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比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)搭載的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

汽車(chē)工程師 ? 來(lái)源:lp ? 2019-04-10 14:54 ? 次閱讀

2019年4月1日,比亞迪在深圳坪山基地首發(fā)一款專(zhuān)為南美(哥倫比亞)研發(fā)并量產(chǎn),總長(zhǎng)27米、由4組輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)、2.5-3.5小時(shí)即可充滿(mǎn)電的BRT級(jí)K12A型電動(dòng)客車(chē)。作為目前全球范圍最長(zhǎng)的BRT電動(dòng)客車(chē),比亞迪K12A由2組鉸接系統(tǒng)關(guān)聯(lián)3組車(chē)廂,滿(mǎn)載乘客250人。

本文將對(duì)比亞迪K12A型BRT電動(dòng)客車(chē)的3電系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài),進(jìn)行“防止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手窺竊的”有限技術(shù)研判。

1、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)搭載的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)特點(diǎn):

上圖為K12A電動(dòng)客車(chē)側(cè)面狀態(tài)特寫(xiě)。

黃色箭頭:第1轉(zhuǎn)向橋

白色箭頭:第2驅(qū)動(dòng)橋

藍(lán)色箭頭:第3驅(qū)動(dòng)橋

黑色箭頭:第4隨動(dòng)橋

紅色箭頭:第1鉸接

綠色剪頭:第2鉸接

分布在K12A第1、2、3車(chē)廂下端,又布置了4組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制艙、動(dòng)力電池艙以及充電系統(tǒng)艙室。

K12A電動(dòng)客車(chē)的第1轉(zhuǎn)向橋,不具備驅(qū)動(dòng)能力,僅用于轉(zhuǎn)向用途(配置氣囊減震);第2驅(qū)動(dòng)橋和第3驅(qū)動(dòng)橋,各適配2組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),每組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出功率XXX千瓦、最高轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分(配置比亞迪自行研發(fā)的一體化氣囊減震驅(qū)動(dòng)橋);第3隨動(dòng)橋不具備轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)能力,僅用于承載第3組車(chē)廂用途(配置氣囊減震承載橋)。

2、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)2x2電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)研判:

從2009年8月立項(xiàng)開(kāi)發(fā),到2010年3月開(kāi)始裝車(chē)路試,再到2011年7月搭載輪邊電驅(qū)橋的比亞迪第一批純電動(dòng)大巴交付使用的時(shí)間里。輪邊電驅(qū)橋共生產(chǎn)超過(guò)6萬(wàn)輛,單車(chē)運(yùn)營(yíng)里程超60萬(wàn)公里。

至2019年,用于中國(guó)市場(chǎng)的比亞迪K9/K8電動(dòng)客車(chē),和用于美國(guó)、日本、歐洲及南美市場(chǎng)的比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē),全部搭載90千瓦級(jí)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)。只不過(guò),在過(guò)去的7年間,這組TZ270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)的豐富以及分布全球終端用戶(hù)的需求進(jìn)行了深度的進(jìn)化。

2015年5月比亞迪承德工廠(chǎng)開(kāi)工建設(shè)儀式上,王傳福介紹這套TZ270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)(含減速器)氣囊懸架及一體化程橋的電驅(qū)動(dòng)總成。

紅色箭頭:TZ270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有適配液冷或油冷散熱組件。

這組TZ270XSB型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速7500轉(zhuǎn)/分、最大輸出功率90千瓦、最大輸出扭矩450牛米。在2017年之前,并未適配油冷散熱系統(tǒng)的TZ270XSB型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),在公交運(yùn)營(yíng)背景下的綜合可靠性較為優(yōu)秀。

以2組一套的形式出現(xiàn)的TZ270XS型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),隨著各種改型的K系列電動(dòng)客車(chē),適應(yīng)了全球范圍高寒、高海拔及高溫地區(qū),圓滿(mǎn)的完成了公交運(yùn)輸任務(wù)。

上圖為比亞迪杭州工廠(chǎng)為出口以色列的K9U電動(dòng)客車(chē),適配的集成油冷散熱系統(tǒng)的新?tīng)顟B(tài)TZ270XSB型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)細(xì)節(jié)狀態(tài)特寫(xiě)。

