近年來我國新能源汽車市場持續(xù)爆發(fā)式增長,新能源汽車保有量持續(xù)提升。整車廠和終端用戶對新能源汽車在全溫度范圍的能耗、性能提出了更高的要求。
為了滿足新能源汽車高能效、寬溫域、全場景的功能需求:一方面,新能源汽車熱管理系統(tǒng)協(xié)同動力系統(tǒng)控制、高低壓電能管理,形成更全面的整車級能量管理;另一方面,利用新能源汽車的智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)可以將傳統(tǒng)的整車熱管理拓展到基于車-路-云協(xié)同的整車大能量管理,進(jìn)行整車級能量管理優(yōu)化。
01整車能量管理介紹
新能源汽車的整車能量管理涉及動力系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)和低壓電網(wǎng)管理系統(tǒng)的多個系統(tǒng)和零部件,如圖1所示。當(dāng)前車輛上各個系統(tǒng)的控制相對獨(dú)立。動力系統(tǒng)負(fù)責(zé)整車驅(qū)動、充電、電能管理等功能;熱管理系統(tǒng)滿足乘客艙舒適性及零部件保護(hù)的需求;低壓電網(wǎng)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制器、低壓部件的供電。為了應(yīng)對高能效、寬溫域、全場景的功能需求,整車能量管理系統(tǒng)需要從全局或全程的角度,綜合考慮用戶的需求,實現(xiàn)多個系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化。
圖1 整車層級的能量管理優(yōu)化
02整車能量管理系統(tǒng)能力
如圖2所示,整車能量管理的優(yōu)化,需要從需求、控制和執(zhí)行端進(jìn)行全面的系統(tǒng)優(yōu)化。
需求端:整車能量管理系統(tǒng)需與智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)結(jié)合,實現(xiàn)車-路-云協(xié)同,引入道路信息、天氣信息、車輛信息、用戶行為等信息進(jìn)行全局或全程信息的預(yù)測和場景的識別。
控制端:基于全局或全程的預(yù)測信息和使用場景,整車能量管理系統(tǒng)需統(tǒng)籌考慮動力系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的全局效率,綜合動力性能、舒適性、充電體驗等其他的用車需求,對多個系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。
執(zhí)行端:基于跨域協(xié)同控制指令,各個執(zhí)行器需高效執(zhí)行整車能量的分配策略。
因此,整車能量管理系統(tǒng)需要具備系統(tǒng)需求整合、跨域協(xié)同控制、零部件開發(fā)全棧式開發(fā)能力。
聯(lián)合電子基于成熟的整車及發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,耦合高效的新能源電驅(qū)產(chǎn)品,輔以靈活的熱管理集成模塊,搭建了覆蓋整車層級到零部件層級的全棧開發(fā)能力。
整車層級:
聯(lián)合電子基于成熟的整車控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)服務(wù)開發(fā)經(jīng)驗,可獨(dú)立進(jìn)行整車能耗的評估及優(yōu)化、整車能量流仿真/測試分析及基于大數(shù)據(jù)的整車能量管理先進(jìn)功能開發(fā)。
系統(tǒng)層級:
聯(lián)合電子立足多年的熱管理系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,將系統(tǒng)仿真及“焓熵”試驗相結(jié)合,全面地進(jìn)行熱管理系統(tǒng)性能集成及優(yōu)化、熱管理系統(tǒng)控制策略開發(fā)及標(biāo)定。
子系統(tǒng)層級:
聯(lián)合電子基于成熟的多合一能量管理控制系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,創(chuàng)新地將AI與產(chǎn)品設(shè)計相結(jié)合,實現(xiàn)熱管理集成模塊、熱管理控制系統(tǒng)、跨域多合一系統(tǒng)的協(xié)同開發(fā)。
零部件層級:
聯(lián)合電子基于先進(jìn)的發(fā)動機(jī)零部件(閥、水泵等)自主開發(fā)經(jīng)驗,拓展開發(fā)熱管理多通閥、三通閥等閥類產(chǎn)品,做到執(zhí)行器層面的全面覆蓋。
圖3 整車能量管理系統(tǒng)全棧開發(fā)能力
以整車級別的能量管理仿真(動力+熱管理)能力和整車能量流測試評估能力為例。
