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宋楠的比亚迪K8西藏海拔5030米高原评测手记


Tags:车型测评    发布时间:2017-09-18 18:09

在2017年7月的地表温度达到88摄氏度的新疆吐鲁番高温评测之后,笔者在9月前往海拔4882米的西藏拉萨羊湖(途径海拔5030米的岗巴拉山口),对比亚迪K8电动客车进行高海拔全负荷续航评测。

本文为电动GO网宋楠于海拔3658米拉萨,独家拍摄并撰写的配备动力电池热管理系统的比亚迪K8电动客车高海拔评测手记。首发汽车之家车家号,禁止任何网站或公众号转载。

备注:本文共有76幅配图4000余字,粗略阅读时间2分钟,耐心阅读时间10分钟,精细阅读时间30分钟。


2017年7月13日,笔者发表了《不服来战!宋楠的比亚迪K8电动客车吐鲁番高温评测手记》一文。就配置了动力电池热管理系统的比亚迪K8电动客车,在地表温度超过88摄氏度的吐鲁番测试期间的技术状态进行记录。

2017年9月13日,笔者前往西藏拉萨对同一台比亚迪K8电动客车,在海拔3650米-5080米的西藏-羊湖一线进行全负载续航里程技术状态记录。

1、K8电动客车技术标定:


笔者此次评测的这台比亚迪K8电动客车厂10.5米(10米级),可选装303.1度电、255.4度电、196.6度电、165.9度电等多种电量电池。能量密度升级后的磷酸铁锂动力电池组件,标配动力电池热管理系统。

K8电动客车配置2台轮边驱动电机,每台轮边驱动电机最大输出功率为90千瓦。                                                                   

此次笔者在拉萨进行高海拔测试的车型,就是之前吐鲁番高温评测的那台装载196.6度电动力电池,满载工况续航200公里的同1台K8电动客车。


笔者通过查询随车携带的自2017年1月晚些时候开始测试记录发现,这台K8电动客车几乎从始至终进行全负载工况下的不同标定测试。每次测试的起始里程、充电电量、SOC%(剩余电量)、行驶里程等数据全部标记清晰。

实际上,这台K8电动客车就是用来进行全寿命周期内不同项目的测试。


至笔者开始评测,这台K8电动客车总行驶里程为32102公里。

目前,比亚迪制造的全部电动客车都采用全铝车身架构。使用抛丸喷砂防腐防锈工艺的载具(底盘),与铝合金骨架构成的上装,通过螺栓与连接件进行固定。这种结构设定最大好处就是,某一处铝合金零件(板材)在碰撞事故中受损,仅需要就相应区域铝合金零件拆卸和更换,而不会产生因焊接连接、应力大幅扩散,导致的维修成本高昂的结果。

所有起到承重功能的铝合金板材,全部为管架式结构。将管架铝材通过合力的结构设定,起到提升强度的作用。


K8、K9系列电动客车,都采用2台轮边驱动电机+副车架+4点气囊悬架构成,前转向桥也匹配2点气囊悬架。

出口以色列的K9U、出口英国K10在内的电动客车的核心驱动单元,就是比亚迪研发、制造的4点气囊悬架+双轮边电机的门式驱动桥总成。比亚迪K系列电动客车前后制动系统,均为气压盘式制动分泵。

按照比亚迪厂家标准,出口车型与国内销售车型都采用相同的轮边电机驱动总成。根据重点用户需求,TYC-90系列轮边驱动电机总成可以配置油冷散热器,并选装更高级别轻量化驱动电机壳体。

最新状态的K8、K9以及K10电动客车,采用模块化动力电池组件单元。根据用户需求可以叠加多组(偶数)动力电池单元,每套电池单元配置单独的BMS系统和热管理系统(水冷散热或低温预热管路)。

拥有磷酸铁锂、三元锂动力电池研发、制造全产业链的比亚迪,旗下所有新能源汽车使用的动力电池,都可以以模块化的PACK组件不同技术要求的动力电池总成。

用过国内市场的K系列电动客车,基本上使用相同尺寸不同电量的动力电池;用于国外市场的K系列电动客车,则可以根据客户需求,对整车架构甚至动力电池尺寸进行定做。

2、K8电动客车拉萨市区充电:

作为西藏自治区首府的拉萨,在持续公车改革同时,逐步推行针对新能源汽车、商用车的支持政策。比亚迪K8电动客车测试车队在拉萨临时修建了40千瓦的“双枪快充桩”,用于为期1个月的高海拔模拟城区满载(超载)运营,半载城乡运营测试。

