动力蓄电池系统控制策略研究论文

天美汽车是开沃新能源汽车集团旗下的全资子公司，其量产的首款车型天美ET5电动SUV，整车长宽高4698x1980x1696mm，轴距为2800mm；搭载1套最高转速15500转/分、最大输出功率150千瓦的“3合1”电驱动总成。最高配的天美ET5整车自重吨、动力电池总成能量密度为170wh/kg、装载电量度电、NEDC续航里程520公里；根据配置不同天美ET5共分为4个不同车型，但是全部车系搭载的动力电池系统全部标配独特的高温散热和低温预热功能。天美ET5电动SUV在智能驾驶方面可以实现ACC全速域自适应巡航、车道保持等L2级辅助驾驶功能。

新能源情报分析网，就天美ET5独特的电池技术，源自母公司制造的开沃系电动客车标配的的以安全为研发牵引点，第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的内在关联深度研判。

1、天美ET5基础配置介绍：

轴距2800mm的天美ET5电动SUV原本设计为7座车型，经过调研改为大5座车型，这就为后排乘员提供相当充沛的腿部与头部空间。接近2000mm的整车宽度，完全体现在前排正副驾驶员座椅舒适性与后排座椅的宽度，且后排乘坐3个成年男人不会感到拥挤。

另外，2800mm的轴距在带来的空间优势和乘坐舒适性同时，为车身焊接底部悬置的动力电池提供更宽泛的布设区域，换来的事更多的装载电量与更稳定的续航里程。

横向贯穿整个仪表台的饰板与空调出风口组件营造出阶梯型的空间错落感，横置的中央显示屏提供全车全部分系统的控制与显示功能（不包括外后视镜调节功能），下端的开关控制组件为驾驶员在行车中控制空调与音响（也可以在多功能方向盘进行设定）提供更多的便利性和安全性。

天美ET5具备L2级智能驾驶控制能力，可以由驾驶员激活/关闭车道偏离和车道保持等关键功能选项。尤为重要的是，天美ET5的能量回收级别，仍然可以由驾驶员在20%-100%区间任意调节设定。另外，涉及充放电的设定选项中，还具备电池深度放电与充电保温功能。

天美ET5电动SUV标配的电池深度放电功能，对日常习惯快充的车辆，让各个电芯全部放电至一个较低的SOC值后重新充值满电，有助于稳定动力电池内各个电芯健康水平。而电池慢充保护模式的设定，仍然是为了在慢充工况让全部电芯的SOC值保持均衡，有效稳定电池安全状态。

这台装载电量度电的高配天美ET5电动SUV的驾驶员用显示屏，可以输出行车速度、续航里程、最大功率、动力电池SOC值以及百公里顺势电耗等关键数据。

2、天美ET5电驱动技术状态：

上图为天美ET5前置动力舱各分系统细节状态特写。

红色箭头：“3合1”充配电系统总成（集成OBC\DCDC\PDU）

蓝色箭头：最大输出功率为7千瓦的PTC控制模组

黄色箭头：伺服动力电池热管理系统低温预热功能的水冷板控制模组

绿色箭头：电驱动系统与动力电池热管理系统共用的冷却液补液壶

白色箭头：电液一体化的iBoost制动总泵

拆除前部动力舱防尘罩，可以看到天美ET5的电驱动系统、整车控制系统以及附属的动力电池热管理分系统。需要确定的是，作为天美品牌第一款电动车型，天美ET5动力舱诸多分系统布设有些凌乱。但是，连接各个分系统的冷却管路铺设结构十分清晰。除了3组必要的不同功率电子水泵，全车只有2组“3通”阀体。

黄色箭头：“3合1”充配电系统总成

红色箭头：整车控制系统

天美ET5电动SUV的整车控制系统以及集成了OBC\DCDC\PDU的“3合1”充配电系统，全部由开沃集团中央研究院自行开发和量产。作为天美上级单位，开沃集团制造的多款在售的电动公交车、电动旅游车以及电动卡车，都装配了由开沃集团中央研究院研发的“X合1”充配电系统总成以及整车控制系统。相对电动客车与电动卡车所需要的更大功率的管控需求，天美ET5电动SUV的“3合1”充配电系统技术表现区域稳妥。

在天美ET5的前至动力舱内，只设定1组以冷却液为载体、最大功率7千瓦的PTC控制模组，用于驾驶舱空调制热和动力电池低温预热功能需求。相对北京奔驰EQC、一汽奥迪eTron和上汽通用别克微蓝420等合资品牌电动汽车，采用2组冷却液为载体、不同功率PTC控制模组的技术架构，天美ET5的控制方式更简单。

