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解讀威馬第二代熱管理系統:柴油加熱讓冬季續航增程20%

新能源車一直沒有被廣大消費者快速接受的很重要的原因之一就是續航里程,其根本原因不在電機效率不在重量而是源于電池的瓶頸。從目前來看,電池技術暫時很難一蹴而就在短時間內有質的飛躍,因此各大廠家都在細節方面對其做優化。
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手機大家都用過,在寒冷的北方生活的朋友一定碰見過這樣的狀況,當在氣溫較低的環境下使用手機時會自動關機,關機的絕大多數原因都是因為電池覺得太冷了需要“暖寶寶”來暖和一下,電動車的電池會面臨同樣的問題。
電池的生活習性
在了解威馬第二代熱管理系統之前,先給大家做個小科普——電池在什么條件下才會覺得最舒服?其實電池和人一樣,25 度上下時是“最舒服”也最有活力的。電動汽車的電池在 10-50 度之間都可以工作,但超過這個溫度范圍它就會“give u some colour to see see”。
電池包整體1.jpg電池包整體結構
當溫度超過 60°C 時,電解液溫度過高,其活性物質膨脹松軟會產生脫落,對電池造成不可逆的損壞,因此電控系統會采用限制輸入輸出功率以及風冷或液冷的方式對其散熱,在散熱失效等極端條件下會導致電路短路,有引發起火的風險,很多電動汽車自燃就是因為熱管理系統誤判或者在使用上有一定的失誤。
電芯模組1.jpg電芯模組
當環境溫度低于 -5°C 時,石墨負極的動力學特性變差,在充電的過程中負極的電化學極化明顯加劇,很容易導致負極表面析出金屬鋰。此時電控系統會對齊進行保護,不能進行充電。如果北方使用,必須要買帶電池加熱系統的車輛,待電池加熱到工作溫度以后再進行充電。
來自威馬不一樣的“暖寶寶”
為了讓電動車能在寒冷的北方城市正常工作,大多數廠商都選擇了通過消耗電池里的電量來為電池“保溫”,與壓縮機制冷不同,制熱所消耗的能量比壓縮機制冷消耗的要多,加上氣溫低電池活性相對偏差,續航里程就會大打折扣。本來就不算多的續航里程就顯得捉襟見肘,充電時間也會被大大延長。
威馬第二代熱管理技術模具2.jpeg
威馬用了另一種方式為電池加熱——選裝電加溫和柴油加溫系統。其實所謂的柴油加溫系統可以簡單理解為家中用的天然氣熱水器,通過燃燒燃料對管路內的液體進行加熱。進一步實現電池包在 -30℃~50℃ 不同環境溫度區間的高適應和高穩定性,確保電池不管是在放電還是充電過程中,都保持在最佳溫度區間,達成全天候電池包恒溫熱管理。
威馬第二代熱管理技術模具4.jpeg

第二代熱管理系統有何變化?

最新熱管理系統最主要的變化在于采用外部熱源同時對電池包和座艙進行加熱,在-7℃的環境中,車輛靜置13小時,空調溫度開至最大,當車內溫度達到21℃時,將空調設置為溫度23℃,以此標準下測得空調對電池的消耗量由14.53kWh下降至1.29kWh,把柴油產生的熱量導入駕駛艙的方式有效降低了空調對電池的消耗,從而顯著的提升了冬季續航表現。


使用柴油加熱的好處顯而易見,無論是再低的氣溫,都會最大程度上減少使用電池的電量來為電池加熱,該系統采用外部熱源同時對電池包和座艙進行加熱,通過減少空調電耗,使冬季續航增程 20%。據廠家透露,一箱柴油可供加熱使用大概 20 天左右,當然在沒有加注柴油時仍然可通過傳統電加熱的方式保證車輛的正常行駛。

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威馬汽車熱管理策略聚焦對電芯溫度的智能化、精準管理,通過獨立液冷設計、PTC 電加溫系統、零下 30℃ 極地加溫系統(柴油加溫),以及全新基于柴油加溫的空調制熱回路設計,可以在不同的溫度區間自主開啟加溫與冷卻功能,實現全天候電池包恒溫熱管理。


目前國內市場,長續航版的車型包括寶馬插混版X1、廣汽Aion S、幾何A、蔚來ES6、小鵬P7、合眾U、金康SF5等,都在使用寧德時代提供的811電芯。核心差異在于有些企業購買的是寧德整包好的產品,而威馬因為自有電池包生產線,因此只采購電芯,整包工作自主完成。威馬汽車熱管理 2.0 系統,目前已經在 EX5 520 車型上開始使用,同時在即將上市的 EX6 上面也會搭載。

獲 66 項高標準測試認證
在了解第二代熱管理系統之后,我們還參觀了威馬的加工車間。除了高規格的軟硬件水平,還需要高標準的制造工藝作為基礎,而這一方面,往往是容易為消費者所忽視的,尤其是冬季寒冷惡劣的環境,更是放大了電池包作為核心零部件,其品質對整體用車體驗以及安全性的影響。
高分子涂層1.jpg高分子圖層
高強度鋼殼體及加強筋結構2.jpg高強度鋼殼體及加強筋結構
電芯溫度傳感器2.jpg電芯溫度傳感器
鋁制水冷板及導熱硅脂材料1.jpg鋁制水冷板及導熱硅脂材料
全球領先的電池包平臺化技術,兼容國內主流電池供應商生產的 VDA(德國汽車工業聯合會)方形電芯模組,這種自主定制化電池管理方案,在確保電池安全、可靠以及高續航能力的同時,能夠大幅提升產品迭代能力。
羅杰斯密封墊2.jpg羅杰斯密封墊
BMS.jpgBMS是電池管理系統(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)
電池質量及容量抽檢3.jpeg電池質量及容量抽檢
MSD開關.jpgMSD(Manual Service Disconnect)開關
針對用戶最為關心的電池安全問題,威馬汽車從工藝水準到生產、質檢流程,始終遵循最高標準,全面保障電池安全性能。在結構、材料、工藝方面,威馬電池包箱體使用 DP780 高強度鋼并經過橫縱向加強筋結構設計,連同殼體內部多緩沖區設計、電芯模組鋁制中空外保護設計,以及電池包底部高分子涂層工藝,構成四大物理防沖擊保護。在生產和質檢流程中,通過全自動 AGV 流水線操作,每一個工位都設置組裝和質檢人員,對每一個電池包的生產進行全流程管控。電池包組裝完成后,還要經過多達 21 項全檢和 2 項抽檢,只有 100% 通過所有嚴苛檢測的電池包才能順利下線。

編輯總結 /

威馬電池包的安全性能已獲得包含 16 項國家標準在內的 66 項高標準測試認證。其中參照全世界最嚴格的國標對電池包進行的過充電保護、高海拔、短路保護等測試中,威馬汽車均一次性通過,并且多項測試成績遠超國標。對于用戶,威馬汽車電池包16萬公里衰減實測 <5%、業內率先實施電池終身質保,以及作為造車新勢力首批斬獲 C-NCAP 五星安全認證,則是威馬汽車給予的最佳答案。
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