比亚迪K8电动客车长10.5米(10米级),可选装303.1度电、255.4度电、196.6度电、165.9度电等多种电量电池。能量密度升级后的磷酸铁锂动力电池组件,标配动力电池热管理系统。K8电动客车配置2台轮边驱动电机,每台轮边驱动电机最大输出功率为90千瓦。

此次笔者在拉萨进行高海拔测试的车型,就是之前吐鲁番高温评测的那台装载196.6度电动力电池,满载续航200公里的同1台K8电动客车。

在笔者抵达拉萨之前,来自北京的微博用户@京西的蟑蟀 ,驾驶续航300公里老款e6电动汽车进行“电动汽车环中国游”,途径拉萨并进行修整。

笔者与@京西的蟑蟀 曾经一起共事,虽然先后离开了那个变了味儿的“新能源网站”,但是彼此共同的兴趣和爱好从未改变!

2013年6月,笔者驾驶比亚迪S6进行了“1车2人120天环中国游”,2017年8月,@京西的蟑蟀 驾驶比亚迪e6进行了“电动汽车环中国游”。大家都坚持,“吃好喝好玩好”的大前提,顺便把工作做好。

此次拉萨的偶遇,便约定一同前往距离拉萨市区120公里的羊湖。


由于拉萨市区并未修建公共充电桩,比亚迪K8电动客车测试车队的工程师,就在文成公主演绎景区附近,修建了一座40千瓦“双枪快充桩”。

黄色箭头:40千瓦“双充电枪快充桩”

红色箭头;临时搭建的变电站

黑色箭头:用于演绎文臣公主入藏歌舞剧的山体

在这里必须要感谢文成公主入藏歌舞剧演出单位的大力支持。在其管辖范围内,为比亚迪测试车队提供变电站,并为其修建“快充桩”提供最大使用便利!


黄色箭头:依托标准国家充电协议的双充电枪,可以同时用于比亚迪及众多符合“国标”的电动客车。此外,比亚迪也可以实现“单枪”为电动客车、e6出租车,以及符合“国标”的其他品牌电动汽车充电。

目前,在中国市场以及海外市场,比亚迪制造并销售的电动客车,都是用统一的符合国家标准的充电设施。在海外市场,充电设施可以兼容不同标准的工业或民用用电。在国内市场,比亚迪系新能源客车可以兼容“国家电网”和“南方电网”以及第三方厂商修建的充电系统。

但是,比亚迪、北汽福田、宇通以及南京金龙等电动客车主要制造商,生产的搭载“磷酸铁锂动力电池”电动客车,完全不能与珠海银隆制造的搭载“钛酸锂动力电池”的电动客车共用充电设施。

在新能源乘用车市场,几乎所有国产电动汽车都可以使用任意一家厂商修建的充电设施。唯独特斯拉的多款电动汽车的充电协议(软件和硬件),不能与“中国国家标准”充电系统兼容。


上图为K8电动客车,在使用40千瓦“双枪快充桩”充电数据特写。采用随车配发的射频卡,即可激活“快充桩”,进行“即插即用”充电。

黄色箭头:充电时动力电池剩余电量

白色箭头:以充电量(21.6度电)

红色箭头:充电电流(102安培)

绿色箭头:充至满电所需时间(14分钟)


所有充电信息,同步显示在K8电动客车组合仪表的中央显示屏上。A+B两组充电枪同时“快充”,理论上也可以使用单一充电枪进行补电。

已经进行了1周的市区超负荷模拟运营测试的K8电动客车,内装盛满沙土的配重组件。事实上,K8的额定载重为5.7吨,但装满沙土配重的K8实际载重为6.25吨。

由于测试用的K8电动客车为低电量版,满载续航里程为200公里。为了模拟城乡旅游运营续航测试技术状态及方便进行车内测试,工作人员为K8减去部分配重,使其由超负荷状态变成满载状态。卸载部分配重的比亚迪K8电动客车,将搭乘测试车队全员以及笔者和随行同事10余人,前往120公里外的羊湖景区。

与此同时,@京西的蟑蟀e6电动汽车也在使用统一“快充桩”进行“单枪”补电。

黄色箭头:40千瓦“双枪快充桩”

