심층: Tianmei ET5 전기 구동 기술 및 전원 배터리 열 관리 전략에 대한 종합적인 연구 및 판단

Tianmei Automobile은 Kaiwo New Energy Automobile Group이 전체 지분을 소유한 자회사입니다. 최초의 대량 생산 모델인 Tianmei ET5 전기 SUV는 길이, 너비, 높이가 4698x1980x1696mm이고 휠베이스는 2800mm입니다. 1세트가 장착됐다. '3-in-1' 전기 구동 어셈블리는 최대 속도 15,500rpm, 최대 출력 150kW를 자랑한다. 최고 사양의 Tianmei ET5는 차량 중량이 1.9톤, 파워 배터리 조립 에너지 밀도가 170wh/kg, 부하 용량이 71.98kWh, NEDC 순항 범위가 520km입니다. 구성에 따른 4가지 모델이 있지만, 모든 차량 시리즈에 탑재된 파워 배터리 시스템에는 고유한 고온 방열 및 저온 예열 기능이 기본으로 장착되어 있습니다. 지능형 주행 측면에서 Tianmei ET5 전기 SUV는 ACC 전속 적응형 크루즈 및 차선 유지와 같은 L2 수준의 운전 지원 기능을 실현할 수 있습니다.

신에너지 인텔리전스 분석 네트워크, Tianmei ET5의 독특한 배터리 기술은 모회사가 제작한 Kaiwo 시리즈 전기버스의 표준 안전 중심 R&D와 3세대 올 알루미늄 박스 인-에서 파생되었습니다. 통합 수냉식 배터리 기술의 본질적인 관계에 대한 심층 연구 및 판단.

1. Tianmei ET5 기본 구성 소개:

휠베이스가 2800mm인 Tianmei ET5 전기 SUV는 원래 연구 끝에 7인승 모델로 설계되었습니다. 대형 5인승 모델로 변경되었습니다. 이것이 미래입니다. 1열 승객에게 넉넉한 다리 공간과 머리 공간을 제공합니다. 2000mm에 가까운 차량 폭이 앞좌석과 조수석의 편안함을 고스란히 반영하고 뒷좌석 성인 남성 3명이 탑승해도 붐비는 느낌이 들지 않는다.

또한, 2800mm 휠베이스는 공간적 이점과 승차감을 제공할 뿐만 아니라, 용접된 차체 하단에 장착된 파워 배터리의 레이아웃 영역을 더 넓혀 더 많은 적재 전력과 성능을 제공합니다. 더욱 안정적인 순항 범위.

계기판 전체를 수평으로 가로지르는 장식 패널과 공조 출구 구성 요소는 계단식 공간감을 만들어낸다. 수평 중앙 디스플레이 화면은 차량 내 모든 시스템(외장 구성 요소 제외)에 대한 제어 및 표시 기능을 제공한다. ). 백미러 조정 기능), 하단 스위치 제어 구성요소는 운전자가 운전 중 에어컨 및 오디오를 제어할 수 있도록 더욱 편리하고 안전합니다(다기능 스티어링 휠에도 설정 가능).

Tianmei ET5에는 L2 지능형 주행 제어 기능이 있으며, 운전자는 차선 이탈, 차선 유지 등 주요 기능 옵션을 활성화/비활성화할 수 있습니다. 특히 중요한 점은 Tianmei ET5의 에너지 회수 수준이 여전히 20-100 범위에서 운전자에 의해 조정 및 설정될 수 있다는 것입니다. 또한, 충전 및 방전과 관련된 설정 옵션에는 배터리 심방전 및 충전 보온 기능도 포함됩니다.

Tianmei ET5 전기 SUV의 표준 배터리 완전방전 기능은 각 배터리 셀을 더 낮은 SOC 값까지 완전히 방전한 후 완전히 충전할 수 있도록 하여 빠른 충전에 익숙한 차량을 안정화하는 데 도움이 됩니다. 전원 배터리에 있는 각 셀의 상태 수준입니다. 배터리 저속 충전 보호 모드 설정은 저속 충전 조건에서도 모든 셀의 SOC 값의 균형을 유지하고 배터리 안전 상태를 효과적으로 안정화하는 것입니다.

