現(xiàn)代兩款汽車的低溫快充系統(tǒng)

在原有海外 CCS 的 50kW 不太明顯的低溫（分為電芯 -10 度以下和 10 度兩個(gè)不同的痛點(diǎn)）快充功率下降的問題，在 150/350kW 這一層級(jí)，由于功率折損的絕對(duì)數(shù)值差異過大，使得當(dāng)前這個(gè)問題就顯得特別明顯。海外的情況和國內(nèi)相似，由于國內(nèi)的情況每家企業(yè)本質(zhì)上面臨的瓶頸都差不多，而且在百人會(huì)的信息來看也是希望以電芯自加熱的辦法來走，除開這個(gè)路徑以外其他系統(tǒng)提升辦法，我們看一下現(xiàn)代的 Kona 和 I-pace 兩款車。

1. KONA 的快充溫度設(shè)置

KONA EV 在考慮這個(gè)問題的時(shí)候，分為兩個(gè)版本，電池系統(tǒng)帶有獨(dú)立的 PTC 和不帶 PTC 的兩種配置，前者主要面向于加拿大和歐洲比較寒冷的地區(qū)，配置了特殊的加熱模式。

?

圖 1 KONA 的電池加熱系統(tǒng)

這個(gè) PTC 的功率為 2kW，設(shè)置的模式為：

1）-4 度開啟：開始開啟專用的 PTC

2）15 度關(guān)閉：在這個(gè)點(diǎn)開始讓電芯的功率提升至 45kW 以上，靠自發(fā)熱帶動(dòng)快充功率提升?

在與電芯溫度的最小值的功率劃分里面，小于 0 度限制在 5kW 左右，0-5 度提升到 10kW，5-15 度為 45kW，20 度以上基本進(jìn)入全功率階段，根據(jù)充電樁的差異來調(diào)整充電電流。當(dāng)然這個(gè)是 MY2019 的參數(shù)設(shè)置，在 2020 的版本會(huì)進(jìn)一步提升。

?

圖 2 KONA 的溫度閾值設(shè)置

2.I-pace 的主動(dòng)加熱模式

在 I-pace 的設(shè)計(jì)中，有專門關(guān)于電池主動(dòng)加熱的設(shè)計(jì)，由于這個(gè)設(shè)置量程實(shí)際的運(yùn)行溫度在小于 14 度的時(shí)候打開，所以原則上整個(gè)熱管理系統(tǒng)對(duì)于電池溫度的管理被放到了一個(gè)很容易開啟的位置。在目前的設(shè)計(jì)中，I-pace 在去充電前，其實(shí)這個(gè)電池是不加熱的，需要進(jìn)入充電模式才開始進(jìn)入。備注：現(xiàn)有的數(shù)據(jù)是在加拿大，-5 度的環(huán)境溫度，從 40%-90%，60 分鐘；-18 度的環(huán)境溫度，從 20%-90%大約 90 分鐘；低溫對(duì) I-pace 的影響也不小，用于這車的數(shù)據(jù)比較少，總體來說時(shí)間也比較長。

主動(dòng)加熱的模式是由 BMS 打開的，BMS 會(huì)激活電池系統(tǒng)回路電動(dòng)冷卻液泵，閉合電磁閥以后冷卻液回路就能在內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)；然后請(qǐng)求 HVAC 系統(tǒng)激活座艙冷卻液電磁閥，允許加熱的座艙回路冷卻液流至高壓電池熱交換器，并且閉合 PTC 加熱器加熱冷卻液，靠一個(gè)交換器來轉(zhuǎn)移座艙回路冷卻液中的熱量，這個(gè)加熱模式的中止條件是電池冷卻液回路達(dá)到 17℃

圖 3 I-pace 的電池加熱設(shè)計(jì)

3. 軟包的一些電動(dòng)汽車快充功率

這里有個(gè)很重要的問題是基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)和車型充電能力的匹配問題，如下圖所示，由于 2019 年以來大量的 150/175kW 快充樁被建起來，原有續(xù)航較長的車輛都被拉到最新的樁上進(jìn)行測(cè)試。由于這些高功率的充電樁為了提高運(yùn)營效率，都是按照占用時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)，消費(fèi)者對(duì)于一定充電時(shí)間充入多少能量就很在乎。備注：在低溫下，由于有一個(gè)電池的加熱過程，所以加熱的速率和起點(diǎn)很重要，未來如果確認(rèn)車主是去找充電樁的，普遍的加熱策略在行駛的時(shí)候就要開啟了，以節(jié)約車主在真正等候充電的時(shí)間，在溫度的閾值上也會(huì)進(jìn)一步調(diào)整

圖 4 海外軟包電池的能量和快充功率

如下圖所示，越是快充功率高的，在低溫下的功率降額就越明顯?，F(xiàn)代的兩款車，Kona 和 Ioniq 是屬于想要努力往更高功率去靠近的，所以我們根據(jù)現(xiàn)有的策略來進(jìn)行比對(duì)一下

圖 5 軟包電芯的快充曲線合集

小結(jié)：找不同溫度的數(shù)據(jù)并不容易，特別是有些車在 Github 上沒有 CAN 的解析庫，所以沒有電池溫度作為參考量，很多數(shù)據(jù)沒辦法比，目前電芯開發(fā)不會(huì)以低溫快充這個(gè)特性作為重要的點(diǎn)，所有的任務(wù)都交給了系統(tǒng)層面來解決。