红色箭头:快充和慢充接口,都位于e6的驾驶员一侧后侧围

@京西的蟑蟀驾驶的续航300公里e6电动汽车,至今已经行驶超过14万公里,几乎走完中国东北、西北、华北、华南、华东以及东南沿海等区域,甚至没有铺设充电桩的高速公路以及城乡。

3、最高海拔5030米的拉萨至羊湖单程120公里续航测试:


从拉萨城区出发,经过一段318国道,然后至机场高速,全程车速都保持在40-70公里/小时。

北京牌照的e6电动汽车,和深圳牌照的K8电动客车,在海拔3650的拉萨行驶,引发极高的回头率。


预计的出行路线为方案一,这条道路仅需105公里为最近设定。但是要在达拉乡途径被限高杆阻碍,e6可以通行,K8不能通过的拉萨河大桥。

最终e6按照方案1路线行驶,K8电动客车在机场高速转向 岗堆镇-达拉乡行驶。方案二总行驶里程接近120公里。


对于满载续航里程标称200公里的K8电动客车,适当降低车速,换取来回240公里续航里程还算可行。但是在总里程120公里的90公里处,将有30公里的盘山路,且海拔从4000米急剧攀升至5030米,那将对K8电动客车的“电机、电池、电控”以及整车冷却系统是个相当考验。这也意味着,从拉萨至羊湖单程行驶里程的耗电量明显增加。

拉萨市区海拔为3650米,经海拔5030米岗巴拉山口,抵达海拔4802米羊湖。在短短30公里里程中,海拔攀升1000公里,这不仅对比亚迪系新能源技术及整车品质是一个考验,更是中国制造的电动客车及电动汽车从未有过的考验。

作为最早从事新能源技术、整车及全产业链评测编辑,笔者在2013年就对续航300公里的e6进行北京市区及城乡范围的评测2015年推出的续航400公里e6的评测,也已进行了多次。

无论在国内出租市场,民用市场,还是全球出口市场,比亚迪e6电动汽车都堪称最安全可靠的车型。在深圳运营的1台e6电动出租车,行驶里程已经突破96万公里。比亚迪K系列电动客车,亦出口美国、英国、日本等汽车大国,并在欧洲、澳洲和美洲形成市场销量。不过讽刺的是,比亚迪制造的电动客车可以在全球各地及中国台湾省通行无阻,却不能进入中国内地的某些市场。


从机场高速驶出的国道,几乎全部限速30-40公里/小时。对于电动汽车而言,车速与续航里程确实存在一定关联。但并不是车速越低,续航里程延伸的越多。

对于自重较大的电动汽车,车速低至一个节点,就会打破自重、摩擦力和电机驱动力的平衡关系。以续航300公里的比亚迪e6为例,车速保持在60公里/小时,续航里程可以接近340公里。如果车速在30公里/小时,续航里程并不会提升更多,反而源于动力电池的驱动力,弱于整车自重和摩擦力,能耗更高。


黄色箭头:2套轮边驱动电机输出实时功率为15千瓦

红色箭头;2套轮边驱动电机运行时温度处于正常状态

白色箭头:动力电池剩余电量为81%

黑色箭头:行驶里程65.8公里

蓝色箭头:车速28公里/小时

对于适用于城区和郊区的比亚迪K8电动客车,对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。

这意味着如果在海拔较低的平原地区,标定满载续航200公里的K8电动客车车速速维持在60公里/小时或更低,可以换来230-240公里续的航里程。

但是在海拔处于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,谁也不能保证。

这也是K8电动客车,连续1个月的西藏高海拔区域多种工况测试的根本原因。


行车中,测试工程师通过手提电脑(运行专用软件)检测K8电动大巴动力电池(电芯和PACK)温度以及状态。

在海拔3650-4000米,室外温度处于22-28摄氏度,车速保持在30-70公里/小时,动力电池内部温度处于24-28摄氏度,动力电池水冷散热系统间歇性启动。

通过阳湖景区售票处(黄色箭头),经过第1处测速摄像头(红色箭头),车速都被限定在30~40公里/小时。此处距离羊湖景区停车场30公里,在较低限速范围内,K8电动大巴,只能依靠2台轮边驱动电机输出的扭矩攀爬陡坡,而不能依靠较高车速,利用惯性冲坡。