71.98kWh 용량의 이 고급형 Tianmei ET5 전기 SUV의 운전자 디스플레이 화면에는 주행 속도, 항속 거리, 최대 출력, 파워 배터리 SOC 값, 출력 등 주요 정보가 출력될 수 있습니다. 100km당 소비량.

2. Tianmei ET5 전기 구동 장치의 기술 상태:

위 사진은 Tianmei ET5 전면 동력실의 각 하위 시스템의 세부 상태를 클로즈업한 것입니다.

빨간색 화살표: "3-in-1" 충전 및 분배 시스템 어셈블리(OBC\DCDC\PDU 통합)

파란색 화살표: 최대 출력 전력이 7인 PTC 제어 모듈 킬로와트 그룹

노란색 화살표: 서보 전원 배터리 열 관리 시스템의 저온 예열 기능을 위한 수냉식 플레이트 제어 모듈

녹색 화살표: 전기 구동 시스템 및 전원 배터리 열 관리 시스템 *** 냉각수 리필병

흰색 화살표: 전자 유압식 통합 iBoost 브레이크 마스터 실린더

전면 동력실의 먼지 덮개를 제거하면 Tianmei의 전기 구동 시스템을 볼 수 있습니다. ET5, 차량 제어 시스템 및 부착된 전원 배터리 열 관리 하위 시스템.

결정해야 할 것은 Tianmei 브랜드의 첫 번째 전기 모델로서 Tianmei ET5 파워 캐빈의 많은 하위 시스템 레이아웃이 약간 지저분하다는 것입니다. 그러나 다양한 하위 시스템을 연결하는 냉각 파이프 부설 구조는 매우 명확합니다. 다양한 출력을 갖춘 필수 전자 워터 펌프 3세트 외에도 전체 차량에는 "3방향" 밸브 본체 2세트만 있습니다.

노란색 화살표: "3-in-1" 충전 및 분배 시스템 조립

빨간색 화살표: 차량 제어 시스템

Tianmei ET5 전기 SUV의 차량 제어 시스템과 OBC\DCDC\PDU를 통합한 "3-in-1" 충전 및 배전 시스템은 모두 Kaiwo Group 중앙 연구소에서 독자적으로 개발하고 대량 생산합니다. Tianmei의 우수한 유닛인 Kaiwo Group에서 제조한 많은 전기 버스, 전기 관광 버스 및 전기 트럭에는 Kaiwo Group의 중앙 연구소에서 개발한 "X-in-1" 충전 및 분배 시스템 어셈블리와 차량 제어 시스템이 장착되어 있습니다. . 전기 버스 및 전기 트럭에 필요한 더 높은 전력 제어 요구 사항과 비교할 때 Tianmei ET5 전기 SUV의 '3-in-1' 충전 및 배분 시스템의 기술 성능은 상대적으로 안정적입니다.

Tianmei ET5의 전방 동력실에는 냉각수를 캐리어로 사용하고 최대 전력 7kW를 갖춘 PTC 제어 모듈 한 세트만 조종석 에어컨 및 난방 및 전원 배터리 저온용으로 설정되어 있습니다. 사전 조건화. 두 세트의 냉각수를 캐리어로 사용하는 기술 아키텍처와 서로 다른 전력의 PTC 제어 모듈을 사용하는 베이징 벤츠 EQC, FAW 아우디 eTron 및 SAIC-GM Buick Weilan 420과 같은 합작 브랜드 전기 자동차와 비교하여 Tianmei의 제어 방법은 다음과 같습니다. ET5는 더 간단합니다.

위 사진은 Tianmei ET5 전기 SUV의 객실 방화벽에 전력을 공급하기 위해 전면에 설치된 수냉식 플레이트 제어 모듈 세트의 기술 상태를 클로즈업한 것입니다. 전체 전원 배터리 열 관리 제어 시스템에서 수냉판 제어 모듈, PTC 제어 모듈, 전자 워터 펌프 및 전원 배터리가 직렬로 연결되어 파이프라인 세트를 형성하고 배터리 코어에 저온 예열 및 냉각을 제공합니다. 가열되거나 냉각된 냉각수를 통해 고온 냉각 서보. 수냉식 플레이트 제어 모듈은 전기 에어컨 압축기와 연결되어 "냉각 용량"을 교환하고 냉각된 냉각수를 전원 배터리 내부로 펌핑하여 배터리 코어의 열을 발산합니다.