上图为天美ET5电动SUV前至动力舱防火墙设定的1组水冷板控制模组技术状态特写。在整套动力电池热管理控制系统中，水冷板控制模组、PTC控制模组、电子水泵以及动力电池，串联成1组管路并通过被加热或制冷的冷却液为电芯提供低温预热和高温散热伺服。其中水冷板控制模组与电动空调压缩机关联并进行“冷量”交换，将制冷后的冷却液泵入动力电池内部为电芯散热。

天美ET5的“3合1”电驱动系统与“3合1”充配电系统总成共用1组散热管路，动力电池热管理系统单独使用1组循环管路。但是，天美ET5电动SUV并未将两组循环管路单独设定补液壶，而是采用“共享”方式。

红色箭头：动力电池热管理系统循环管路入水口

蓝色箭头：动力电池热管理系统循环管路出水口

绿色箭头：电驱动系统和充配电系统共用循环管路入水口

黄色箭头：电驱动系统和充配电系统共用循环管路出水口

对于天美ET5动力电磁热管理系统控制策略，将会在后文结合充电功率表现深度解析。

天美ET5电动SUV的制动系统采用iBoost技术，即通过电液一体化设定，将制动、能量回收以及ABS安全设定一体整合。针对电动汽车研制的iBoost制动系统，在具备真空助力需求同时，更多的是将能量回收的效率提升与制动感受变得更线性。

3、天美ET5动力电池热管理控制策略：

对天美ET5电动SUV的动力电池热管理控制策略的解读，在快充模式和高负载行车模式对比进行。在室外温度达38摄氏度的午后，使用开沃制造的240千瓦（双120千瓦）快充桩，对天美ET5进行充电测试。

隶属与开沃集团的南京创源天地动力科技有限公司，其业务范围主要为开沃制造的电动客车、电动旅行车、电动物流车、电动卡车以及天美品牌ET5和后续车型提供动力电池总成（包括模组）、驱动电机、和包括整车在内的全部分系统的控制策略。

由于用于测试的这台天美ET5电动SUV的动力电池SOC值为90%，快充电流只有安，电芯温度23摄氏度，处于“涓流”状态，而未能达到满功率状态。

通过热成像仪检测，天际ET5的动力电池SOC值处于90%进行快充，充电功率达不到满负荷状态、电芯温度只处于23摄氏度，不能满足激活动力电池热管理系统的高温散热功能激活阈值。

绿色箭头：驾驶舱空调制冷功能启动后电动空调压缩机至冷凝管路温度下探至摄氏度

白色箭头：水冷板控制模组表面温度处于摄氏度

与此同时，天美ET5的前置动力舱补液壶表面温度为摄氏度，内部冷却液温度保持在42-44摄氏度。

进行快充测试过程中，天美ET5唯一1组补液壶只有来自电驱动系统（包括充放电系统）管路内的冷却液进行循环（红色箭头），而来自动力电池热管理系统循环管路内的冷却液并未流入。

尽管动力电池充电电流并未持续上升，但是电芯温度从23摄氏度攀升至35摄氏度，此时天美ET5动力电池热管理系统的高温散热功能激活，水冷板控制模组引入来自电动空调压缩机输出的“冷量”被引入，经过冷却的冷却液由“泵入”动力电池总成内为电芯进行降温。

绿色箭头：驾驶舱空调制冷功能启动后电动空调压缩机至冷凝管路温度下探至摄氏度

白色箭头：水冷板控制模组表面温度处于7摄氏度

需要注意的是，2020年在售的国产品牌主流电动汽车，采用以冷却液为载体的单一PTC控制模组用于电池低温预热，驾驶舱空调制暖采用电加热PTC控制模组的方式，制暖/预热效率更高（对于是否节能要在完成评测后给出结论）。

天美ET5的以冷却液为载体的单一PTC控制模组的技术，通过1组“3通”阀体控制被加热的冷却液，或流向驾驶舱空调系统用于制暖、或流向动力电池内部用于电芯低温预热。

红色箭头：从PTC控制模组向“3通”阀体的管路

蓝色箭头：“3通”阀体

黄色箭头：“3通”阀体至驾驶舱空调管路

白色箭头：“3通”阀体至动力电池管路

在低温充电工况，天美ET5利用来自充电桩端的电量激活PTC控制模组，为冷却液加热达到为动力电池低温预热。如果此时开启驾驶舱空调暖风，“3通”阀体会会将加热后的冷却液输送至驾驶舱空调和动力电池。由于动力电池低温预热所需要的的冷却液最高温度将不会超过20摄氏度（通常设定为15摄氏度），驾驶舱空调暖风所需要的冷却液温度可以达到70摄氏度或更高温度。

