纯电|纯电动汽车高低温工况的能量管理研究
来源 | 中国第一汽车股份有限公司新能源开发院
来源 | 电动学堂
本文基于国产某款纯电动车型,重点分析在高温和低温环境下,除传统的动力学影响因素外的其他重要能耗影响因素,而从车辆自身特性的角度研究能量管理问题,不从其他角度详细分析动力电池能量衰减所引起的里程减少等?
1、高低温工况测试
【纯电|纯电动汽车高低温工况的能量管理研究】针对某款纯电动车进行高温?低温环境下能量流测试,研究各影响因素的能耗占比情况,挖掘出高温?低温环境下最大的能耗影响因素,为后续系统设计匹配和能量策略优化提供参考依据?
1.1 测试方法
高温和低温测试在模拟环境舱中进行,测试车辆采用CLTC-P工况循环测试,从充满电到车速不能满足工况要求为止,测试最大里程周期内的能量分配情况?
被测试车辆的浸车时间?温度等参数设置模拟用户实际使用:高温测试以25℃浸车12h,模拟车辆夏季夜间停放,35℃环境温度模拟夏季实际天气,试验中采用850W光照,模拟夏季阳光照射;冬季测试采用环境温度一7℃,能覆盖华北等大多数地域?
测试设备采用CTS环境模拟舱和AVL底盘测功机,采用高精度数据采集仪和电流传感器在车辆主要的能量流位置布置传感器记录能量变化每一个完整的CLTCP循环记录一组试验数据?试验过程的具体测试方案和空调设置条件见表1和表2,主要变量测试位置见表3?
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1.2 高?低温测试能耗分析
实测的单个循环车速曲线如图1所示?实测车速曲线与标准工况车速偏差小于1%,符合度较高?高温工况单个循环的动力电池输出电流如图2所示?
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空调系统?DC/DC输入端和驱动电机端单个循环能量消耗平均值见表4?
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车辆高温(35'C)测试能量分解结果如图3所示?空调系统和低压附件总能耗占车辆总能耗的37%,超过了车辆能量消耗的1130这两个方面是影响高温续驶里程的主要因素?
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空调压缩机的能耗主要在于车辆驾驶室制冷和电池过温时利用Chiller换热器对电池进行冷却?空调在只给驾驶室制冷时,功率约为lkW?值得注意的是,低压附件系统能耗占比较高,其一方面原因在于空调开启时空调系统压力大,导致冷凝器对风扇风量需求大,风扇始终保持高转速运行,此时风扇功率远大于常温行驶时的功率,功率始终保持在300W以上;另一方面在于空调系统中的鼓风机消耗车辆低压电能,还要同比增加lOOW以上?因此,在高温环境下空调系统自身和空调开启所引起的附件能耗是高温续驶里程的最大影响因素?
进行低温测试时,测功机模拟阻力设定为车辆常温阻力的1.1倍,其他测试条件见表1,测试结果如图4所示?
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在低温(-7℃)行驶工况下,压缩机能耗与低压附件能耗占总能耗的28%?该车型在此温度下的取暖方式以热泵空调为主,能耗相比于FTC取暖方式稍节能,压缩机稳定时刻的功率约700Wa低压附件能耗占比高的主要因素仍是风扇大功率运转和鼓风机开启导致,其中冷却风扇功率变大直接影响了高温和低温两种工况下的能耗?
同时冬季车辆阻力的增加和蓄电池低温可用能量的衰减也是冬季续驶里程缩短的重要因素,这里不进行详细论述?由此可见,从车辆自身角度出发,合理地匹配空调系统与风扇使用是优化冬季能量管理的重要方向?
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