Tianmei ET5의 '3-in-1' 전기 구동 시스템과 '3-in-1' 충전 및 분배 시스템 조립은 한 세트의 방열 파이프라인을 사용하고 전원 배터리 열 관리 시스템은 한 세트를 사용합니다. 사이클만. 그러나 Tianmei ET5 전기 SUV는 두 세트의 순환 파이프라인에 대해 별도의 재수화 병을 설정하지 않고 '완전 공유' 방식을 채택합니다.

빨간색 화살표: 전원 배터리 열 관리 시스템 순환 파이프라인의 물 입구

파란색 화살표: 전원 배터리 열 관리 시스템 순환 파이프라인의 물 출구

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녹색 화살표: 전기 구동 시스템과 충전 및 분배 시스템을 위한 순환 파이프라인의 물 입구

노란색 화살표: 전기 구동 시스템과 충전 및 분배 시스템을 위한 순환 파이프라인의 물 출구 충전 및 배전 시스템

Tianmei ET5 전력 전자기 열 관리 시스템의 제어 전략에 대해 충전 전력 성능에 대한 심층 분석이 나중에 제공됩니다.

Tianmei ET5 전기 SUV의 제동 시스템은 전자 유압식 통합 설정을 통해 제동, 에너지 회수 및 ABS 안전 설정을 통합하는 iBoost 기술을 채택합니다. 전기 자동차용으로 개발된 iBoost 제동 시스템은 진공 보조가 필요할 뿐만 아니라 에너지 회수 효율성을 향상하고 제동 경험을 더욱 선형적으로 만듭니다.

3. Tianmei ET5 전원 배터리의 열 관리 제어 전략:

Tianmei ET5 전기 SUV 전원 배터리의 열 관리 제어 전략 해석, 고속 충전 모드와 고속 비교 -부하 운전 모드를 수행합니다. 실외 온도가 38도에 도달한 오후, 카이워(Kaiwo)가 제작한 240킬로와트(듀얼 120킬로와트) 고속 충전 파일을 사용해 티안메이 ET5에 대한 충전 테스트를 진행했다.

Nanjing Chuangyuan Tiandi Power Technology Co., Ltd.는 Kaiwo Group 계열사입니다. 사업 범위에는 주로 전기 버스, 전기 스테이션 왜건, 전기 물류 차량, Kaiwo에서 제조한 전기 트럭 및 Tianmei 브랜드가 포함됩니다. ET5 및 후속 제품은 전체 차량을 포함한 모든 시스템에 대한 전원 배터리 어셈블리(모듈 포함), 구동 모터 및 제어 전략을 제공합니다.

테스트에 사용된 Tianmei ET5 전기 SUV의 전원 배터리 SOC 값이 90이기 때문에 고속 충전 전류는 54.8A에 불과하고 셀 온도는 섭씨 23도에 불과합니다. 세류" 상태이며 최대 전력 상태에 도달하지 못합니다.

열화상 카메라 감지를 통해 Tianji ET5 전원 배터리의 SOC 값은 고속 충전 시 90이며, 충전 전력은 최대 부하에 도달할 수 없으며 배터리 코어 온도는 섭씨 23도에 불과해 이를 충족할 수 없습니다. 전원 배터리 열 관리를 활성화하기 위한 요구 사항. 시스템의 고온 냉각 기능 활성화 임계값.

녹색 화살표: 조종석 에어컨 냉동 기능이 시작된 후 응축 파이프라인으로 연결되는 전기 에어컨 압축기의 온도가 섭씨 13.6도까지 떨어집니다.

