管路，由于动力电池电信温度没有达到预设阈值，而没有开启降温功能。电动空调压缩机产生的“冷量”，仅伺服驾驶舱空调制冷使用，没有在水冷板与动力电池高温散热和低温预热循环管路进行“冷交换”用于电池降温。此时，江淮iEVS4采用动力电池输出的电量，至进行驾驶舱空调制冷，而没有进行消耗更多电量的动力电池高温散热伺服。

　　2、高温环境江淮iEVS4充电工况动力电池热管理策略：

　　笔者试驾的江淮iEVS4电动汽车动力电池装载电量为66度电，续航里程470公里。围绕巢湖行驶一圈后，回到距离出发点20公里的国家电网充电站进行高温工况充电，并对其动力电池热管理策略进行评测。

　　室外温度31摄氏度（17:00），开始为剩余续航里程181公里的江淮iEVS4进行快充（国家电网60千瓦充电桩）。热车状态快充，起始充电电流49安，2分钟后充电电流提升至104安。

　　江淮iEVS4开始充电时，充电桩端显示充电温度为32摄氏度，江淮iEVS4动力电池热管理系统的高温散热功能未被激活。

　　充电1分钟、电芯温度升至33摄氏度、充电电流提升至113安，江淮iEVS4电动汽车动力电池热管理系统的高温散热功能激活。

　　江淮iEVS4的动力电池热管理系统的高温散热功能激活后，电动空调压缩机开启运行，产生的“冷量”经过管路输送至水冷板模块（制冷），与连接动力电池的管路（补液壶）进行“冷交换”。

　　最终结果是，温度降至24.6摄氏度（补液壶表面温度）冷却液，被电子水泵输送至动力电池总成内偏管，为21700型电芯散热伺服。

　　白色箭头：PTC模块（制热和水冷板模块（制冷）串联在一个循环管路的补液壶外表温度为24.6摄氏度

　　上图中蓝色区域为制冷后的空调管路、水冷板模块（制冷）及循环管路补液壶。红色区域为PDU、DCDC等未进行高温散热伺服的电驱动模块。

　　江淮iEVS4动力电池热管路系统高温散热功能激活后，2组电子扇高速运转为冷凝器主动散热。电动空调管路制冷后在热成像中显示为蓝色（低温）。白色箭头所指的水冷板模块（制冷）温度更低至25.7摄氏度。

　　上图为在动力电池热管理系统高温散热系统激活时，补液壶内部冷却液进行循环特写。

　　黄色箭头：从动力电池内部流出、带有电芯热量的冷却液“泵入”补液壶

　　上图为江淮iEVS4的动力舱内右侧（驾驶员一侧）2合1”驱动电机和DCDC总成和OBC（充电机）等，充电时没有制冷需求分系统热辐射信号状态特写。

　　白色箭头：2合1”驱动电机和DCDC总成外壳体温度约为35摄氏度

　　蓝色箭头：制动总泵补液壶外壳体温度约为38摄氏度

　　绿色箭头：电驱动系统冷却循环管路补液壶外壳体温度约为40摄氏度

　　橘色箭头：保险盒外壳体温度为42.4摄氏度

　　江淮iEVS4的动力电池热管路系统的PTC模块和水冷板模块、以及相关管路和补液壶，都布置在动力舱左侧（副驾驶员一侧）。驱动电机总成、2合1”驱动电机和DCDC总成和OBC，等只需要散热伺服的分系统及循环管路，都布置在中央和右侧（驾驶员一侧）。这种布局对于动力电池热管理系统开启后，伺服目标分系统的“热辐射”或“冷辐射”效能提升有所帮助。

　　笔者有话说：

　　笔者驾驶开启驾驶舱空调制冷模式、满载4人的江淮iEVS4行驶200公里并进行快速充电，电芯温度从32摄氏度向33摄氏度提升时，动力电池热管理系统高温散热功能激活。从SOC43%起始，充电10分钟，充电电流依旧保持在110安左右，电芯温度适中保持在33摄氏度。

　　单就江淮iEVS4的动力电池热管理系统高温散热预设阈值为33摄氏度看，厂家工程师对21700型电芯的温度控制策略更完善。相对其他采用方形NCM电芯的车型，其动力电池热管理系统高温散热功能开启阈值，多为36摄氏度或37摄氏度，明显高于江淮iEVS4。