电池一定怕冷吗？ 荣威e950高寒测试

e950驱动技术简介

相信北方的朋友也会有这样的经历。在寒冷的冬天，手机或其他电器的电池会很快耗电，这是由电池的物理和化学特性决定的。如今，大多数混合动力车型都使用电池作为能量储备单元，它们也将面临同样的问题。那么，混动车型上市前会经历哪些高寒测试来验证其在寒冷条件下的性能呢？今年2月，我们参加了荣威e950（查成交价|参配|优惠政策）电池性能项目的高山测试。你可以看到工程师是如何对电池系统进行高山测试的。看看汽车电池是不是和普通电器的电池一样“怕冷”？

e950的技术结构

在介绍冷测项目之前，我们有必要先简单了解一下荣威e950的动力系统，以便更好地了解汽车的运行模式以及我们冷测电池项目的重要性。先说电力系统。简单来说，可以概括为“双核、三核、八模”。“双核”是指e950同时配备汽油发动机和电动机。“三芯”即配备1.4TGI涡轮增压发动机、ISG起动机和发电机、TM牵引电机。“八模式”是指有七种驾驶模式加充电模式，一共八种操作模式。根据厂家数据，该车最大续航里程600公里以上，纯电模式下综合路况续航里程60公里，官方综合油耗1.7L/100公里。

e950和e550的动力结构类似，都是一个发动机加两个电机的形式。主要区别是e950使用的是1.4T涡轮增压发动机，在性能上优于e550使用的1.5L自然吸气发动机，e950的两个电机的动力参数也更高。

除了六种驾驶模式之外，e950还有怠速充电模式和外部充电模式。根据八种模式，只有当发动机高速匀速工作时，其他情况下才会启动电机，只要启动电机，电池就会处于工作状态，无论是加速还是制动，电池都不会空转。说白了，两个电机还是轮流工作的，但是电池基本上一直在充放电之间切换，工作不仅忙而且很重要。

目前e950使用的磷酸铁锂电池相比，e950被镍钴锰酸锂电池取代。与其他类型的电池相比，它具有能量密度高、安全性适中的特点。根据厂家数据，SAIC自主研发的电池管理系统BMS设置了2个数据采集器，剩余电量检测精度达到1%，优于行业平均8%。

e950的电池容量为11.8kWh，如果用高压充电设备充电，3小时即可充满电。官方数据显示，充满电后可以纯电行驶60公里，基本可以满足大多数人上下班代步的需求。理论上，e950的用户每天充电一次就不需要用汽油了。其实e950混动系统的六种驾驶模式都是电脑自动选择的，车主无法指定使用纯电模式。但是在日常用车的情况下，应该说会有一些发动机的介入，所以实际用车体验应该是非常省油的，但是完全不会烧油。

简单介绍了e950的混动系统后可以看出，虽然汽车的电池容量不大，但在动力系统中起着非常重要的作用，在日常驾驶中电池会不断充/放电。这两个动作实际上是让电池发热，所以汽车行驶时，散热比保暖更重要。

e950电池组介绍

e950的电池组由SAIC自主设计，电芯由供应商提供，电芯采用三元锂电池。结构上满足IP67要求，安全可靠。对于电池组来说，光有安全性是不够的，还要性能能够满足要求。为了使电池在合适的温度下工作，电池组在电池模块下方装有水冷散热系统和导热垫，多余的热量通过冷却板和冷却管道带走。保温方面比较简单，主要依靠电池组内部的保温/阻燃层进行保温。

人们认为锂电池在冬季会消耗更多的电量，因为温度影响电池化学反应的速度，低温导致锂电池化学反应缓慢，所以放电电流变小，直接导致电池可用容量的降低。这种情况在汽车电池上也会出现，但由于e950的工作模式，电池会频繁充放电，电池温度会很快上升到正常工作温度。

据工程师介绍，电池工作后温度普遍较高，厚厚的绝缘层使电池很难冷却下来，所以冬天即使停放几个小时，温度也不会太低。就该技术方案而言，需要增强的是电池组的散热性能，因此采用水冷散热系统。

■阿尔卑斯试验场和e950场地介绍

本次高山试验的地点是黑河，地处亚寒带边缘，与俄罗斯城市布拉戈维申斯克之间只有一条黑龙江，年平均气温-1.3-0.4℃，日最低气温零下40℃。由于这里气候严寒，同时还有山区、湖泊和城市的路况，国内很多汽车厂商都选择了这个地方进行高寒测试，而SAIC也是最早在这里设立高寒测试中心的厂商之一。

荣威e950在SAIC黑河测试基地进行测试，这里有各种地形的测试场地，有三个专用于冷冻车辆的冰柜，以及必要的室内维护和充电设备。当室外温度达不到要求的温度时，工程师会把车开进冷冻室冷冻。我们来看看混合动力车型的高山测试会进行哪些项目？

急加速/急减速/冷启动测试

■测试人员和设备介绍

车辆测试从来不是一两个人就能完成的，每一次测试都需要整个团队的配合。e950的冷态试验也是如此。在黑河测试基地，我们看到除了3名电池系统测试员外，还有新能源部门的工程师，主要负责变速箱标定、主观评价和续航测试。

这里简单介绍一下。上面图2中的CAN指的是总线技术，称为“控制器局域网-总线”。在汽车中，这种总线网络用于传输车辆上的各种计算机数据。校准软件通过读取车辆上的传感器数据来分析车辆状况。

