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  7. Muss die Batterie kalt...

[JaAuto Electric Vehicle Technology] Ich glaube, dass Freunde im Norden diese Erfahrung machen werden. Im kalten Winter wird der Akku von Mobiltelefonen oder anderen Elektrogeräten sehr schnell verbraucht. Dies wird durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Batterie bestimmt. Die meisten Fahrzeugmodelle von heute verwenden Batterien als Energiespeicher und werden auch mit dem gleichen Problem konfrontiert. Welche Hoch-Kälte-Tests wird das Hybridmodell also durchlaufen, um seine Leistung bei Kälte zu überprüfen, bevor es auf den Markt kommt? Im Februar dieses Jahres haben wir am alpinen Test für das Roewe e950 Batterieleistungsprojekt teilgenommen. Sie können sehen, wie die Ingenieure den alpinen Test des Batteriesystems durchgeführt haben. Sehen Sie, ob die Autobatterie so kalt ist wie die Batterie herkömmlicher Elektrogeräte? (Da sich der e950 bei unseren Tests noch im vertraulichen Stadium befand, verwendete das Testfahrzeug eine normale Benzinversion der Karosserie.)

■ Der technische Aufbau von e950

Bevor wir das alpine Testprojekt vorstellen, ist es für uns notwendig, das Antriebssystem des Roewe e950 kurz zu verstehen, damit wir die Funktionsweise des Autos und die Bedeutung unseres alpinen Testbatterieprojekts besser verstehen können. Lassen Sie uns zuerst über das Stromversorgungssystem sprechen. Einfach ausgedrückt kann es als “Dual-Core, Triple-Core und Acht-Modus” zusammengefasst werden. “Dual-Core” bezieht sich auf den e950, der sowohl mit Benzin- als auch mit Elektromotorantriebssystemen ausgestattet ist; “Dreikerner” bezieht sich auf Es ist mit einem 1.4TGI-Turbomotor, ISG (Integrated Starter Generator) Starter und Generator, TM (Traktionsmotor) Fahrmotor Dreikernleistung ausgestattet, “Achtmodus” bedeutet, dass er 7 Fahrmodi hat has plus Aufladen Es gibt insgesamt 8 Betriebsarten. Laut Herstellerangaben hat das Auto eine maximale Reichweite von mehr als 600 km, eine umfassende Straßenreichweite von 60 km im reinen Elektromodus und einen offiziellen Gesamtverbrauch von 1,7 l/100 km.

e950 und e550 Leistungsparametertabelle

Modell e950 e550
Motor 1,4T 1,5L

Maximale Motorleistung (kw/PS)

110/150 80/109

Maximales Motordrehmoment (N·m)

235 135
Maximale Leistung des ISG-Motors (kw/hp) 32/44 23/31
Spitzendrehmoment des ISG-Motors (N·m) 150 147
TM-Motor maximale Leistung (kw/hp) 60/82 44/60
Spitzendrehmoment des TM-Motors (N·m) 318 317

Die Leistungsstruktur von e950 und e550 ist ähnlich. Beide verwenden einen Motor und zwei Elektromotoren. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der e950 einen 1,4-Tonnen-Turbomotor verwendet, der dem vom e550 verwendeten 1,5-Liter-Saugmotor überlegen ist. , Auch die Leistungsparameter der beiden Motoren des e950 sind höher.

Neben 6 Fahrmodi verfügt der e950 auch über einen Idle-Lademodus und einen externen Lademodus. Durch die Kombination von 8 Modi funktioniert nur der Motor nur unter Hochgeschwindigkeits- und Gleichgeschwindigkeitsfahrbedingungen. In anderen Fällen startet der Motor. Solange der Motor gestartet ist, bedeutet dies, dass die Batterie in den Arbeitszustand übergeht. Ob beim Beschleunigen oder Bremsen, der Akku funktioniert nicht. Wird untätig sein. Um es kurz zu sagen, die beiden Motoren arbeiten noch in Rotation, aber der Akku wird im Grunde immer zwischen Laden und Entladen umgeschaltet, und die Arbeit ist nicht nur anstrengend, sondern auch sehr wichtig.

