近年來我國新能源汽車市場持續爆發式增長,新能源汽車保有量持續提升。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協同動力系統控制、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聯技術可以將傳統的整車熱管理拓展到基于車-路-云協同的整車大能量管理,進行整車級能量管理優化。
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、熱管理系統和低壓電網管理系統的多個系統和零部件,如圖1所示。當前車輛上各個系統的控制相對獨立。動力系統負責整車驅動、充電、電能管理等功能;熱管理系統滿足乘客艙舒適性及零部件保護的需求;低壓電網管理系統負責控制器、低壓部件的供電。為了應對高能效、寬溫域、全場景的功能需求,整車能量管理系統需要從全局或全程的角度,綜合考慮用戶的需求,實現多個系統的協同優化。
圖1 整車層級的能量管理優化
02整車能量管理系統能力
如圖2所示,整車能量管理的優化,需要從需求、控制和執行端進行全面的系統優化。
需求端:整車能量管理系統需與智能網聯技術結合,實現車-路-云協同,引入道路信息、天氣信息、車輛信息、用戶行為等信息進行全局或全程信息的預測和場景的識別。
控制端:基于全局或全程的預測信息和使用場景,整車能量管理系統需統籌考慮動力系統、熱管理系統等多個系統的全局效率,綜合動力性能、舒適性、充電體驗等其他的用車需求,對多個系統進行協同控制。
執行端:基于跨域協同控制指令,各個執行器需高效執行整車能量的分配策略。
因此,整車能量管理系統需要具備系統需求整合、跨域協同控制、零部件開發全棧式開發能力。
聯合電子基于成熟的整車及發動機控制系統開發經驗,耦合高效的新能源電驅產品,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能力。
整車層級:
聯合電子基于成熟的整車控制系統、大數據服務開發經驗,可獨立進行整車能耗的評估及優化、整車能量流仿真/測試分析及基于大數據的整車能量管理先進功能開發。
系統層級:
聯合電子立足多年的熱管理系統開發經驗,將系統仿真及“焓熵”試驗相結合,全面地進行熱管理系統性能集成及優化、熱管理系統控制策略開發及標定。
子系統層級:
聯合電子基于成熟的多合一能量管理控制系統開發經驗,創新地將AI與產品設計相結合,實現熱管理集成模塊、熱管理控制系統、跨域多合一系統的協同開發。
零部件層級:
聯合電子基于先進的發動機零部件(閥、水泵等)自主開發經驗,拓展開發熱管理多通閥、三通閥等閥類產品,做到執行器層面的全面覆蓋。
圖3 整車能量管理系統全棧開發能力
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,聯合電子基于-7°C下的實車測試結果,詳細分析了行車過程的能量分布情況,包含電能、機械能、熱能的轉化及各熱管理零部件的能耗占比分析。基于該整車能量流分析,可以幫助整車廠掌握每一度電的去向,支持整車廠優化整車能量管理控制策略,并進行整車能量管理系統設計、變形開發及優化,最終實現整車能耗的降低。
圖4 整車能量流分析
聯合電子還具備整車能量管理控制算法和驅動融合集成開發的能力。
不同于傳統的動力和熱管理系統分開獨立控制,聯合電子開發的能量及熱管理控制單元,以整車能量管理為目標,實現了整車能量管理控制算法和驅動融合集成,并采用動力系統和熱管理系統深度耦合的系統軟件架構,根據不同用戶場景兼顧能耗性能體驗,開發整車能量管理先進功能,實現按需用好每一度電。
聯合電子開發的能量管理先進功能如圖5所示,包含預測性混動能量分配、充電樁規劃、預測性能量管理、預測性能量回收等,涵蓋了用戶充電場景、用車場景的全覆蓋。
圖5 能量管理先進功能
聯合電子依靠豐富新能源產品,結合動力系統和熱管理系統開發經驗、大數據服務業務,發揮多產品、跨領域的優勢,通過整車能量管理系統優化,可以從以下三方面助力客戶提升產品核心競爭力。
效率提升:
精準用電,續航與體驗雙優化
全場景適應性與能耗控制
高低溫環境適配:通過熱管理系統,確保車輛在-30℃至50℃等極端溫度下,電機、電池性能穩定。
多場景能量分配:根據城市通勤、高速行駛、爬坡等不同工況,動態調整發動機、電機功率等。基于導航的未來路況信息,以及云端學習的出行習慣,駕駛風格等信息,利用電池蓄能能力,優化電池電量(SOC)的使用區間,使發動機更工作在高效區,可節省6-10%的整車綜合能耗,提高續駛里程。
性能升級:
主動控制與系統級優化的雙重價值
高性能輸出與充電效率提升
動態維持部件最佳狀態:實時監測電池 SOC(荷電狀態)、電機溫度等參數,避免過充、過放或過熱,確保加速時電機持續高功率輸出。
快充時間縮短:通過充電功率動態調節,避免電池過熱,提升補能效率。
系統成本優化
通過能量管理算法優化,在保證保持高性能輸出的同時,同時進行優化拓撲、部件設計等,降低系統成本。
個性化體驗:
定制化需求與場景化服務
駕駛模式個性化定制
提供“經濟模式”、“運動模式”、“雪地模式”等多場景切換,用戶可根據需求調整能量分配策略。
智能交互與場景化服務
結合車聯網數據,和車輛運行數據統計,預判用戶需求:充電場景,可以調整電池熱管理,使車輛到達后,可快速充電;用車場景,可以根據高低溫長短途場景調整混動策略和熱管理,減少能耗,且實時顯示能耗明細,幫助用戶養成節能習慣。
通過對新能源車輛的整車能量管理系統優化,用戶不僅能獲得更經濟、便捷的用車體驗,還能在車輛性能與成本之間實現最優平衡,真正實現“每一度電都用在刀刃上”。
-
新能源汽車
+關注
關注
141文章
10995瀏覽量
102689 -
能量管理
+關注
關注
0文章
99瀏覽量
10510 -
動力系統
+關注
關注
1文章
303瀏覽量
21046
原文標題:應對高能效、寬溫域、全場景的全新挑戰 — 新能源汽車整車能量管理介紹
文章出處:【微信號:聯合電子,微信公眾號:聯合電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
評論