2014年,比亚迪推出10.5米长的K8系电动客车,保留了K9配置的轮边驱动桥及模块化控制策略,并且为客户提供定制化的动力电池配置方案。2017年全新K8系列上市,比亚迪首创全新的双轮边电驱动技术(控制策略)+动力电池液态动力电池热管理技术(控制策略),再次刷新了电动客车技术和高度。
2017年比亚迪开启电动客车高海拔整车强化测试行业先河,2018年,西藏拉萨首次引入比亚迪K系列电动双层客车。从2019年C6、K8系电动客车批量投放,助力纳木措景区实现接驳客车全部电动化,再到日喀则投放70余台B8系电动客车,截至目前西藏全区共计运营的比亚迪电动客车共152台。笔者将通过这篇稿件给大家分享比亚迪K8系电动客车为何在高海拔的西藏批量运营的原因。
首先要明确的是,1款传统动力的客车可以没有很先进的技术,但是要具备相当的稳定性;1款优秀的电动客车,首先要具备电动化的安全性、其次是全寿命周期内运营成本符合预期设定。
1款优秀且高效的电动客车用于公交运营,就必须要对该车的真实性能做到全面掌控。因此,电动客车的“高温工况”、“高海拔工况”、“高寒工况”的性能极限测试十分必要。新能源情报分析网评测组,有幸在2018年全程跟进比亚迪K8系电动客车“三高”测试,并独家记录了轮边电机、动力电池及液态热管理控制技术、整车层面的制暖与制冷策略迭代进化的全过程。
1、比亚迪K8系电动客车高温工况测试后的可靠性表现:
2017年7月份,比亚迪针对K8最新改型在吐鲁番进行了高温测试。在地表温度超过50摄氏度的吐鲁番,K8最新改型电动客车,以不同时速、不同电量、不同负载工况下获取整车行驶详细数据,从而进行整车能量的精准分配。
上图为2017年,进行吐鲁番高温测试状态的比亚迪K8系电动客车后置动力舱技术状态细节特写。
紫色箭头(左上):动力电池热管理控制模块
红色箭头:动力电池管理控制器(BMS)
白色箭头:后辅助控制器总成
蓝色箭头:电动转向机延时升压控制单元
绿色箭头:高压配电控制模块
橘色箭头:左右轮边驱动电机控制模块
紫色箭头:“3合1”控制模块(DC与辅助电机控制模块)
比对行驶中不同工况和停车“怠速”工况,比亚迪K8电池的“动力电池热管理系统”,始终处于工作状态并保证电池组件内部温度在35-25摄氏度设计标定值范围内自我调节。而且,与以往量产的K系列电动客车不同的是,比亚迪K8增设了一套电动转向机延时升压控制单元。为的是在全车异常断电瞬间,通过这套模块可以维持足够时间的高压动力电提供给转向机,以便驾驶员在这段时间内操控整车脱离危险。
2、比亚迪K8系电动客车高海拔工况测试后的可靠性表现:
本次的高海拔测试,对于适用于城区和郊区的比亚迪K8电动客车,将驱动电机的功率和扭矩值进行了适应性匹配,为了将更宽泛的兼容不同路况和用车环境的能耗比,经济续航里程标定在30-60公里/小时。
在海拔处于3650-5030米的西藏高原,K8电动客车的续航里程以及车速和急剧攀升高度的路况等综合因素,是否还能适用平原地区的技术设定,这也是K8电动客车西藏高海拔区域多种工况测试的根本原因。为了真实模拟K8系电动客车在高海拔工况整车综合表现,特别增加了负重已获得双轮边电机和动力电池系统最大负载的温度状态。
而通过一系列高海拔测试能够发现,K8电动客车配置的2套轮边驱动电机最大输出功率180千瓦(2x90),在高海拔区域功率输出与平原地区表现相同,几乎不存在因海拔产生的功率和扭矩衰减问题。2套轮边驱动电机在连续爬坡和下坡过程中,温度的提升始终处于可控状态。对使用传统柴油机、后轮驱动的客车而言,K8电动客车完全能够胜任西藏等高海拔地区的使用。
3、比亚迪K8系电动客车高寒+低海拔(海拉尔)工况测试后的可靠性表现:
准确地说,在高寒+低海拔工况的性能检验,同样是比亚迪K8系列电动客车的测试重点。在室外零下52摄氏度的海拉尔,此次测试的K8改型电动客车相比之前高温和高海拔测试车型有所升级,增加了一套应对高寒环境的以天然气作为能量源的“热管理”系统。
上图为2017年,进行海拉尔高寒工况测试状态的比亚迪K8系电动客车后置动力舱技术状态细节特写。
黄色箭头:轮边驱动电机控制器
红色箭头:高压集线器(控制总成)
白色箭头:“3合1”控制总成(各负责1组轮边驱动电机)
绿色箭头:天然气为能量源的载员舱空调“热管理”系统散热水道补液壶
橘色箭头:与市场在售的K8电动客车相同的电池、附加系统控制小总成
紫色箭头:PTC动力电池“热管理”系统控制总成