因此不具备温度调节功能的“3通”阀体，就将通往动力电池循环管路的冷却液流量控制更精准，已获达到通过减少流量，满足温度的技术需求。

对于天美ET5电动SUV采用的1组冷却液补液壶的设定，代表着电驱动系统循环管路和动力电池热管理循环管路，既要满足不同温度值的冷却液流动，又不能增加管路数量提升系统可靠性，这凸显的天美以及背后开沃品牌在过去多年新能源商用车应用与核心技术研发的综合硬实力。

3、天美ET5的动力电池安全性：

天美ET5电动SUV搭载的“3合1”充配电系统总成，以及其他悬挂开沃品牌的车型所搭载的“X合1”充放电系统总成、电驱动控制总成以及动力电池（包括BMS系统），全部由位于南京的开沃集团中央研究院开发并量产（部分动力电池系统由开沃集团旗下的创源天地动力科技有限公司制造）。

开沃汽车中央研究院，主要对不同种类的电芯，动力电池总成、多种策略的热管理系统、燃料电池系统和电驱动及混动多档位变速器等分系统进行预研、研发和量产前需要的所有技术支持。目前南京创源电池所有动力电池产品从开发设计，到产品试验认证，再到产品定型量产设计均由南京创源研发团队与中央研究院进行产品的全面评审和验证，保障产品的优秀品质。作为电动客车最重要的动力电池发展方向，开沃汽车中央研究院，与南京创源电池技术团队一起，始终对不同种类电芯及动力电池解决方案，进行行业层面的最前沿预测和研发，为客户提供优质的动力电池系统解决方案。

上图为开沃汽车设立于中央研究院公共技术服务平台的动力电池快速温变环境仓和电芯测试系统。

蓝色箭头：正在对软包三元锂电芯进行常温充放电循环测试

黄色箭头：正在对18650型三元锂电芯进行常温充放电循环测试

红色箭头：正在对方形三元锂电芯模拟高温环境进行充放电循环测试（动力电池快速温变环境仓）

开沃汽车中央研究院主要对不同种类的电芯，动力电池总成、多种策略的热管理系统、燃料电池系统和电驱动及混动多档位变速器等分系统进行预研、研发和量产前需要的所有技术支持。

圆柱形18650型三元锂电池多分为镍钴铝和镍钴锰2大类，前者用于特斯拉Model SModel X和Model 3，后者则被用于国产低端等非主流电动汽车。众所周知，搭载18650型、21700型圆柱三元锂电池系统的特斯拉全系车型，在全球范围已经发生近60宗涉及起火、燃烧和爆炸事故。

进行穿刺测试后的圆柱形18650型三元锂电芯，虽然没有爆炸但是烧灼的痕迹十分明显。对于圆柱形18650型或21700型类三元锂电芯，进行台架模拟全寿命周期充放电衰减测试，有助于厂家指定严禁且完整的动力电池热管理控制策略。但是先天存在的安全性不足的问题，是不能通过后期“软件”控制来弥补的。

对于软包类三元锂电芯的选择，开沃早于2014年就进行了安全与控制方面的测试。方形三元锂电芯的能量密度低于软包三元锂电芯的客观存在前，通过更完善的温度管理措施，可以有效的提升动力电池总成的能量密度，或增加续航里程、或降低自重。

红色箭头：方形三元锂电芯

黄色箭头：软包三元锂电芯

至2020年，开沃集团研究院为旗下电动客车和电动卡车，开发出3代车载动力电池解决方案。第1代电池系统（上图所示）基于风冷散热+电加热控制策略。主要用于夏季温度不高的中国北方城市和村镇。

第2代动力电池解决方案，是基于方形三元锂电芯（模组）+内置循环管路（冷却液）和温控系统的钢/铝制电池箱体。由于第2代动力电池系统的研发与第3代电池技术的发展有些重叠，并结合天际ET5电动SUV的立项，将第2代电池技术转向乘用车，全新的第3代电池技术则用于商用车。

红色箭头：设定在第2代动力电池箱体前端的冷却液进出口

黄色箭头：第3代全铝箱体一体化液冷电池内部的液冷板

上图为广泛用于开沃系电动客车的第3代全铝箱体一体化液冷电池特写。这种将液冷板直接融入铝合金电池箱体（底部）的技术，直接避免发生冷却液管路破裂造成短路的安全事故，且简化结构降低自重。对于安全性要求更高的电动客车（公交车）而言，模块化、轻量化且热管理保护严密的动力电池系统，并没有成为2020年中国电动客车的行业强制规范。

笔者有话说：

天美ET5电动SUV搭载的适用于乘用车动力电池技术，与开沃系电动客车采用的第2代液冷电池技术，3代全铝箱体一体化液冷电池技术，存在太多技术交叉点，并在终端市场进行了超过2年时间的实际应用。