经过景区售票处后,海拔从3700米攀升至4200米左右,K8电动大巴严格依据30~40公里/小时限(车)速“爬行”。

海拔攀升缓慢的路段,动力电池温度、轮边驱动电机温度、整车控制系统,电池控制系统以及无油涡轮空压机温度都保持正常状态。动力电池水冷散热系统并未启动。


30公里/小时限速通过村民集聚区,继续爬坡。

驶出村落,继续爬坡。此处海拔4100米(左右)。

后边驶来的是拉萨公交公司的8米长高低板柴油旅行客车。


海拔4500米,还是在爬坡。

海拔4600米,爬坡。

黄色箭头;几个20米长直道+几个180度轴型弯,构成的盘山路。不仅考验K8电动客车“三电系统”可靠性,还需要全电驱动转向机配合。


虽然是铺装路面,但是前往羊湖景区的车辆还是以丰田、三菱等四轮驱动越野车居多。

实际上,K8电动客车,为标准的后2轮驱动设定,与前驱或传统后驱车辆相比,在攀涉水等工况下使用更安全可靠。2套轮边驱动电机实时运行,即便某侧轮边电机停止工作,在必要时候,还是可以用另外1套轮边电机驱动整车至安全地带。这也是传统后驱客车或轴间电机驱动的电动客车不可比拟的。


在海拔4700米(左右),还是爬坡。

如果K8会说话,估计就要骂人了。。。。


海拔4800米(左右),几乎与天齐平,还是还是在爬坡。

通过检测电脑发现,动力电池水冷散热系统开始启动,电池内部温度保持在29摄氏度,轮边驱动电机温度上升至62摄氏度。


爬坡ING。。。。

在海拔5030米的垭口,因高原反应导致笔者已经难以探出车外拍摄。上图为海拔4900米时,K8继续爬坡的状态特写。

来自德国巴伐利亚州自行车攀爬的游客(黄色箭头),对比亚迪K系列电动大巴并不陌生。


最终,K8改型电动客车安全抵达海拔4802米的羊湖景区停车场。

从出发至羊湖,K8电动客车单程行驶117.6公里,剩余36%电量。

4、海拔4802米比亚迪K8电动客车实时技术状态:


羊湖:羊卓雍措(YamdrokTso)的简称。藏语意为“碧玉湖”。羊湖面积675平方千米,湖面海拔4,441米,羊湖停车场海拔4802米,从拉萨到羊湖需要翻越5030米的岗巴拉山口。

此时,羊湖室外温度28摄氏度,K8改型电动大巴动力电池内部温度为24.6摄氏度。

K8电动客车动力舱布置动力电池控制模块、高压储气瓶、真空气泵、双向逆变充放电控制器以及主控制线缆。

紫色箭头(左上):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)

高压配电模块铝合金外壳体温度为31.2摄氏度。

“3合1”控制模块(DC与辅助电机控制模块)铝合金壳体温度为30.2摄氏度。

左后轮边驱动电机铝合金外壳体温度为28摄氏度,右后轮边驱动电机外壳温度为28摄氏度。

空压机(电机)外壳温度为42摄氏度。

动力电池管理控制器(BMS)外壳温度为29摄氏度。

K8改型电动客车后轮的左右两端,配置了两组包括水冷散热(低温预热)系统管路的动力电池组件。

左侧动力电池外壳体温度20摄氏度(通过检测电脑获悉,电池内部电芯温度为24.6摄氏度)。

上图为动力电池水冷散热系统进出水管路细节特写。

黄色箭头:进水管(从冷却环路进入动力电池总成内部)

白色箭头:出水管(经过对动力电池冷却或加热的防冻液回流)温度为23摄氏度

左侧轮边驱动电机外壳体温度为54摄氏度。

笔者使用的M6CH型雷泰红外线测温仪测量范围-30至500摄氏度;10至40摄氏度范围测量精度±0.5摄氏度;响应时间<500毫秒;激光瞄准。

比亚迪K8电动客车,采用一体式后副车架+4点气囊减震+2套轮边驱动电机构成的后部驱动总成。在过去的3.2万公里,这台K8电动客车的后副车架、气囊减震以及后稳定杆竖拉杆,都没有进行任何更换或维修行为。

修整30分钟后,K8电动客车及全体测试车队人员返回拉萨驻地。

上坡时,K8电动客车的2套轮边驱动电机,动力电池组件以及电控系统,受到来自摩擦力、海拔提升带来的更大“压力”。

下坡时,K8电动客车的2套轮边驱动电机,依然受到电机反转“馈电”带来的负载。只不过,动力电池几乎不放电而进行馈电(能量回馈)。电控系统依然对动力电池保持高度“警惕”和“控制”。

