关注电动汽车(EV)能效水平

——2020年11月20日 风丘科技

前言:电动汽车(EV)近些年发展迅猛,已被汽车业内普遍认为是未来汽车发展的新方向,但是现如今电动汽车仍然存在一些短板,导致其还无法替代传统燃油车,首先想到的肯定就是电动车的续航问题。其实解决电动车续航问题主要需要在两个方面改进:能量密度更高的电池,功耗更低(效率更高)的用电负载。更高能量密度的电池的研发与应用任重道远,因此当下对电动车整车和各系统的功耗和效率进行有效的测试与评估,是提升电动汽车续航能力的主要途径,能量流测试的概念也就孕育而生了。


| EV能量流路径分析

能量流就是整车能量的传递路径,以及在传递过程中的传递效率和能耗情况。专业的能量流测试,有助于明确整车以及各系统的能耗以及能量转化效率,有针对性的改进设计,提高能效水平。

电动汽车(EV)在制动工况时存在特殊的能量回收机制,因此可将整车的主要能量流分为充电-行驶工况能量流和制动工况能量流。

从外接充电到行驶,电动汽车主要电能依次流经:外部充电设备→车载充电机OBC→电池包→交直流逆变器→电机电控→车轮,能量流详解见图1:


图1 充电-行驶过程中的能量流传递路径

如果在制动工况能量回收,主要电能能量流则由车轮再回到电池包:车轮→电机电控→交直流逆变器→电池包,能量流详解见图2:


图2 能量回收过程能量流传输路径

由此可以看出每一处都会有能量的损失(大多以热能散发掉),每个车型在同一处的能耗又是不一样的,这样整车的能效差异就出来了。


| 解析BV能量流测试 

电动汽车(EV)从整车用电系统类别上看,主要分为高压系统,低压系统。高压系统主要为:(1)电驱动系统:驱动电机/电机控制器(MCU)(2)供电系统:电池包/车载充电机(OBC)(3)其他高压负载:空调(AC)/加热器(PTC)/高压配电盒(PDU)/DCDC等;低压系统主要包括12V电源、风扇、水泵、BMS、仪表等:


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图3 EV整车电气结构

根据以上的电动汽车的整车电气结构分析,可整理出能量流测试的主要测试需求

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测试简述:车辆运行过程中,全程采集车速、油门/制动踏板信号、电池电流、电池电压、电池温度、电机输出转速、电机输出转矩;整车主要部件(包括电机控制器、空调系统、DCDC等)的工作电流、电压数据。


| 专业的测试设备与方案 

风丘科技携手德国IPETRONIK为电动汽车客户提供专业的能量流测试设备与方案:包括高低压系统的电压与电流信号测试、高低压系统的温度信号测试、专业充电设备测试、总线数据采集以及专业的汽车测量软件及后处理分析软件。IPETRONIK数据采集设备具有精度高、安全性高以及可靠性高的优势外,还具备灵活的安装拓展、标准化(可订制化)接口等优势,全面适应不同车型的能量流测试需要。

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图4 高压电压/电流测量模块


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图5 标准接口高压分流计


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图6 低压系统测量设备


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图7 专业汽车测量软件



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