紅色箭頭:輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)(含減速器)本體

黃色箭頭;集成在輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)外殼體的油冷散熱系統(tǒng)(模塊)

新?tīng)顟B(tài)的TZ270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),與老狀態(tài)版本相比,最大轉(zhuǎn)速、最大輸出功率和扭矩,幾乎沒(méi)有差別(不排除扭矩曲線(xiàn)和功率點(diǎn),為以色列公交市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)進(jìn)行重新適配的可能)。不過(guò)考慮到以色列地處高溫干燥的中東地區(qū),并綜合本地傳統(tǒng)動(dòng)力公交客車(chē)運(yùn)營(yíng)效率,比亞迪為T(mén)Z270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),增加了1組油冷散熱系統(tǒng),保證全負(fù)載工況下的電機(jī)溫度處于更合理的范圍。

在此之前,國(guó)內(nèi)使用及銷(xiāo)售國(guó)外市場(chǎng)的比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē)適配的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的殼體布設(shè)了液冷散熱管路,以連接外部循環(huán)管路。

筆者注意到,在比亞迪自行研發(fā)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)序列中,一款編號(hào)為T(mén)Z290TSA型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分、最大輸出功率180千瓦、最大輸出扭矩550牛米。相對(duì)新?tīng)顟B(tài)的TZ270XSB輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言,通過(guò)改變電機(jī)內(nèi)部的定子與轉(zhuǎn)子狀態(tài)前提下,保留了油冷散熱系統(tǒng),并在外觀(guān)尺寸上幾乎做到相當(dāng)(自重提升在可控范圍)。

TZ290TSA型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),顯性的變化是最大功率和扭矩的提升;隱形的變化則是最高轉(zhuǎn)速提升至10000轉(zhuǎn)/分。最高轉(zhuǎn)速的提升,使得TZ290TSA型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有效功率和扭矩輸出區(qū)域變得更寬泛。這意味著,搭載TZ290TSA型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電動(dòng)客車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速會(huì)更高,更加節(jié)約綜合電耗。

上圖為K12A型電動(dòng)客車(chē)第3驅(qū)動(dòng)橋搭載的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)狀態(tài)特寫(xiě)。

綠色剪頭:EQ13B型一體化驅(qū)動(dòng)橋

紅色箭頭:BYD-291XXXXXX型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)

然而這款編號(hào)為BYD-291XXXXXX型的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分、最大輸出功率并不是180千瓦、最大扭矩則是XXX牛米。

與比亞迪現(xiàn)有輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)編號(hào)不同可以理解為,細(xì)化產(chǎn)品需求的一種手段。然而保留相同的10000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速,但不同設(shè)定的最大功率和最大扭矩,則可以被看作是車(chē)型所在國(guó)家特殊氣候以及公交運(yùn)營(yíng)負(fù)載狀態(tài)的改變。

K12A型電動(dòng)客車(chē),第2、3驅(qū)動(dòng)橋適配的最大輸出功率介于90千瓦和180千瓦、最大輸出功率XXX牛米的第3種型號(hào)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),同樣是在TZ270XSB型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)基礎(chǔ)上改型而來(lái)。

筆者可以確認(rèn)的是,TZ270、TZ290以及BYD-291XXXXXX型輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的整體尺寸幾乎等同,基本上可以模塊化換裝到不同型號(hào)的EQ系列輪邊驅(qū)動(dòng)橋,并集成在K89系列電動(dòng)客車(chē)。

2、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)搭載的2x2組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制策略:

截止2019年4月,全球范圍僅有比亞迪一家車(chē)廠(chǎng)生產(chǎn)了搭載全新?tīng)顟B(tài)的電四驅(qū)系統(tǒng)的電動(dòng)客車(chē)并進(jìn)行量產(chǎn)。早在2016年,比亞迪就推出了搭載第4種技術(shù)狀態(tài)的超級(jí)電四驅(qū)系統(tǒng)的宋EV技術(shù)驗(yàn)證車(chē)。電四驅(qū)版宋EV,采用前后各一組最大輸出功率110千瓦的軸間驅(qū)動(dòng)電機(jī)+中置三元鋰電池總成。

隨后的2018年,比亞迪又推出采用“e平臺(tái)”的唐EV。唐EV搭載的第的電四驅(qū)系統(tǒng),由前后各一組最大輸出功率180千瓦的軸間驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成。