如圖4所示,聯(lián)合電子基于-7°C下的實車測試結(jié)果,詳細(xì)分析了行車過程的能量分布情況,包含電能、機(jī)械能、熱能的轉(zhuǎn)化及各熱管理零部件的能耗占比分析?;谠撜嚹芰苛鞣治?,可以幫助整車廠掌握每一度電的去向,支持整車廠優(yōu)化整車能量管理控制策略,并進(jìn)行整車能量管理系統(tǒng)設(shè)計、變形開發(fā)及優(yōu)化,最終實現(xiàn)整車能耗的降低。
圖4 整車能量流分析
聯(lián)合電子還具備整車能量管理控制算法和驅(qū)動融合集成開發(fā)的能力。
不同于傳統(tǒng)的動力和熱管理系統(tǒng)分開獨(dú)立控制,聯(lián)合電子開發(fā)的能量及熱管理控制單元,以整車能量管理為目標(biāo),實現(xiàn)了整車能量管理控制算法和驅(qū)動融合集成,并采用動力系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)深度耦合的系統(tǒng)軟件架構(gòu),根據(jù)不同用戶場景兼顧能耗性能體驗,開發(fā)整車能量管理先進(jìn)功能,實現(xiàn)按需用好每一度電。
聯(lián)合電子開發(fā)的能量管理先進(jìn)功能如圖5所示,包含預(yù)測性混動能量分配、充電樁規(guī)劃、預(yù)測性能量管理、預(yù)測性能量回收等,涵蓋了用戶充電場景、用車場景的全覆蓋。
圖5 能量管理先進(jìn)功能
聯(lián)合電子依靠豐富新能源產(chǎn)品,結(jié)合動力系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗、大數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù),發(fā)揮多產(chǎn)品、跨領(lǐng)域的優(yōu)勢,通過整車能量管理系統(tǒng)優(yōu)化,可以從以下三方面助力客戶提升產(chǎn)品核心競爭力。
效率提升:
精準(zhǔn)用電,續(xù)航與體驗雙優(yōu)化
全場景適應(yīng)性與能耗控制
高低溫環(huán)境適配:通過熱管理系統(tǒng),確保車輛在-30℃至50℃等極端溫度下,電機(jī)、電池性能穩(wěn)定。
多場景能量分配:根據(jù)城市通勤、高速行駛、爬坡等不同工況,動態(tài)調(diào)整發(fā)動機(jī)、電機(jī)功率等?;趯?dǎo)航的未來路況信息,以及云端學(xué)習(xí)的出行習(xí)慣,駕駛風(fēng)格等信息,利用電池蓄能能力,優(yōu)化電池電量(SOC)的使用區(qū)間,使發(fā)動機(jī)更工作在高效區(qū),可節(jié)省6-10%的整車綜合能耗,提高續(xù)駛里程。
性能升級:
主動控制與系統(tǒng)級優(yōu)化的雙重價值
高性能輸出與充電效率提升
動態(tài)維持部件最佳狀態(tài):實時監(jiān)測電池 SOC(荷電狀態(tài))、電機(jī)溫度等參數(shù),避免過充、過放或過熱,確保加速時電機(jī)持續(xù)高功率輸出。
快充時間縮短:通過充電功率動態(tài)調(diào)節(jié),避免電池過熱,提升補(bǔ)能效率。
系統(tǒng)成本優(yōu)化
通過能量管理算法優(yōu)化,在保證保持高性能輸出的同時,同時進(jìn)行優(yōu)化拓?fù)?、部件設(shè)計等,降低系統(tǒng)成本。
個性化體驗:
定制化需求與場景化服務(wù)
駕駛模式個性化定制
提供“經(jīng)濟(jì)模式”、“運(yùn)動模式”、“雪地模式”等多場景切換,用戶可根據(jù)需求調(diào)整能量分配策略。
智能交互與場景化服務(wù)
結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),和車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,預(yù)判用戶需求:充電場景,可以調(diào)整電池?zé)峁芾?,使車輛到達(dá)后,可快速充電;用車場景,可以根據(jù)高低溫長短途場景調(diào)整混動策略和熱管理,減少能耗,且實時顯示能耗明細(xì),幫助用戶養(yǎng)成節(jié)能習(xí)慣。
通過對新能源車輛的整車能量管理系統(tǒng)優(yōu)化,用戶不僅能獲得更經(jīng)濟(jì)、便捷的用車體驗,還能在車輛性能與成本之間實現(xiàn)最優(yōu)平衡,真正實現(xiàn)“每一度電都用在刀刃上”。
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原文標(biāo)題:應(yīng)對高能效、寬溫域、全場景的全新挑戰(zhàn) — 新能源汽車整車能量管理介紹
文章出處:【微信號:聯(lián)合電子,微信公眾號:聯(lián)合電子】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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