在测试的硬件设备上，与燃油版基本相同，即使用特定的仪器采集车辆信息，使用INCA等软件读取并分析数据。下面，我们将根据不同的项目展示相应的测试数据截图。

e950测试项目介绍

上个月底，SAIC在技术研讨会上对其混动车型的电池进行了浸水实验，结果显示，在鱼缸里浸泡了一周的电池包其实里面没有水，说明电池包的密封性能还是比较可靠的。但是，光靠密封性能是不够的。我们还需要看看这种电池组在寒冷条件下的性能是否符合要求。由于e950之前做过全面的冷测，这次主要是验证电池项目，所以测试的项目大部分都与电池管理系统有关。

●在-30℃的极寒条件下冷启动。

前面的电池组结构中提到，电池一般很难完全冷却，冷启动测试的要求是车辆在-30摄氏度时冷启动，当环境温度达到-30摄氏度时，电池应冷冻8-10小时左右。

因为白天还有各种路试项目要做，所以冷启动通常安排在每天的第一项。车辆在冷库冷冻一晚，在工程师口中达到“冻透”标准后，工程师会冒着被自己“冻透”的风险，进入冷柜进行冷启动试验。

当然，实际操作并不复杂。首先是接线，用电脑读取电池温度，达到-30摄氏度的标准后，工程师可以进行冷启动测试。工程师所要做的就是按下启动按钮，看车辆是否一次性启动成功，记录车辆的各种信息。

之前参加过其他品牌的冷测，也有冷启动项目，但都是在室外环境下进行的。这是首次在冷库中观察冷启动试验。感觉冷库比室外冷很多，冷库容易出现雾。戴眼镜的朋友可以想象镜头的结霜，空调吹来吹去空出风口“呼呼”进一步加强了冷感。

老实说，如果外面是零下30摄氏度，我呆半个小时也可以，但是我不能忍受在这个冷库里呆五分钟。我觉得里面的工程师几乎属于不怕冷的情况。从接线、启动、采集数据到最后开车出门，他们都没有颤抖。后来，我问工程师们冷不冷。事实上，他们也感到寒冷，但这对他们来说是一项严格的工作。如果温度不达标，不管多冷，他们都要克服。

●监控行驶过程中电池状态的变化。

电池的重要性之前已经介绍过了，如何很好的使用这些电池取决于电池管理系统，它还具有实时监控每个电池单体的功能，保证电池的安全可靠使用。如前所述，在行驶过程中，电池将持续充电/放电。但是过充过放会影响电池寿命，所以BMS就是为了避免这种情况。

本次冷测的项目之一是监测电池电量的变化。在这里，我们需要理解SOC的概念，因为电池组的性能是由电芯中电荷最小的那一个决定的，类似于Cannikin定律，所以监测和控制电池的剩余电量是BMS的一个关键功能。具体来说，在实际的车辆环境中，工程师在低温环境下遇到各种极端的车辆状况时，需要验证SOC是否在合理的范围内变化，电池的充放电电流是否在合理的范围内。接下来，我们将分三种情况进行说明。

1.快速加速:测试电池的放电能力。

在混合动力模式下，当车辆全速加速时，两个电机都需要电池来提供动力。此时需要测试电池的放电容量是否能够满足需求。实际测试中，工程师一直在将车辆从静止加速到185km/h的速度，电池基本可以保持130A以上的放电电流，足以满足加速需求。BMS的限流系统可以将电池的放电电流限制在不超过160A，从而保证电池寿命不会因为过放电而缩短或损坏。

2.快速减速:测试充电电流的控制。

突然减速是日常用车的常见情况，涉及瞬间充电电流过大的可能性，需要工程师在不同环境下验证实际用车值是否在原设定范围内。

事实上，电池的充电电流与车辆的动能回收有关。车速越高，对应的动能就会越大，自然就会有更大的充电电流。车辆高速制动时充电电流是否会超过预设值，从而导致电池过充？这需要工程师实际验证。

在这次测试的过程中，工程师一度将车速提高到接近200km/h，然后进行全力制动，迅速把车速降到100km/h，测试车在高速制动的时候，电池的充电电流会不会超过预设范围。

后来从实际数据来看，车辆在高速制动时，测得的电池恢复电流持续在150A-100A的范围内，符合BMS的要求，不存在过充。

3.日常驾驶

除了针对一些极端驾驶情况进行针对性测试外，工程师还需要模拟普通用户日常用车，监测日常驾驶过程中电池电量的变化。今天，我们的测试工程师记录了15公里的日常驾驶数据。

从图中可以看出，车速不断变化，接近日常用车情况，电流始终在充放电之间切换。电池电量一直在变化，但基本保持在20%左右波动，说明BMS很好地控制了剩余电量，可以保持电池电量不太低，保证了电池的安全性和使用寿命。

不要以为工程师的工作可以在白天完成，其实停车后，就是另一项工作的开始。白天收集的数据晚上要整理分析，第二天可以对车辆进行调整或验证。其实这也是汽车行业的普遍现象。毕竟市场竞争激烈，厂商推出新车的速度也在加快。为了保证质量，幕后的工程师需要付出更多的努力。

■总结

通过这次参加荣威e950的冷测，我们可以得出这样的结论:荣威e950的电池经得住寒冷天气的考验，无论是-30℃冷启动还是低温环境下行驶，电池的工作状况基本符合设计要求。

另外，由于荣威e950不能由驾驶员手动在纯电模式下驾驶，六种驾驶模式的切换完全由电脑自动完成，所以我们没有测试纯电模式在低温下的续航里程是否发生变化。可以说，电池管理系统会在功率较低时启动发动机给电池充电，在功率充足时，适当减少发动机的干预，使发动机保持在最经济的运行范围内，达到最佳的燃油经济性。