而K12A型電動(dòng)客車(chē)全車(chē)適配4組車(chē)橋,其中第2、3驅(qū)動(dòng)橋由輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成。這與以往的K9/8系列2組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成的單橋驅(qū)動(dòng)模式、以及唐EV軸間驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成的第6種技術(shù)狀態(tài)超級(jí)電四驅(qū)系統(tǒng),從技術(shù)構(gòu)成控制策略層面完全不同。

上圖為比亞迪自行研發(fā)的3款驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器技術(shù)參數(shù)匯總。

其中KTZ系列電機(jī)控制分為90千瓦級(jí)、XXX/180千瓦級(jí),2個(gè)型號(hào)。需要注意的是第2個(gè)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器,具備控制2種不同輸出功率的路邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能力。

綜合之前提及的K12A型電動(dòng)客車(chē)適配的是最大輸出功率介于90千瓦級(jí)和180千瓦級(jí)第3種輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而比亞迪現(xiàn)有的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器也分為2個(gè)型號(hào),而其中XXX千瓦和18千瓦級(jí)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)共用1種控制系統(tǒng)。因此,可以綜合判定K12A型電動(dòng)客車(chē)適配的4組相同輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出功率靠近180千瓦,甚至硬件結(jié)構(gòu)也都有著較大程度的共同點(diǎn)。

然而,K12A型電動(dòng)客車(chē)第1轉(zhuǎn)向橋和第4隨動(dòng)橋不負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng);再加上3組車(chē)廂和2組鉸接的設(shè)定,使得整車(chē)行駛、加速以及轉(zhuǎn)向環(huán)節(jié),需要做到更加精準(zhǔn)的控制策略。2x2組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī),每組電機(jī)都有1套分布式控制器,全部4組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器,又由一組額外設(shè)定的控制器進(jìn)行更高級(jí)別的控制。

上圖為K12A型電動(dòng)客車(chē)駕駛員位置左側(cè)控制面板特寫(xiě)。

紅色區(qū)域:ASR控制開(kāi)關(guān)

最終,K12A型電動(dòng)客車(chē)具備2輪驅(qū)動(dòng)(經(jīng)濟(jì)模式)和4輪驅(qū)動(dòng)(最大負(fù)載模式)2種行駛模式。每種行駛模式中,又對(duì)加速、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向動(dòng)作進(jìn)行更精準(zhǔn)的控制。

在4輪驅(qū)動(dòng)(最大負(fù)載)模式下,通過(guò)比亞迪自行研發(fā)的ASR控制系統(tǒng)(有別于電子-液壓ABS系統(tǒng)的EBS系統(tǒng)),可以控制4組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和制動(dòng)力再分配。對(duì)于轉(zhuǎn)速,通過(guò)對(duì)每組電機(jī)控制器限制/輸出電流而達(dá)到控制的目的;對(duì)于制動(dòng)力再分配,則通過(guò)制動(dòng)管路內(nèi)的氣壓壓力大小,進(jìn)行調(diào)節(jié)。

控制轉(zhuǎn)速的目的可以更主動(dòng)、精準(zhǔn)的保證車(chē)身姿態(tài)處于駕駛員的掌控下。4組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)在直線(xiàn)行駛中,進(jìn)行加速、勻速行駛以及制動(dòng)時(shí),4條輪邊驅(qū)動(dòng)電不出現(xiàn)輪速差,不會(huì)導(dǎo)致車(chē)身擺動(dòng)等危險(xiǎn)動(dòng)作。

在1(主)+4(副)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器管控下,行駛在復(fù)雜路況或者轉(zhuǎn)向時(shí),4條輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)摩擦系數(shù)變化,無(wú)論同軸或?qū)ο蝌?qū)動(dòng)輪出現(xiàn)輪速差,就要通過(guò)ASR系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)的輪速補(bǔ)償,以達(dá)到車(chē)身姿態(tài)處于可控范圍x

制動(dòng)力再分配功能,是在整車(chē)控制系統(tǒng)和1(主)+4(副)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的配合下共同進(jìn)行。制動(dòng)力再分配功能,可以單獨(dú)使用也可以與輪速控制控制功能共用使用。制動(dòng)力再分配功能不僅具備調(diào)節(jié)制動(dòng)力,還可以平衡4組制動(dòng)分泵中的制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)盤(pán)的磨損程度,已達(dá)到養(yǎng)護(hù)成本效率最大化的目的(4條輪邊電機(jī)制動(dòng)盤(pán)片同時(shí)更換)。