흰색 화살표: 수냉판 제어 모듈의 표면 온도는 섭씨 23.5도

동시에 Tianmei ET5의 전면 동력실 재수화병의 표면 온도는 섭씨 41.6도이며 내부 냉각수 온도는 섭씨 23.5도로 유지됩니다. 섭씨 42~44도.

고속 충전 테스트 동안 Tianmei ET5의 유일한 재수화 병 세트는 전기 구동 시스템(충전 및 방전 시스템 포함)(빨간색 화살표)의 파이프라인에서 냉각수만 순환시켰으며, 열은 전원 배터리에서 관리 시스템 순환 파이프라인의 냉각수가 유입되지 않습니다.

파워 배터리의 충전 전류는 계속 오르지 않았음에도 불구하고 배터리 코어 온도는 섭씨 23도에서 35도까지 올라갔다. 이때 티안메이 ET5의 고온 방열 기능이 발휘됐다. 전원 배터리 열 관리 시스템이 활성화되고 수냉판 제어 모듈이 도입되었습니다. 전기 에어컨 압축기에서 출력되는 "저온 용량"이 도입되고 냉각된 냉각수가 전원 배터리 어셈블리로 "펌프"되어 냉각됩니다. 배터리 셀.

녹색 화살표: 조종석 에어컨 냉동 기능이 시작된 후 응축 파이프라인에 대한 전기 에어컨 압축기의 온도가 섭씨 8.6도까지 떨어집니다.

흰색 화살표: 수냉판 제어 모듈의 표면 온도는 섭씨 7도입니다

2020년에 판매되는 국내 브랜드의 주류 전기 자동차는 냉각수를 캐리어로 사용하는 단일 PTC 제어 모듈을 사용한다는 점에 유의해야 합니다. 배터리의 온도 예열 및 전기 객실 에어컨 및 난방 PTC 제어 모듈의 난방/예열 효율이 더 높습니다(에너지 절약 여부에 대한 결론은 평가 완료 후 내려집니다).

Tianmei ET5의 단일 PTC 제어 모듈 기술은 냉각수를 캐리어로 사용하여 "3방향" 밸브 본체 세트를 통해 가열된 냉각수를 제어하거나 난방을 위해 조종석 에어컨 시스템으로 흐르거나 셀의 저온 예열을 위한 전원 배터리 내부.

빨간색 화살표: PTC 제어 모듈에서 "3방향" 밸브 본체까지의 파이프라인

파란색 화살표: "3방향" 밸브 본체

노란색 화살표: 조종석 에어컨 파이프라인에 대한 "3방향" 밸브 본체

흰색 화살표: 전원 배터리 파이프라인에 대한 "3방향" 밸브 본체

저온 충전 조건에서 Tianmei ET5 충전 파일의 전력은 PTC 제어 모듈을 활성화하여 냉각수를 가열하고 전원 배터리를 저온에서 예열하는 데 사용됩니다. 이때 조종석 에어컨 히터가 켜지면 "3방향" 밸브 본체가 가열된 냉각수를 조종석 에어컨과 전원 배터리로 전달합니다. 동력 배터리의 저온 예열에 필요한 최대 냉각수 온도는 섭씨 20도를 넘지 않기 때문에(보통 15도로 설정) 조종석 에어컨 난방에 필요한 냉각수 온도는 70도 이상에 이를 수 있다.

따라서 온도 조절 기능이 없는 '3방향' 밸브 본체는 파워 배터리 순환 파이프라인으로의 냉각수 흐름을 보다 정확하게 제어할 수 있으며 흐름을 줄여 온도를 충족시키는 기술적 요구 사항을 달성했습니다. .

Tianmei ET5 전기 SUV에 사용되는 냉각수 리필병 세트 설정을 위해 전기 구동 시스템 순환 파이프라인과 전원 배터리 열 관리 순환 파이프라인을 나타내며 냉각수 요구 사항을 충족해야 합니다. 온도 값을 달리하여 시스템 신뢰성을 향상시키기 위해 파이프라인 수를 늘리지 않고도 지난 수년간 신에너지 상용차 응용 분야와 핵심 기술 연구 개발에서 Tianmei와 Kaiwo 브랜드의 포괄적인 하드 파워를 강조합니다.

