充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温快充测试

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【第一电动网】(特约作者 杨宁)锂电池作为化学电池的一种,尽管性能不断改良,但是低温下的充放电仍旧属于“老大难”问题。各大电动车企使用了各种技术手段解决电池处于低温环境时的充电问题。在恶劣的环境温度下如何保护电池,同时将对用户的影响降至最低,体现了车企的科研能力和造车理念。在这方面,特斯拉的热管理系统起到了很好的效果,根据官方资料,依赖电池加热组件和高效的热管理系统,特斯拉可以在零下30度到零上60度的气温使用超充进行快速充电。那么国内电动汽车在寒冷冬季的表现如何呢?本文挑选了常见的3款车型,在0度的气温下进行了测试,给大家提供参考。

本次测试得到了基业昌达的大力支持,测试地点也选择在基业达厂房进行。这里就是测试的露天环境了。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

从其中一辆测试车的车内仪表可以读到当时的室外环境温度为0摄氏度,见下图:

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

参试车辆:

1.北汽EV150

北汽EV150是北汽新能源推出的家用电动汽车,车身小巧别致,造型与奔驰某款车型有些神似,颜值较高。该车售后网络较为发达,在北京地区拥有大量用户。北汽EV150官方给出的工况续航里程为160km,拥有容量为25.6kwh的电池组,电池正极材料为磷酸铁锂。其电池组和电控系统技术来自普莱德,电动机功率45kw,最高时速120km/h。

2.奇瑞EQ

奇瑞EQ是奇瑞打造的一款微型家用电动汽车,在外观上保持了与新QQ的高度一致,同时也突出了自己电动汽车的特色。EQ得益于小巧车身和装备低滚动阻力轮胎,官方工况续航达到了200km,电池采用三元锂材料,容量为22.3kwh,电动机最大功率为41.8kw,最高时速可达100km/h。

3.比亚迪E6

本次参加测试的是E6 BEVH版本,于2015年底上市。这款车与之前的比亚迪E6外观几乎没有变化,主要改变是电池容量增加,官方给出的综合工况续航里程达到400km,在国产电动汽车中续航里程最高。本车使用自主研发的容量高达81.9kwh磷酸铁锂电池包,以及拥有自主知识产权的电控系统,在维护,成本以及日后的升级方面有优势,电池的高安全性、长循环寿命和无毒无害环保特性也得到了世界各国的一致认可,电池包终身质保也属国内独家。该车电机最大功率90kw,最高时速140km/h。

充电设备:

充电设备是进行测试的基础陪测设备,本次测试采用基业达电气生产的500V 30KW直流充电桩。基业达充电桩提供国标充电插头,可满足国内全部车型充电。对车载充电机采用CAN通信,满足CC, CP充电通信检测。电池充满后自动停机。充电桩具有欠压保护、过流保护、通讯异常保护、反接保护、过温保护、短路保护。目前已经测试兼容车辆有,北汽全系列、BYD全系列、江淮IEV4IEV5,奇瑞、长安、腾势、金龙客车等。

测试方法:

本文中的参试车辆采用统一的测试方法,所有车辆采用同一型号的同一个充电桩进行测试。充电连接成功并等待充电电流稳定后,读取记录电流数值。

为保证结果不受电池充电时剩余电量的影响,本次参试的所有车辆在充电测试开始前的剩余电量均不超过65%。

充电电流和电压由配合测试的工程师调取充电桩的详情页面读取。所有测试均拍照留存仪器数据。

试结果:

1.北汽EV150

充电开始后,很快就达到稳定电流26A,车内仪表盘显示电流26A,电池电量36%。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

从充电桩的显示屏可以看到,电池的电量显示与车内仪表盘一致,充电电流实际为26.6A,实际充电功率为9.2302kW。这与充电桩能达到的额定功率30kW还差很远,具体原因由工程师为我们调出充电的详细信息进行解读。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