2、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)研判:

從第1臺(tái)比亞迪K9型電動(dòng)客車(chē)承擔(dān)深圳公交運(yùn)營(yíng),至K12A型電動(dòng)客車(chē)交付哥倫比亞公交公司運(yùn)營(yíng)。比亞迪系電動(dòng)客車(chē)始終適配自行研發(fā)、量產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池總成。

隨著中國(guó)新能源補(bǔ)貼政策變化,無(wú)論乘用新能源車(chē),還是商用新能源車(chē)的動(dòng)力電池總成密度逐步提升。至2018年,商用車(chē)動(dòng)力電池密度普遍突破140wh/kg。而逐年提升的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池總成密度,意味著熱管理策略的不斷提升。

2015年,筆者在深圳比亞迪坪山基地拍攝到,K9系列電動(dòng)客車(chē)使用的鋼材質(zhì)+塑料材質(zhì)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池總成。從2011年-2015年,比亞迪K9系列電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池總成熱管理策略,從簡(jiǎn)單的風(fēng)冷高溫散熱(不具備低溫預(yù)熱功能),向較為粗狂的液態(tài)高溫散熱和低溫預(yù)熱功能過(guò)度。

解決了動(dòng)力電池液態(tài)熱管理策略有無(wú)之后,比亞迪將動(dòng)力電池總成的發(fā)展路線(xiàn),暫定在以客戶(hù)需求為準(zhǔn)的定制化體系。盡管這種“點(diǎn)臺(tái)”式的定制化路線(xiàn),可以最大化滿(mǎn)足全球范圍不同客戶(hù)實(shí)際使用需求。但是,對(duì)比亞迪而言,無(wú)形中延長(zhǎng)了研發(fā)、測(cè)試、量產(chǎn)和交付周期;增加了研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)以及成本。

那么,具備液態(tài)熱管理功能、且更堅(jiān)固和安全的模塊化電池總成,將是比亞迪商用車(chē)發(fā)展的又一側(cè)重點(diǎn)。

2016年,筆者評(píng)測(cè)了適配液態(tài)高溫散熱和低溫預(yù)熱功能的磷酸鐵鋰電池總成模塊的K9U電動(dòng)客車(chē)(出口以色列)。這款K9U電動(dòng)客車(chē),不僅標(biāo)配了動(dòng)力電池?zé)峁苈芳夹g(shù),更使用了鋁合金材質(zhì)的動(dòng)力電池下殼體和輕量化的電池上殼體,以達(dá)到被動(dòng)安全、輕量化和更安全的技術(shù)需求。

然而,以安全為側(cè)重點(diǎn)的平衡之后,是電池系統(tǒng)及整車(chē)自重的持續(xù)提升。這似乎又回到了“增加電池電量已獲得續(xù)航,還是降低整車(chē)自重提升綜合電耗換取更真實(shí)的續(xù)航”的矛盾點(diǎn)。

2018年,筆者在最低溫度-52攝氏度的海拉爾,對(duì)比亞迪K8系列電動(dòng)客車(chē)進(jìn)行高寒評(píng)測(cè)。而這款參與了同年吐魯番高溫評(píng)測(cè)(地表溫度最高88攝氏度)、拉薩(洋湖)高海拔(最高海拔4882米)的高海拔評(píng)測(cè)的K8系列電動(dòng)客車(chē),適配了與K9系列電動(dòng)客車(chē)相同的2組90千瓦級(jí)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)合氣囊懸架。

根據(jù)不同終端客戶(hù)需求,K8系列電動(dòng)客車(chē)具備200-300公里續(xù)航里程。為此,適配了不同數(shù)量和不同裝載電量的動(dòng)力電池總成。為K8系列電動(dòng)客車(chē),適配的動(dòng)力電池總成具備更完善的恒溫液態(tài)熱管路系統(tǒng)(電芯溫度始終處于25-35攝氏度)。