3. Tianmei ET5 전원 배터리의 안전성:

Tianmei ET5 전기 SUV에 탑재된 '3-in-1' 충전 및 분배 시스템 어셈블리 및 기타 Kaiwo 브랜드 모델 "X-in-1" 충전 및 방전 시스템 조립, 전기 구동 제어 조립 및 전원 배터리(BMS 시스템 포함)는 모두 난징에 있는 Kaiwo 그룹 중앙 연구소에서 개발 및 대량 생산됩니다. 전원 배터리 시스템은 Wo Group의 자회사인 Chuangyuan Tiandi Power Technology Co., Ltd.에서 제조한 Kaiwo Group에서 제조되었습니다.

카이워 자동차 중앙연구소는 주로 다양한 유형의 배터리 셀, 파워 배터리 어셈블리, 다중 전략을 갖춘 열 관리 시스템, 연료 전지 시스템, 전기 구동 및 하이브리드 다단 변속기를 분석하는데 필요한 모든 기술 지원을 제공합니다. 시스템의 사전 연구, 개발 및 대량 생산. 현재 Nanjing Chuangyuan Battery의 모든 전력 배터리 제품은 개발 및 설계부터 제품 테스트 및 인증, 제품 최종화 및 대량 생산 설계에 이르기까지 Nanjing Chuangyuan R&D 팀과 중앙 연구소에서 종합적으로 검토하고 검증하여 다음을 보장합니다. 제품의 품질이 우수합니다. 전기 버스용 전원 배터리의 가장 중요한 개발 방향인 Kaiwo Automotive Central Research Institute는 Nanjing Chuangyuan 배터리 기술팀과 함께 항상 업계 수준에서 다양한 유형의 배터리 및 배터리에 대한 최첨단 예측과 연구 개발을 수행해 왔습니다. 전원 배터리 솔루션, 고객에게 고품질 전원 배터리 시스템 솔루션을 제공합니다.

위 사진은 카이워 자동차가 중앙학원 Sinica 공공 기술 서비스 플랫폼에 구축한 파워 배터리 급속 온도 변화 환경 챔버와 배터리 셀 테스트 시스템을 보여준다.

파란색 화살표: 소프트 포장된 3원계 리튬 배터리는 정상 온도 충전 및 방전 주기에 대해 테스트되고 있습니다.

노란색 화살표: 18650 3원소 리튬 배터리는 정상 온도 충전 및 방전 주기에 대해 테스트되고 있습니다. 방전 주기

빨간색 화살표: 사각 삼원계 리튬 배터리의 충방전 주기 테스트가 시뮬레이션된 고온 환경(전원 배터리 급속 온도 변화 환경 챔버)에서 수행되고 있습니다.

카이워 자동차 중앙연구소는 주로 다양한 유형의 자동차를 테스트합니다. 배터리 셀, 파워 배터리 어셈블리, 다중 전략을 갖춘 열 관리 시스템, 연료 전지 시스템, 전기 구동 및 전기 구동 장치의 사전 연구, 개발 및 대량 생산에 필요한 모든 기술 지원을 제공합니다. 하이브리드 다중 속도 변속기 및 기타 하위 시스템.

원통형 18650 삼원리튬 배터리는 크게 니켈 코발트 알루미늄과 니켈 코발트 망간 두 가지로 분류되는데, 전자는 테슬라 모델 S 모델 X와 모델 3에 사용되고, 후자는 테슬라 모델 S에 사용된다. Model X 및 Model 3. 국내 저가형 및 기타 비주류 전기 자동차. 우리 모두 알고 있듯이 18650 및 21700 원통형 삼원계 리튬 배터리 시스템이 장착된 모든 Tesla 모델에서 전 세계적으로 약 60건의 화재, 연소 및 폭발 사고가 발생했습니다.