与蔚来、理想、威马等造车新势力不同的是，天美ET5的首款车型，引入的电驱动技术、动力电池及控制策略并不是全新的状态，而是在不同车型进行长期终端市场可靠性的验证。

当然，成熟的分系统是否集成在全新的车型平台等于较好的可靠性，这还要以后续的市场表现为准。

新能源情报分析网评测组出品

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

07届汽车运用技术专业毕业设计（论文）计划与任务书 发表日期：2007年1月4日 【编辑录入：admin】 汽车学院07届汽车运用技术专业毕业设计（论文）计划与任务书 为了提高学生综合运用所学的基础知识和专业知识的能力，培养理论与实践相结合和解决实际问题的能力。现对毕业设计（论文）和答辩提出以下要求： 一、 毕业设计（论文）及答辩的时间 班级 04汽车运用（1） 04汽车运用（2） 04汽车运用（3） 05汽车运用（3） 时间 07年3月8日～4月13日 07年3月8日～4月13日 07年3月8日～4月13日 07年3月19日～4月27日 选题时间 3月8日～15日 3月8日～15日 3月8日～15日 3月19日～26日 提交提纲时间 3月16日～18日 3月16日～18日 3月16日～18日 3月27日～30日 提交初稿时间 3月19日～25日 3月19日～25日 3月19日～25日 3月31日～4月6日 提交修改稿时间 3月26日～30日 3月26日～30日 3月26日～30日 4月7日～11日 提交最后稿时间 4月4日 4月4日 4月4日 4月18日 答辩时间 4月9日 （学号前一半） 4月10日 （学号后一半） 4月11日 （学号前一半） 4月12日 （学号后一半） 07年4月13日 07年4月23日 二、毕业设计（论文）指导与任务书 （一）选题 汽车技术性论文、故障诊断、维修工艺说明书、汽车维修经验及其他形式论文。确定题目时要与指导教师商讨，并征得指导教师的认同。 1．汽车技术性论文（首选） 以汽车的新工艺、新设备、新知识、新技能方面为主。论文要突出应用技术，注重理论对实践的指导，且具有一定的实用价值。 2．汽车故障诊断论文 结合实习过程中遇到的实际故障案例，撰写汽车故障检测、诊断和排除方面的论文。 3．维修工艺说明书 为了丰富学院汽车运用专业教学内容，让教师学习各大汽车厂的特色，学生可撰写《维修工艺说明书》，但只能选择新工艺、新技术方面的内容，并且要求尽可能使用图形、数据来说明问题，力求工艺内容完整。文章若评优，论述和说明的文字内容一定要上升到一定理论水平。 4．维修经验和其他形式的论文 学生可撰写汽车维修经验方面的总结，但要提升到一定的理论高度。对于其他形式的论文，除格式上要与汽车技术论文要求相同外，还要求内容一定要与汽车有关联，不能写与汽车毫不沾边的论文，具体要求请与指导教师联系协商。 （二）论文格式 论文要包括标题、摘要、关键词、正文、结束语、致谢、参考文献等。 1．标题：标题要准确地反映论文的中心内容。 2．摘要：又称提要，比较简短，它是全文的高度“浓缩”，内容包括本论文的目的、意义、对象、方法、结论和应用范围等。一般在100字左右。 3．关键词：又称主题词或标题词，它是从论文中选出最能代表论文中心内容特征的词或词组，是论文最高度的概括，一般选出3～5个关键词。 4．正文：正文是论文的主体部分。正文就是提出问题、分析问题和解决问题，是运用素材，论证观点的部分。 5．结束语：结束语一般包括结论和建议部分。结论是全文的总结，是论文的精髓，写作要十分严谨，解决了什么问题，得出了什么结果，存在什么问题，应是非分明地讲清楚。 （三）规范要求 1．文章要求3500字左右； 2．使用A4纸打印出来,装订好后交指导老师； 3．自己设计封面（内容应包括学院名称、系别、专业、论文题目、姓名、班别、学号和指导老师）。 （四）成绩评定要求 1、毕业论文选题应符合要求，并与指导老师商讨后选定； 2.毕业论文在撰写过程中，必须按规定时间向指导老师提交提纲、初稿、修改稿和最后定稿。否则不准参加答辩。 3.论文成绩的评定包含平时成绩和最后论文质量成绩。 （五）其他 1、无实习单位的学生在毕业设计期间一定要返校，由汽车学院实验实训部安排实习并进行论文写作； 2、答辩时间，一定要按时返回学校参加毕业答辩，否则不给成绩。 记得采纳啊