Im Vergleich zum aktuellen Lithium-Eisenphosphat-Akku des e550 wird der e950 durch einen Nickel-Kobalt-Mangan-Lithium-Akku (als ternäre Lithium-Batterie bezeichnet) ersetzt. Im Vergleich zu anderen Batterietypen zeichnet es sich durch eine hohe Energiedichte und mäßige Sicherheit aus. Laut Herstellerangaben hat das von SAIC selbst entwickelte Batteriemanagementsystem BMS zwei Datensammler eingestellt, um die Restleistung mit einer Genauigkeit von 1 % zu erfassen, was besser ist als der Branchendurchschnitt von 8 %. (Freunde, die sich für die neue Energietechnologie von SAIC interessieren, können hier klicken, um frühere technische Artikel zu lesen)

Die Akkukapazität des e950 beträgt 11,8 kWh. Wenn Sie zum Aufladen ein Hochvolt-Ladegerät verwenden, ist es in 3 Stunden vollständig aufgeladen. Offizielle Daten zeigen, dass es bei voller Ladung 60 Kilometer rein elektrisch zurücklegen kann, was im Grunde die Bedürfnisse der meisten Menschen für den täglichen Weg zur Arbeit und zurück decken kann. Theoretisch benötigen Benutzer des e950 möglicherweise kein Benzin, wenn sie einmal am Tag aufgeladen werden. Die tatsächliche Situation ist, dass die sechs Fahrmodi des e950-Hybridsystems automatisch vom Computer ausgewählt werden und der Besitzer den reinen Elektromodus nicht festlegen kann. Im täglichen Gebrauch des Autos sollte gesagt werden, dass es zu Motoreingriffen kommen wird. Umstände, also die tatsächliche Erfahrung mit dem Auto sollte sehr kraftstoffsparend sein, aber es wird den Kraftstoff nicht vollständig verbrennen.

Nach einer kurzen Einführung in das Hybridsystem des e950 zeigt sich, dass die Batteriekapazität des Autos zwar nicht groß ist, aber eine sehr kritische Rolle im Antriebssystem spielt und die Batterie im täglichen Fahrbetrieb grundsätzlich kontinuierlich geladen wird. Beim Entladevorgang führen diese beiden Aktionen tatsächlich dazu, dass sich die Batterie aufheizt. Wenn das Fahrzeug also fährt, ist die Wärmeableitung der Batterie wichtiger als die Wärmeerhaltung.

■ Einführung in den e950-Akku

Der Akku des e950 wird von SAIC eigenständig entwickelt, während die Akkuzelle vom Lieferanten bereitgestellt wird. Die Batteriezelle verwendet eine ternäre Lithiumbatterie. Vom Aufbau her erfüllt es die Anforderungen von IP67 und ist sicherheitstechnisch relativ zuverlässig. Für den Akkupack reicht Sicherheit allein nicht aus, aber die Leistung kann die Anforderungen erfüllen. Damit der Akku bei einer geeigneten Temperatur arbeiten kann, verfügt der Akkupack über ein wassergekühltes Wärmeableitungssystem und ein Wärmeleitpad unter dem Akkumodul. Kühlplatten und Kühlrohre führen die überschüssige Wärme ab. In Bezug auf die Wärmeerhaltung ist dies relativ einfach und beruht hauptsächlich auf der Wärmeerhaltungs-/Flammschutzschicht im Inneren des Batteriesatzes zur Wärmeerhaltung.

Die Leute denken, dass Lithiumbatterien im Winter mehr Strom verbrauchen, weil die Temperatur die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion der Batterie beeinflusst. Eine zu niedrige Temperatur führt dazu, dass die chemische Reaktion der Lithiumbatterie langsam ist, sodass der Entladestrom kleiner wird, was direkt zur Nutzbarkeit der Batterie führt. Die Kapazität wird reduziert. Diese Situation tritt auch bei der Autobatterie auf, aber aufgrund des Betriebsmodus des e950 wird die Batterie häufig geladen/entladen und die Batterietemperatur steigt schnell auf die normale Betriebstemperatur an.

Laut Ingenieuren ist die Temperatur der Batterie nach der Arbeit in der Regel höher, und die dickere Isolationsschicht erschwert das Auskühlen der Batterie, sodass die Temperatur auch im Winter nicht zu niedrig ist, selbst wenn sie einige Zeit geparkt wird Std. Was diese technische Lösung betrifft, muss die Wärmeableitungsleistung des Akkupacks verbessert werden, sodass ein wassergekühltes Wärmeableitungssystem verwendet wird.