北汽EV150充电数据

下面这张图就是充电的详细信息了,基业达电气的王工为我们进行了如下讲解:汽车充电功率是由充电桩的最大额定功率和车载电池管理系统(BMS)共同决定的,BMS与充电桩在充电之前首先按照规定的协议进行通信,从而让车载BMS得知充电桩能提供的最大电流、电压信息,充电桩也能得知车端需求的充电电压和电流,以及电池温度、电池电量等信息。从这张图可以看到,电池的单体温度较低,而车端的请求电流只有27A。这说明,北汽EV150在0度的气温下,电池管理系统自动降低了充电时的请求电流,也就是限制了充电的功率。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

北汽EV150充电详细数据

2.奇瑞EQ

奇瑞EQ的直流充电口设计在引擎盖内,因此需要在充电时“展示引擎”,这个设计很明显让充电变得没有那么方便,另外,如果在充电时下大雨,对整车安全性也是个考验。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

书归正传,下面展示测试的充电速度,可以看到在0摄氏度气温下,充电功率仅为3.1331kW,充电电流仅9.7A,这样的充电功率,对于30kW的直流快充桩来说,是有一些资源浪费的。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

奇瑞EQ充电信息

下面来看奇瑞EQ申请的充电电流,可以看到BMS请求的电流是10A,见下图:

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

3.比亚迪E6

作为价格较贵的国产纯电家用小客车,各方面的性能是值得期待的,让我们来看看比亚迪E6的充电表现。充电连接后,很快达到稳定电流47A,从下面2张图可以看到车内仪表和充电桩的显示基本一致,但是充电功率也仅有14.7kW。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

比亚迪E6充电仪表显示

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

比亚迪E6充电信息

同样的,可以观察到比亚迪E6的充电详情,BMS请求的电流为48A,显然,也是车端BMS限制了充电的电流。

充电1小时车能跑多远?三款电动汽车零度低温充电速度测试

比亚迪E6充电详细信息

结果分析:

从上面的测试可以看到,在0摄氏度的气温下,本次参加测试3款车的充电功率均无法达到充电桩能提供的最大功率。在低温下,不同厂家的电动汽车无一例外的对充电电流进行了限制,只是限制程度不同。

那么,对于汽车的消费者来说,更加关注的可能是这样的一个指标:同样是充电1小时,我的车能跑多远?我们对采集的数据进行了分析,计算了各款车每充电1小时能行驶的理论里程。

由于无法得到各车型的充电效率参数,我们假设所有车的充电效率均为90%。我们采用如下公式进行计算:

充电1小时可增加的行驶里程 = 充电功率*1小时*0.9/电池容量*官方总续航里程

三个车型每小时充电续航里程计算结果

车型

充电功率(kW)

电池容量(kWh)

官方续航(kM)

充电效率

每小时充电续航里程(kM)

北汽EV150

9.2302

25.6

160

0.9

51.919875

奇瑞EQ

3.1331

22.3

200

0.9

25.28959641

比亚迪E6

14.7084

81.9

400

0.9

64.65230769


测试总结:

在测试后期,我们对每辆车都进行了长达1小时的充电,在此期间充电电流也没有进一步的提高。通过本次测试,可以发现,参试的3款电动汽车在0摄氏度气温下的充电速度均不理想,这一方面对公共资源,尤其是快速充电桩资源造成了浪费,一方面也是对消费者宝贵时间的浪费。

随着我国新能源汽车的普及,高速公路服务区已经陆续建成大功率直流快速充电桩,充电功率可达60kW甚至更高。而在北方地区,低于0摄氏度的气温可谓是司空见惯,如果现有和未来出品的电动汽车不做改进,未来高速公路服务区排队充电的拥挤现象将在所难免。

希望各电动汽车生产企业能够考虑到消费者的切实利益,通过加装预加热设备或者更好的热管理方案,对已有车辆和新生产车辆进行改进,切实解决车辆怕冷的问题,让消费者能够没有后顾之忧的购买和使用新能源汽车。

作者系电信科学研究院研发工程师、比亚迪e6车主

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