AVL 800V样车Coup-e的开发
在保时捷800V的Taycan面世之前,AVL在2013年曾基于奔驰CLC 180改装过一辆800V平台的纯电动汽车,作为对BEV技术探索和展示之用。
Coup-e共有3个电压平台,800V(电池包及其充电器、电机电控),300V(PTC加热器和空调),以及12V低压设备。
电池包总电量为27.6kWh,比能为108Wh/kg,采用1P180S的成组方案,共15个模组,每个模组12个电芯,电芯为41Ah,3.75V。
对于能耗的计算和测试,通常不同法规测试条件下的能量消耗是不同的,Coup-e主要对NEDC条件下和美国FTP75高速行驶条件下的能量需求进行了测算。
NEDC测试起始SOC为76%,电压为725V;测试结束后,SOC为67%,电压为713V。测试的结果如下:
粉色实线为能效,绿色实线为功率,蓝色虚线为速度,红色虚线为耗损的能量,淡青色为再生能量。
整个测试行驶的里程为11km,所用的总电量为1.6kWh,能耗大约为14.5kWh/100km;制动生电0.23kWh,占总耗电量的12%。
对于加速性能的计算,测算了百公里加速时间,100到140km/h加速时间,以及电池包在此期间的电压电流变化。如下。
上图中蓝色实线为速度,绿色虚线为电机扭矩,粉色虚线为电池系统电压,红色虚线为电池系统电流值。可以看出:
百公里加速时间为6.1秒,100到140km/h加速时间为4.2秒;
加速启动时的电压为708V,电流上限值为300A,整个加速过程电压降低了58V;
在这个测试过程中测得电池包的内阻为0.15欧姆。
Coup-e采用液冷系统对整车的主要高压部件进行温度控制,前文第1个图可知,电池包中也会对bus bar进行冷却,整车的冷却电路原理图如下:
为对整车的热管理性能进行评估,以电池包160kW(直流240A)功率恒定输出,持续约30秒,起始SOC为93.25 %,结束时为89.25 %。各参数的曲线如下:
上图中绿色实线为电压,粉色实线为电流,蓝色虚线为速度。
图中红色实线为功率,淡青色实线为电池包最大温度,粉色虚线为电池包最小温度,绿色虚线为逆变器温度,蓝色虚线为速度。
可以看出,电池包的温差维持在4°C左右;在达到160kW(6C放电倍率)输出的20秒内,温度上升了2°C;IGBT的基板在最初的7秒内温度由25°C上升到45°C,在剩余时间内基本保持。评估来看,液冷系统可以达到设计的要求。
AVL在这个项目中积累了不少的BEV开发技术,尤其是800V平台,其优势之一就是减少电流从而减少对电连接件载流面积的要求,轻量化和减少散热量效果明显。不过,需要处理3个电压平台的问题,方案要相对复杂。