■ Einführung in den alpinen Teststandort und -ort des e950

Der Standort dieses Hochkältetests ist Heihe, das am Rande der subarktischen Zone liegt, nur durch eine Linie von Heilongjiang von der Stadt Blagoweschtschensk in Russland getrennt. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt -1,3-0,4 und die tägliche Mindesttemperatur beträgt minus 40. ℃. Aufgrund der starken Kälte hier sowie der Straßenverhältnisse in Berggebieten, Seen und Städten entscheiden sich viele heimische Autohersteller für alpine Tests. Als einer der ersten Hersteller hat SAIC hier auch ein alpines Testzentrum eingerichtet.

Roewe e950 führt alpine Tests auf der Testbasis Heihe von SAIC durch, wo es Teststandorte mit unterschiedlichem Gelände, drei Tiefkühllager für das Einfrieren von Fahrzeugen und die erforderliche Indoor-Wartungs- und Ladeausrüstung gibt. Wenn die Außentemperatur nicht die erforderliche Temperatur erreicht, fährt der Techniker das Auto zum Einfrieren in den Gefrierschrank. Werfen wir einen Blick darauf, welche Projekte im alpinen Test von Hybridmodellen durchgeführt werden?

■ Einführung von Testern und Geräten

Fahrzeugtests wurden nicht immer von ein oder zwei Personen durchgeführt. Jeder Test erfordert die Zusammenarbeit eines ganzen Teams. Gleiches gilt für den alpinen Test des e950. Am Heihe-Teststützpunkt sahen wir neben drei Batteriesystemtestern auch Ingenieure aus dem New Energy Department, die hauptsächlich für die Getriebekalibrierung zuständig waren, sowie Ingenieure für die subjektive Bewertung und Dauerhaltbarkeitstests.

Hier eine kurze Einführung. Das CAN in Abbildung 2 oben bezieht sich auf die (CAN-BUS) Bustechnologie, die vollständig als “Controller Area Network-BUS” bezeichnet wird. Diese Art von Busnetz wird im Auto verwendet. Übertragung verschiedener Computerdaten. Die Kalibriersoftware analysiert den Zustand des Fahrzeugs, indem sie die Sensordaten des Fahrzeugs ausliest.

Die getestete Hardware-Ausstattung entspricht im Wesentlichen der Kraftstoffversion. Es verwendet auch spezifische Instrumente, um Fahrzeuginformationen zu sammeln. Verwenden Sie gleichzeitig INCA und andere Software, um die Daten auszulesen und zu analysieren. Im Folgenden zeigen wir die entsprechenden Testdaten-Screenshots nach verschiedenen Punkten. .

■ Einführung von e950-Testgegenständen

Ende letzten Monats hat SAIC in einem technischen Briefing ein Wasserbad-Experiment an den Akkus seiner Hybridmodelle durchgeführt, damit jeder die Akkus sehen kann, die eine Woche lang im Aquarium mit Wasser eingeweicht wurden. Tatsächlich gibt es kein Inneres. Wasser zeigt, dass die Abdichtung des Akkupacks noch zuverlässig ist. Die Luftdichtheit allein reicht nicht aus, wir müssen sehen, ob die Leistung dieses Akkupacks den Anforderungen unter den hohen Kältebedingungen genügt. Da der e950 zuvor umfassend getestet wurde, geht es diesmal hauptsächlich um die Überprüfung von Batterieartikeln, sodass die meisten getesteten Artikel mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) zusammenhängen.

● Kaltstart bei extremer Kälte von -30 Grad Celsius

Wie bereits beim Aufbau des Batteriepacks erwähnt, lässt sich die Batterie in der Regel nur schwer vollständig abkühlen, und die Voraussetzung für den Kaltstarttest ist, das Fahrzeug bei -30 Grad Celsius zu starten. Um die Batterie auf diese Temperatur absinken zu lassen, muss sie kalt gestartet werden. Wenn die Umgebungstemperatur -30 Grad Celsius erreicht, friert es etwa 8-10 Stunden lang ein.

Da im Laufe des Tages noch diverse Testprojekte anstehen, wird der Kaltstart meist im ersten Projekt des Tages vereinbart. Das Fahrzeug wird über Nacht im Kühlhaus eingefroren. Nach Erreichen des “Freeze Through”-Standards im Mund des Ingenieurs geht der Ingenieur ein Risiko ein. Auf die Gefahr hin, “durchgefroren” zu werden, betrat er den Gefrierschrank für einen Kaltstarttest.