这台搭载电量303.1度电的K8改型电动客车最大技术亮点,无疑就是为高寒区域加装的乘客舱空调“热管理”系统。以动力电池用于乘客舱制热的能量源,在高寒区域将会过多消耗电量,影响整车续航里程。换装天然气乘客舱“热管理”系统后,几乎不占用任何电池电量,就可快速提升乘客舱温度。而且天然气乘客舱“热管理”系统方案成熟,与原车适配的PTC空调系统可交替使用。
4、比亚迪K8系电动客车高寒+高海拔(纳木错)工况试运营前的可靠性测试表现:
经过“三高”测试的比亚迪K8电动客车在后续时间中三电系统再次升级,特别是针对西藏等地区经常性的雨雪气候和冰雪路况,投放在纳木错景区的新款K8电动客车“额外”增加了1组“雨雪”模式驱动开关。在常规D挡基础上,通过限定起步时最大扭矩输出特性,控制系统“人为”抑制轮边驱动电机的扭矩输出,已获得更安全的行驶姿态。
上图为纳木错运营的比亚迪K8改型电动客车后部电驱动系统技术特写。
蓝色箭头:“6合1”高压用电系统总成
绿色箭头:伺服轮边驱动电机的控制系统总成(2组)
红色箭头:车载充电机(2组)
白色箭头:转向机
黄色箭头:伺服驱动电机的循环管路补液壶(2组)
在海拔5千米的纳木错景区常态化运营的K8改型电动客车,对温差较大的气候环境特别进行了适应性修改。特别设定了3组PTC模组和1组水冷板模组,为驾驶舱前风挡玻璃、客舱以及动力电池提供不同温度需求的预热及制暖伺服(包括动力电池的高温散热伺服)。
比亚迪K8改型电动客车经历了吐鲁番高温测试、拉萨(羊湖)高海拔测试和海拉尔高寒等测试。每次极限测试,K8改型电动客车,都加装不同新系统,与轮边驱动电机、适配“热管理”系统磷酸铁锂动力电池组件、整车控制系统,进行技术性能和可靠性验证。
5、全球范围对于比亚迪电动客车的市场认可:
不久前,比亚迪宣布与德国联邦铁路公司签署电动客车年度合作框架协议,首批电动客车将于今年投入到德国巴登-符腾堡州埃特林根市运营。本地的汽车工业高度发达,包括豪车品牌保时捷、汽车零部件供应商博世等公司总部均设于此。比亚迪电动客车能够在此运营意义非凡。
由中国比亚迪制造的K9系列电动客车,在日本多个区域用于城市公交和机场摆渡任务,这也是中国本土车厂第一次向日本批量出口整车。
亚迪的电动客车和出租车产品已经遍布50多个国家和地区, 300多个城市。据比亚迪官方此前公布的数据。比亚迪在欧洲已获得的电动客车订单数量超过800台,市场占有率超20%,而在全球新能源客车市场,比亚迪已经累计向全球各地市场交付超过6.5万辆电动客车,其累计销量稳居全球第一。并且,电动客车市场遍布英国、法国、澳大利亚、日本等大量经济及汽车产业发达地区和国家。
6、西藏地区环境保护方面的硬性指标:
近年来,西藏始终结合生态安全屏障保护与建设,加大国家重点生态功能区转移支付力度,让群众充分享受生态政策红利。西藏将通过发展生态经济、绿色经济、绿色产业来实现百姓增收致富。因此,认真做好稳定发展生态强边“四件大事”,是近年来整个西藏地区工作的重中之重。
西藏地区坚持以人民为中心的发展思想,牢固树立绿水青山、冰天雪地就是金山银山的理念,多方位多举措同步推进生态环境建设与交通运输事业的发展,通过提升公交服务水平、推广新能源客车等实际行动保护这座“水土肥美的庄园”,共筑农牧民的绿色“幸福路”。
比亚迪电动客车作为脱颖而出的新能源环保出行工具,搭载自主研发生产的电池、电机、电控等新能源核心技术,匹配性强、响应更优、经济高效;标配动力电池热管理系统,可保障整车在高原山地气候环境下的高效运营与全生命周期产品品质。续航里程可达200公里以上,满足客户的日常公交运营需求。
笔者有话说:
从创业开始,比亚迪对绿色梦想的坚守从未改变,作为全球唯一一家同时掌握电池、电机、电控、IGBT等核心技术及充电配套设施的企业,一直以解决社会问题为导向,不断为人类社会可持续发展提供有效的、接地气的解决方案。西藏地区由于地理位置的原因,具备独特的气候环境和生态保护需要,因此,绿色可靠的电动客车成为西藏较为主要的公共交通出行工具,比亚迪K8系列电动客车通过“三高”测试,做到了电动客车的技术先进与性能可靠。
同时,作为石化资源完全依赖青藏线、川藏线甚至新藏线从内陆供应的西藏,却具备源于雅鲁藏布江强大的水电资源。在西藏拉萨率先进行公交电动化,并持续推行出租和公务用车电动化,有利于降低石油消耗比例,提升合理用电水准。由此加强雅鲁藏布江第2、3、4座水电站修建的力度,强化对周边国家水资源控制的话语权。而且,看似一个民用电动客车在西藏地区的投放,却首开中国制造多种新能源技术和载具高海拔全负载应用的先河。
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