在连续多个弯道+下坡工况,全电驱动的转向机频繁进行180度转向动作。回馈力线性输出,在不同车速依旧保持预设的状态。

下坡时,K8电动客车受自重因素,几乎全程都处于“馈电”状态。

黄色箭头:能量回收功率61千瓦

白色箭头:能量回收柱状图

红色箭头:双侧轮边驱动电机温度(处于正常状态)

绿色箭头:“馈电”导致动力转换电量,存储至动力电池,由之前的36%提升至38.7%

最终,再返回羊湖景区售票处后,K8电动客车行驶里程为142.1公里,剩余电量50.2%(能量回馈约14%的电量)。这足以驱动整车在余下的90公里的国道和高速公路路况返回出发点。

笔者有话说:


就在笔者对K8改型电动客车评测过程中,遇到拉萨高新开发区购买的数十台比亚迪e5电动汽车。经过询问得知,这批续航300公里的e5电动汽车用于拉萨市政府的公车改革。

由拉萨技术开发区汽车服务有限公司购买,用于为政府提供电动汽车使用+养护等服务。在试用一定时间后,逐步加大政府公务车队电动汽车比例,并逐步推动西藏地区新能源汽车支持政策的推出。

笔者遇到的这台比亚迪e5电动汽车,与北京、上海、广东等地区销售的车型完全一致,在技术上没有任何区别。

上图为藏A牌照的e5电动汽车动力舱特写。

红色箭头:驱动电机+相关控制单元散热水道补水壶

白色箭头:空调及PTC暖风系统散热循环水道补水壶

黄色箭头:动力电池水冷高温散热预热、低温预热循环水到补水壶

黑色箭头:集成逆变器、DCDC、电机控制器以及分线盒的“4合1”控制总成


笔者拍摄这台藏A牌照的e5电动汽车,总行驶里程2080公里。

很明显,这台藏A牌照的比亚迪e5电动汽车,为2017年最新推出的带有动力电池水冷高温散热、低温预热功能,在温差较大的西藏拉萨及周边区域使用。


综合此次比亚迪K8电动客车西藏高海拔评测结果看:

此次测试的K8电动客车为“低配版”,搭载电池电量为197度电,集成动力电池热管理系统。开空调满载(6.25吨)的城市公交运营工况续航里程为157.29公里;40公里匀速行驶里程为273.00公里;50公里匀速行驶里程为254.96公里。

在海拔3650-5030米的拉萨至羊湖景区,以30-70公里不等速、满载工况下行驶里程可突破270公里。

 

在总共60公里海拔差1000米的爬坡和下坡工况下,2套轮边驱动电机、电池控制系统、“3合1”控制单元、空压机以及动力电池温度正常,处于预设技术标定范围内。

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套轮边驱动电机在爬坡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电动客车的双轮边电机驱动系统,更加安全可靠。

来自北京的总行驶里程14万公里,的老款e6-300电动汽车,在拉萨-羊湖的表现依然出色。在满载近3.1吨时,翻越海拔5030米的垭口,储备动力充沛。在不具备“动力电池热管理”系统支持下,从拉萨经羊湖抵达270公里外的江孜县。

拉萨市公车改革的重要组成部分,续航300公里、具备动力电池热管理系统e5电动汽车的引入,充分印证了比亚迪独立研发和制造,搭载“铁电池”的电动客车和电动汽车在高海拔区域运营的可靠性及安全性。

阅读延伸:

在自然条件恶劣,资源匮乏的西藏高原,引入全电驱动的公交车、出租车以及政府公务用车,不仅是公众形象的良好展示,更具有相当甚远的政治、经济和军事意图。

在并未推行新能源汽车地方补贴政策的西藏,与中央和其他兄弟省市保持高度的新能源政策一致性,有利于加强社会稳定、旅游资源长久发展。


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,强化对周边国家从水资源控制的话语权。

在笔者看来,比亚迪制造的使用双轮边驱动电机的K8电动客车,2017年制造的新款e5和2014年使用的老款e6电动汽车,在拉萨及周边高海拔区域使用,与内陆适用状态几乎一样。这足以证明,比亚迪“铁电池”对高海拔的适应性和电驱动技术的宽泛兼容性。

在一些预设工况下和范围内,未来在西藏配发全电驱动或增程式电驱动载具的前言验证,或始于于比亚迪K8电动客车。


看似一个纯粹的民用电动客车在西藏测试项目,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。为我军新能源技术装备高海拔实战部署,创造深度可借鉴的实例。




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