Natürlich ist die eigentliche Bedienung nicht kompliziert. Schließen Sie zuerst die Drähte an und verwenden Sie den Computer, um die Batterietemperatur abzulesen. Nach Erreichen des Standards von -30 Grad Celsius kann der Ingenieur den Kaltstarttest durchführen. Was der Techniker tun muss, ist, den Ein-Tasten-Startknopf zu drücken, um zu sehen, ob das Fahrzeug gleichzeitig erfolgreich gestartet wurde, und gleichzeitig verschiedene Informationen des Fahrzeugs aufzuzeichnen.

Ich habe auch schon an Kaltstarttests anderer Marken teilgenommen und es gibt auch Kaltstartprojekte, die jedoch alle im Freien durchgeführt werden. Dies ist das erste Mal, dass Kaltstarttests in einem Kühlhaus beobachtet werden. Es gibt mir das Gefühl, dass das Kühlhaus viel kälter ist als im Freien, und es ist anfällig für Beschlag im Kühlhaus. Brillenträger können sich das Bereifen der Gläser vorstellen, und die Klimaluft aus den Klimadüsen um sie herum bläst „atemhaft“ um sie herum. Danach wurde das Kältegefühl noch verstärkt.

Um ehrlich zu sein, wenn es draußen bei -30 Grad Celsius ist, ist es in Ordnung, mich eine halbe Stunde bleiben zu lassen, aber in diesem Kühlhaus halte ich es nicht für 5 Minuten aus. Meines Erachtens haben die Ingenieure fast keine Angst vor der Kälte. Von der Verkabelung über das Starten, das Sammeln von Daten bis zum endgültigen Ausfahren des Autos sahen sie sie nicht zittern. Danach fragte ich die Ingenieure, ob ihnen kalt sei oder nicht. Tatsächlich war ihnen auch sehr kalt, aber das ist eine harte Arbeit für sie.

● Überwachen Sie Änderungen des Batteriestatus während der Fahrt

Die Bedeutung von Batterien wurde bereits im vorherigen Artikel vorgestellt und wie man diese Batterien sinnvoll nutzt, hängt vom Batteriemanagementsystem (BMS) ab. Das System hat auch die Funktion der Echtzeitüberwachung jeder Batteriezelle, um die sichere und zuverlässige Verwendung der Batterie zu gewährleisten. . Wie bereits erwähnt, wird die Batterie während der Fahrt weiterhin geladen/entladen, aber Überladung und Tiefentladung wirken sich auf die Batterielebensdauer aus, daher sollte BMS diese Situation vermeiden.

Einer der Punkte in diesem alpinen Test ist die Überwachung der Änderung der Batterieleistung. Hier müssen wir das Konzept der Restleistung (SOC) verstehen, denn die Leistung des Akkupacks wird durch die kleinste Energiezelle im Akku bestimmt, ähnlich dem Prinzip von Holzfässern. Daher ist die Überwachung und Steuerung der Restleistung der Batterie eine Schlüsselfunktion des BMS. Spezifisch für die tatsächliche Fahrzeugumgebung müssen die Ingenieure überprüfen, ob die SOC-Änderung innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt und der Batterielade-/Entladestrom innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt, wenn verschiedene extreme Fahrzeugnutzungsbedingungen in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen auftreten. Als nächstes werden wir in drei Situationen erklären.

1. Schnelle Beschleunigung: Testen Sie die Entladekapazität der Batterie

Im Hybridmodus, wenn das Fahrzeug voll beschleunigt, benötigen beide Elektromotoren Batterien, um Strom zu liefern. Zu diesem Zeitpunkt muss geprüft werden, ob die Entladekapazität der Batterie den Bedarf decken kann. Im eigentlichen Test hat der Ingenieur das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 185 km/h beschleunigt, und die Batterie kann grundsätzlich einen Entladestrom von mehr als 130 A aufrechterhalten, was ausreicht, um den Beschleunigungsbedarf zu decken. Das BMS-Strombegrenzungssystem kann den Batterieentladestrom auf nicht mehr als 160 A begrenzen, um sicherzustellen, dass die Batterie nicht durch Tiefentladung verkürzt oder beschädigt wird.