但是,K8系列電動(dòng)客車(chē)適配的動(dòng)力電池總成,并沒(méi)有嚴(yán)格遵循可互換的標(biāo)準(zhǔn)化的模塊技術(shù)。對(duì)于能量密度始終提升已獲得最高額度的補(bǔ)貼需求,鋁材質(zhì)的動(dòng)力電池下殼體,也意味著更大的自重,對(duì)提高整體能量密度起著反作用。

配置了更精準(zhǔn)的恒溫液態(tài)熱管路策略,更優(yōu)質(zhì)的主被動(dòng)安全之后,比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池總成的發(fā)展,將尋求更精準(zhǔn)的輕量化、模塊化方面的平衡。

2019年3月,新能源情報(bào)分析網(wǎng)駐英國(guó)特派記者Eternity_馬大哈,在比亞迪西安基地拍攝最新狀態(tài)的K8系列電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池總成細(xì)節(jié)狀態(tài)。在其中一個(gè)容納動(dòng)力電池總成的艙室,布置4組完全標(biāo)準(zhǔn)化的電池模組總成。每套電池模組,都具備液態(tài)循環(huán)管路、“3通”閥體、動(dòng)力線(xiàn)纜以及BMS控制線(xiàn)纜。

毫無(wú)疑問(wèn)!2019年制造的K8系列電動(dòng)客車(chē),完成了全部標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)力電池模組的裝車(chē)并用于公交運(yùn)營(yíng)。與比亞迪及其他品牌高密度電池為基礎(chǔ)的電驅(qū)動(dòng)乘用車(chē)輛遭遇的問(wèn)題一樣,裸露在外的動(dòng)力電池總成,頻繁遭受異物沖擊或第三方車(chē)輛撞擊的幾率很高。這就需要對(duì)動(dòng)力電池總成外殼體,在主被動(dòng)安全防護(hù)措施、輕量化甚至不同車(chē)型間的模塊化進(jìn)行平衡。

然而,比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池總成,擱置在被鋼制車(chē)架保護(hù)封閉艙室內(nèi)。從車(chē)型平臺(tái)設(shè)計(jì)層面考慮脫離鋁合金外殼的總成后的動(dòng)力電池模組,保留IP67防水、防塵的保護(hù)措施同時(shí),最大化的降低自重。這樣的設(shè)計(jì),將動(dòng)力電池主被動(dòng)安全交給車(chē)型平臺(tái),僅保留防水防塵及防火能力,并做增加或降低到標(biāo)準(zhǔn)化的電池模組數(shù)量,獲得不同續(xù)航里程的技術(shù)狀態(tài)。

上圖為K12A型電動(dòng)客車(chē),其中1個(gè)承載動(dòng)力電池系統(tǒng)的艙室細(xì)節(jié)特寫(xiě)。

可以負(fù)責(zé)的說(shuō),K12A型電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池系統(tǒng)(不能再稱(chēng)為總成)在2019年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)使用的最新?tīng)顟B(tài)K8系列電動(dòng)客車(chē)基礎(chǔ)上再次有所“針對(duì)終端用戶(hù)的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整”。而這種調(diào)整,并不是對(duì)電池模組基礎(chǔ)技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行改變。更多的是對(duì)整車(chē)適配的X組電池系統(tǒng)的可靠性、熱管理策略以及充電功率進(jìn)行有針對(duì)性的適配。

至此,比亞迪經(jīng)過(guò)近10年的探索、應(yīng)用、改進(jìn),最終降K系列電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池總成的主被動(dòng)安全、防護(hù)能力、熱管理技術(shù)、輕量化和模塊化等需求進(jìn)行十分完美的平衡。

4、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)熱管理策略研判:

已經(jīng)進(jìn)行了3年研發(fā)的比亞迪K12A型電動(dòng)客車(chē),完成了國(guó)內(nèi)全部測(cè)試并即將出口哥倫比亞。針對(duì)處于南美大陸的哥倫比亞的常年炎熱、潮濕、多雨的氣候,K12A型電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池系統(tǒng)熱管理策略,有別于國(guó)內(nèi)公交市場(chǎng)使用的K系列電動(dòng)客車(chē)。

