Bolt EV 的充電溫控系統(tǒng)與升級(jí)

最近在搜集國(guó)外 60－70kWh 這個(gè)區(qū)段車(chē)型面向大眾市場(chǎng)純電市場(chǎng)的充電數(shù)據(jù)，我發(fā)現(xiàn)有一個(gè)很有趣的現(xiàn)象。圍繞著是否投入高功率充電設(shè)施，通用汽車(chē)和現(xiàn)代起亞兩款相似的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了不太一樣的設(shè)計(jì)趨勢(shì)（通用堅(jiān)守 50kW，現(xiàn)代努力往 100kW 靠近）。兩家在升級(jí)電池系統(tǒng)的同時(shí)，主要是改進(jìn)低溫加熱的策略，盡量使得車(chē)輛在冬季較低溫度下快充時(shí)間盡量合理。而幾個(gè) 2021 年推出豪華的電動(dòng)汽車(chē)，都是直接往 CCS 400V 電壓等級(jí)下標(biāo)準(zhǔn)的 150kW 靠近。

01

快充功率隨高低溫的影響

兩臺(tái)車(chē)的差異

這兩款車(chē)，一個(gè)是在 2016 年底開(kāi)賣(mài)，一個(gè)是在 2018 年開(kāi)賣(mài)，本身電芯的 SOP 時(shí)間就差了不少，在采用相似的 LG CMA 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，呈現(xiàn)出不同的快充功率特性，在相似的溫度特性下，呈現(xiàn)出來(lái)的快充時(shí)間如下。

1）Bolt EV：設(shè)計(jì)比較早，完全按照 Combo 之前的 50kW（充電電流 150A）設(shè)計(jì)，后期調(diào)高了一點(diǎn)，0－80％所需要的時(shí)間在常溫下為 79 分鐘，在低溫 －20 度的情況需要需要 292 分鐘，這個(gè)時(shí)候基本就不能叫快充了；高溫 40 度下的時(shí)間增長(zhǎng)并不大，為 92 分鐘，但是會(huì)有一個(gè)降低的過(guò)程

2）Kona EV：2018 年推出的時(shí)候，100kW 的充電樁已經(jīng)開(kāi)始鋪設(shè)了，150－175kW 充電樁在主要銷(xiāo)售區(qū)域慢慢上量，設(shè)計(jì)規(guī)格采用 200A，算起來(lái)為 75kW，對(duì)應(yīng)的 0－80％的時(shí)間為 54 分鐘，低溫 －20 度下也有很多的問(wèn)題，時(shí)間增長(zhǎng)為 120 分鐘，降額很厲害，高溫也有影響，時(shí)間漲為 64 分鐘

圖 1 兩款電動(dòng)汽車(chē)的充電參數(shù)

由于兩款車(chē)的低溫充電的降功率特別明顯，后續(xù) 2020 款兩個(gè)車(chē)型都做了針對(duì)性的改進(jìn)。

02

Bolt BEV 實(shí)測(cè)的溫度策略

低溫和高溫

從不同的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下，Bolt EV 的充電功率真的是非常受氣溫的影響，如下圖所示，在 Charge point 和 不同車(chē)輛的實(shí)際測(cè)試下，在不同的條件下，降額到 20kW、30kW 和 40kW 是都有的。在超級(jí)低的溫度下 －20degC 和 －10degC 下，這個(gè)數(shù)據(jù)就更夸張了。備注：實(shí)際經(jīng)過(guò)用戶(hù)的數(shù)據(jù)來(lái)看，在環(huán)境溫度為零下 －5 度的時(shí)候，充電功率限制在 10kW 左右，然后電池溫度升一些充電功率大一些，國(guó)外不少的充電樁不是按充電的 kwh 收錢(qián)，按照所占用的時(shí)間收錢(qián)，這個(gè)事情就比較麻煩了。

圖 2 Bolt EV 的充電曲線合集

如下圖所示，我們可以看到這個(gè)電池的問(wèn)題，紅色是電池加熱的裝置，雖然已經(jīng)很努力在開(kāi)了，但是電池加熱又很慢，在較高溫度下電池的從 30kW 左右開(kāi)始逐漸增加。如果溫度降到 0 度以下，這個(gè)加熱的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。而且這個(gè)電池冷卻，在電池溫度比較低就開(kāi)啟了。

圖 3 夏季和冬季充電的定性比較

Bolt EV 的最大充電功率的最合適的溫度區(qū)間為 24－27°C，充電電流為 150A；當(dāng)電池的溫度在快充下一直升高，溫度超過(guò) 34°C 以后，把充電電流將限制在 95A 以下，并且全力開(kāi)啟散熱，這個(gè)散熱是持續(xù)的策略，Bolt EV 會(huì)在充電后期一直對(duì)電池進(jìn)行散熱，直到把電池的溫度降低到 25 度為止。

圖 4 從 OBD 讀取的充電細(xì)致的數(shù)據(jù)

03

Bolt BEV 2020 款的升級(jí)

電芯的升級(jí)

在升級(jí)的版本中，通用汽車(chē)承諾在大冬天充電把直流充電速度提高 150％。在溫度通常較低的 －6 到 －1 攝氏度的溫和氣候中，新的 Bolt EV 直流快速充電速率可以從 30 kW 左右開(kāi)始，整體的功率并沒(méi)有從 50 kW 上升太多（最高仍為 55kW），但是低溫下功率可以提升一些，在軟件策略方面很早就嘗試去加熱電池。

圖 5 快充的改進(jìn)

在這個(gè)電池里面，從 LG 原有的 N2．1 系列終于改了化學(xué)體系，電芯的尺寸和原來(lái)的格完全相同，電芯的能量密度也提高了，改進(jìn)增加了 6 kWh 能量，使 Bolt 的電池系統(tǒng)從 60 kWh 增加到 66 kWh。

圖 6 電芯變了但是沒(méi)大改

小結(jié)：通用目前還是把 Bolt 做過(guò)渡產(chǎn)品，在凱迪拉克的純電動(dòng)出來(lái)以前，還是維持現(xiàn)有的規(guī)格不變，這么個(gè)弄法使得這款車(chē)在堅(jiān)持 3 年以后沒(méi)有新的面貌，其實(shí)挺遺憾的。

作者：朱玉龍