2. Plötzliche Verzögerung: Testen Sie die Kontrolle des Ladestroms

Plötzliche Verzögerung ist eine häufig in Alltagsfahrzeugen anzutreffende Situation, die die Möglichkeit eines übermäßigen momentanen Ladestroms (kinetische Energierückgewinnung) mit sich bringt, der es den Ingenieuren erforderlich macht, den tatsächlichen Wert des Fahrzeugs in verschiedenen Umgebungen zu überprüfen.

Der Ladestrom der Batterie hängt eigentlich mit der kinetischen Energierückgewinnung des Fahrzeugs zusammen. Bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit ist die entsprechende kinetische Energie größer und der Ladestrom natürlich größer. Überschreitet der Ladestrom den voreingestellten Wert, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit bremst, führt dies zu einer Überladung der Batterie, die von den Ingenieuren tatsächlich überprüft werden muss.

Während dieses Tests erhöhte der Ingenieur die Fahrzeuggeschwindigkeit auf fast 200 km/h, bremste dann mit voller Kraft und reduzierte die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell auf 100 km/h, um zu testen, ob der Ladestrom der Batterie beim Bremsen des Fahrzeugs auf schnelle Geschwindigkeit. Überschreitet den voreingestellten Bereich.

Aus den tatsächlichen Daten später, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit bremst, liegt der gemessene Batteriewiederherstellungsstrom weiterhin im Bereich von 150 A-100 A, was den Anforderungen des BMS entspricht, und es gibt keine Überladung.

3. Tägliches Fahren

Neben dem gezielten Testen einiger extremer Fahrbedingungen simulieren die Ingenieure auch den täglichen Gebrauch von normalen Benutzern in ihren Autos und überwachen die Veränderungen der Batterieleistung während der täglichen Fahrt. Die heutigen Testingenieure haben täglich Fahrdaten von 15 Kilometern aufgezeichnet.

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ändert sich die Geschwindigkeit des Autos ständig und entspricht mehr den Bedingungen der üblicherweise verwendeten Autos in den letzten Tagen, und der Strom wechselt zwischen Laden und Entladen. Die Leistung der Batterie hat sich geändert, aber sie schwankt im Grunde um 20%. , Das zeigt, dass das BMS die verbleibende Leistung an Ort und Stelle kontrolliert, die Batterieleistung nicht zu niedrig halten kann und die Sicherheit und Lebensdauer der Batterie gewährleistet.

Denken Sie nicht, dass die Arbeit der Ingenieure im Laufe des Tages enden kann. Tatsächlich ist es nach dem Abstellen des Fahrzeugs der Beginn einer anderen Arbeit. Die tagsüber gesammelten Daten müssen nachts sortiert und analysiert werden, am nächsten Tag kann das Fahrzeug angepasst oder verifiziert werden. Tatsächlich ist dies auch ein häufiges Phänomen in der Automobilindustrie. Schließlich ist der Markt hart umkämpft und die Hersteller beschleunigen die Markteinführung neuer Autos. Um die Qualität zu gewährleisten, müssen die Ingenieure hinter den Kulissen härter arbeiten.

■ Zusammenfassung

Durch die Teilnahme am Hoch-Kälte-Test des Roewe e950 können wir feststellen, dass die Batterie des Roewe e950 dem Test bei extremer Kälte standhält, sei es ein Kaltstart bei -30 Grad Celsius oder das Fahren in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen, die Batterie Die Arbeitsbedingungen entsprechen grundsätzlich den konstruktiven Anforderungen.

Da der Roewe e950 zudem nicht manuell vom Fahrer im reinen Elektromodus gefahren werden kann, wird die Umschaltung der sechs Fahrmodi komplett automatisch vom Computer durchgeführt, daher haben wir nicht getestet, ob sich die Reichweite des reinen Elektromodus bei geringen Änderungen ändert Temperaturen. Es kann gesagt werden, dass das Batteriemanagementsystem den Motor startet, um die Batterie zu laden, wenn die Leistung niedrig ist (z. B. weniger als 20 %), und wenn die Leistung ausreichend ist, reduziert es das Eingreifen des Motors entsprechend, um die Motor im wirtschaftlichsten Betriebsbereich. Um den besten Kraftstoffverbrauch zu erzielen. (Foto/Text/Foto von Liang Haiwen, der Heimat des Autos)