在2017年,筆者跟隨比亞迪工程院測(cè)試車(chē)隊(duì),分別在吐魯番、拉薩和海拉爾,對(duì)K8系列電動(dòng)客車(chē)進(jìn)行了高溫、高海拔及高寒評(píng)測(cè)。無(wú)論什么溫度和海拔,適配動(dòng)力電池液態(tài)恒溫?zé)峁芾砑夹g(shù)(策略)的K8電動(dòng)客車(chē),順利的接受苛刻測(cè)試。實(shí)際上,比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē),也是截止2019年4月,中國(guó)市場(chǎng)上唯一搭載液態(tài)恒溫動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)(策略)的電動(dòng)客車(chē)。

而K8系列電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力電池液態(tài)恒溫?zé)峁芾砑夹g(shù)(策略),順理成章的被應(yīng)用至全部比亞迪出口歐洲、日本及其他國(guó)家市場(chǎng)的K系列電動(dòng)客車(chē)。與此同時(shí),在包括中國(guó)的全球市場(chǎng)在運(yùn)營(yíng)的比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē)所積累的豐富經(jīng)驗(yàn),又完善了了比亞迪K系列電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池?zé)峁苈凡呗裕ㄈ糠窒到y(tǒng)及整車(chē))。

比亞迪K12A型電動(dòng)客車(chē)取消了乘員艙空調(diào)制暖功能(PTC模塊),并增加了10余組頂置換氣窗(黃色箭頭)。由于氣候環(huán)境因素,終端用戶(hù)取消了空調(diào)制熱系統(tǒng)同時(shí),制造方的比亞迪也取消了動(dòng)力電池系統(tǒng)低溫預(yù)熱功能,保留并強(qiáng)化了高溫散熱效能及從新適配了熱管理策略。

上圖為K12A型電動(dòng)客車(chē)連續(xù)行駛XX后,其中1組動(dòng)力電池系統(tǒng)熱成像信號(hào)特寫(xiě)。在地表溫度接近28攝氏度的深圳比亞迪坪山基地測(cè)試場(chǎng)上,動(dòng)力電池電芯溫度并未超過(guò)XX攝氏度,動(dòng)力電池模組殼體液態(tài)循環(huán)管路表面最高溫度不超過(guò)24攝氏度。

通過(guò)不同艙室內(nèi)動(dòng)力電池系統(tǒng)熱成像信號(hào)比對(duì)發(fā)現(xiàn),所有電池系統(tǒng)溫度溫差相差無(wú)幾,散熱循環(huán)管路溫度超過(guò)電池箱系統(tǒng)表面溫度。K12A型電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)也液態(tài)熱管理系統(tǒng)激活后散熱效果顯著,且電子水泵消耗的電量在一定范圍內(nèi)。

5、比亞迪K12A電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力超快充系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)研判:

在比亞迪官方發(fā)布的K12A型電動(dòng)客車(chē)通稿中有這樣一段描述:“比亞迪K12A的充電方式更加靈活,可搭載直流和交流充電口,兩種方式能任意切換,最大程度滿(mǎn)足客戶(hù)需求,充電時(shí)間2.5-3.5小時(shí)”。

截止筆者發(fā)稿時(shí),比亞迪官方并未給出K12A型電動(dòng)客車(chē)的自重、裝載電池電量以及滿(mǎn)載250人綜合續(xù)航里程等核心技術(shù)數(shù)據(jù)。那么K12A型電動(dòng)客車(chē)具備的“可任意切換的直流和交流充電能力,并在2.5-3.5小時(shí)充滿(mǎn)”的技術(shù)設(shè)定就值得推敲和玩味了。

根據(jù)量產(chǎn)的10米級(jí)K8系列電動(dòng)客車(chē)最長(zhǎng)續(xù)航里程版本裝載電池電量為303.1度電比對(duì)。27米級(jí)、滿(mǎn)載250人的K12A電動(dòng)客車(chē),磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)裝載電量將超過(guò)400度電、電壓維持在210-240伏之間。

上圖為比亞迪K12A型電動(dòng)客車(chē)適配的2組不同模式工4個(gè)充電接口特寫(xiě)。

左側(cè)充電接口為交流充電接口,具備雙槍同時(shí)充電,最大承受電流超100安的能力。

右側(cè)充電接口為即將于2020年(或更晚些時(shí)候)落地的360千瓦全新國(guó)標(biāo)交流充電接口,同樣具備雙槍同時(shí)充電。

2019年早些時(shí)候,筆者跟隨對(duì)國(guó)家電網(wǎng)就360千瓦國(guó)標(biāo)超快充技術(shù)及整車(chē)充電應(yīng)用測(cè)試。其中某款配合360千瓦國(guó)標(biāo)“超快充”測(cè)試車(chē)輛的充電接口、充電線(xiàn)纜額外增設(shè)了液態(tài)散熱循環(huán)系統(tǒng),而適配的動(dòng)力電池總成(電芯)也是特制型號(hào)。