펑크 테스트 후 원통형 18650 삼원리튬 배터리는 폭발하지 않았지만 탄 흔적이 매우 뚜렷했습니다. 원통형 18650 유형 또는 21700 유형 삼원 리튬 배터리의 경우 벤치 시뮬레이션 전체 수명 주기 충전 및 방전 감쇠 테스트를 수행하면 제조업체가 전원 배터리에 대한 엄격하고 완전한 열 관리 제어 전략을 지정하는 데 도움이 됩니다. 그러나 본질적인 보안 부족은 이후의 "소프트웨어" 제어를 통해 보완될 수 없습니다.

카이워는 소프트팩 삼원리튬 배터리 선정을 위해 이르면 2014년 초 안전성 및 제어 테스트를 진행했다. 정사각형 삼원계 리튬 배터리의 에너지 밀도가 소프트 포장 삼원계 리튬 배터리의 에너지 밀도보다 낮아지기 전에 보다 완벽한 온도 관리 조치를 통해 파워 배터리 어셈블리의 에너지 밀도를 효과적으로 향상시키거나 항속 거리를 늘릴 수 있습니다. 무게가 줄어들 수 있습니다.

빨간색 화살표: 사각 삼원리 리튬 배터리

노란색 화살표: 소프트 포장된 삼원리 리튬 배터리

Kaiwo 그룹 연구소는 2020년까지 승용차 및 전기 트럭 분야에서 우리는 3세대 온보드 전원 배터리 솔루션을 개발했습니다. 1세대 배터리 시스템(위 사진 참조)은 공냉식 방열 및 전기 가열 제어 전략을 기반으로 합니다. 여름 기온이 높지 않은 중국 북부의 도시와 마을에서 주로 사용됩니다.

2세대 전원 배터리 솔루션은 각형 삼원리튬 배터리(모듈)를 기반으로 순환 파이프라인(냉각수)과 온도 조절 시스템을 내장한 스틸/알루미늄 배터리 박스다. 2세대 파워 배터리 시스템 연구개발이 3세대 배터리 기술 개발과 겹치고, 텐지 ET5 전기 SUV 프로젝트 승인과 결합해 2세대 배터리 기술을 승용차에 이전하게 되며, 새로운 3세대 배터리 기술이 상용차에 사용될 것입니다.

빨간색 화살표 : 2세대 전원 배터리 박스 전면에 설정된 냉각수 입구 및 출구

노란색 화살표 : 3세대 올 알루미늄 박스 일체형 수냉식 내부 배터리 액체 냉각판

위 사진은 카이워 전기버스에 널리 사용되고 있는 3세대 올 알루미늄 박스 일체형 액체 냉각 배터리를 클로즈업한 모습이다. 알루미늄 합금 배터리 박스(하단)에 액체 냉각판을 직접 일체화하는 이 기술은 냉각수 배관 파열로 인한 합선 등 안전사고를 직접 방지하고, 구조를 단순화해 무게를 줄인다. 안전 요구 사항이 더 높은 전기 버스(버스)의 경우 모듈식, 경량, 엄격한 열 관리 보호 기능을 갖춘 전원 배터리 시스템이 2020년 중국 전기 버스의 필수 산업 표준이 되지 않았습니다.

저자가 할 말이 있다:

Tianmei ET5 전기 SUV에는 2세대 수냉식 배터리와 동일한 승용차에 적합한 파워 배터리 기술이 탑재되어 있다. Kaiwo 시리즈 전기 버스에 사용된 기술 3 1세대 전체 알루미늄 박스 일체형 수냉식 배터리 기술은 기술적 교차점이 너무 많아 2년 이상 단말기 시장에 실질적으로 적용되었습니다.

Weilai, Ideal, WM Motor 등 신차 제조 세력과 달리 Tianmei ET5의 첫 번째 모델에 도입된 전기 구동 기술, 파워 배터리 및 제어 전략은 완전히 새로운 것은 아닙니다. 다양한 모델의 장기적인 최종 시장 신뢰성.

물론 새로운 차량 모델 플랫폼에 통합된 성숙한 하위 시스템이 더 나은 신뢰성을 보장하는지 여부는 후속 시장 성과에 달려 있습니다.

신에너지지능분석네트워크 평가단 작성

본 글은 오토홈 처자하오 작성자의 글이며, 오토홈의 견해나 입장을 대변하지 않습니다.