然而,比亞迪K12A型電動(dòng)客車(chē),適配的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池(電芯)系統(tǒng)及恒溫液態(tài)熱管理技術(shù)(策略),與其出口或自用的K系列電動(dòng)客車(chē)并未有本質(zhì)上的差別。

當(dāng)然,為了應(yīng)對(duì)超過(guò)XXX安的“超快充”電流的沖擊,電池(電芯)系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)作出相應(yīng)的調(diào)整。前文提及的K12A型電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)電芯溫度達(dá)到35攝氏度,熱管理系統(tǒng)自行啟動(dòng)并進(jìn)行降溫。同樣在在“超快充”時(shí),電芯溫度達(dá)到35攝氏度依舊會(huì)進(jìn)行更高效率的散熱私服。

筆者有話(huà)說(shuō):

就目前筆者掌握的關(guān)于K12A型電動(dòng)客車(chē)技術(shù)狀態(tài)看,適配的4組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)有別于量產(chǎn)的90千瓦級(jí)和180千瓦級(jí)2大類(lèi)3個(gè)技術(shù)的TZ系列輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī);2x2組輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制策略有別于唐EV適配的第6種技術(shù)狀態(tài)超級(jí)電4驅(qū)系統(tǒng);自行研發(fā)的ASR(EABS)系統(tǒng)針對(duì)2x2輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),超越了博世等針對(duì)傳統(tǒng)車(chē)的ABS系統(tǒng);模塊化的電池系統(tǒng)及熱管理策略,可以兼容360千瓦國(guó)標(biāo)“超快充”技術(shù)。

筆者要強(qiáng)調(diào)的是,以上無(wú)論哪種3電系統(tǒng)和技術(shù),都是源于比亞迪過(guò)去10余年,新能源核心技術(shù)、整車(chē)制造及全產(chǎn)業(yè)鏈的積累和發(fā)展。

但就沒(méi)有K12A型電動(dòng)客車(chē)適配的沒(méi)有額外附屬分系統(tǒng)支持的“超快充”技術(shù)一項(xiàng),就需要在電芯正負(fù)極、電解液、隔膜級(jí)別做到性能極限的徹底掌控,并將數(shù)百節(jié)電芯的一致性做到極致。另外,在車(chē)型平臺(tái)正向開(kāi)發(fā)層面,就考慮到數(shù)組電池系統(tǒng)的主被動(dòng)安全和散熱需求。

當(dāng)然,還有更深度的技術(shù)數(shù)據(jù)和研判結(jié)果,筆者不能刊出。

需要特別注意的是:

比亞迪K12A型電動(dòng)客車(chē),具備的符合360千瓦國(guó)標(biāo)“超快充”能力,經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)加持,或者在充電系統(tǒng)冷卻層面進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。完全具備10米或12米甚至25米級(jí)別公交用途的電動(dòng)客車(chē),“15分鐘充電至80%續(xù)航里程”的技術(shù)設(shè)定。并且,360千瓦國(guó)標(biāo)“超快充”技術(shù),也將同步應(yīng)用在乘用電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。

換句話(huà)說(shuō),在最新的360千瓦國(guó)標(biāo)“超快充”技術(shù)的普及下,將首先干掉董明珠堅(jiān)持的與現(xiàn)有磷酸鐵鋰和三元鋰電池系統(tǒng)及充電標(biāo)準(zhǔn)完全不兼容的“鈦酸鋰+快充”系統(tǒng)。隨后,那些以長(zhǎng)城為首,在高密度電池和+電驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用不如意,轉(zhuǎn)向燃料電池技術(shù)的車(chē)廠(chǎng),將再次被可以同步乘用車(chē)與商用的“超快充”技術(shù)拋棄,并最大程度的弱化中國(guó)新能源市場(chǎng)對(duì)燃料電池的需求。

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