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宝马X1插电式混合动力汽车深度测试与评价
2021-10-21 22:49:57· 来源：中国汽研新能源中心
宝马在国内生产的混动车型有X1、5系，基于原有横置前驱UKL平台与纵置后驱CLAR平台升级而来，分别为P0+P4和P2构型的PHEV车型。这里介绍更为简单的X1 PHEV，此方案
宝马在国内生产的混动车型有X1、5系，基于原有横置前驱UKL平台与纵置后驱CLAR平台升级而来，分别为P0+P4和P2构型的PHEV车型。这里介绍更为简单的X1 PHEV，此方案不需要对发动机、变速箱的布置方式进行大范围调整，混动控制逻辑相对简单，前驱、后驱由发动机+AT变速箱与P4驱动电机独立承担，没有复杂的扭矩协调控制，是一种在原有燃油动力总成上进行电气化升级为一种低成本的改造方案，简单易行。除了X1以外，宝马和捷豹路虎还分别在i8和揽胜极光上对这一构型进行了量产。
2018款宝马X1 PHEV 搭载22kWh高压电池包，纯电续驶里程为60km（NEDC），动力构型如图1，各项参数如表1。下面在NEDC/WLTC工况下对该车的能量管理、充电、热管理策略进行简要分析。
图1 宝马X1动力系统架构
表1 车型关键参数表
能量管理策略
车辆工作模式包括纯电动驱动、发动机直驱、混合驱动、混合充电：
①纯电动驱动：车辆仅由驱动电机进行驱动（后轮驱动），动力电池作为能量源；主要分布于高SOC或低SOC且需求功率低的情况。
②发动机直驱：车辆仅由发动机驱动（前轮驱动），主要分布在高SOC、车速达到阈值引起发动机启动情况；
③混合驱动：发动机与发电机主要分布于发电机启动发动机过程，或发动机工作点调节过程；
④混动充电：主要分布于低SOC下，由于SOC和需求功率达到发动机启动阈值，发动机输出驱动车辆，多余能量通过发电机给电池充电。
图2 宝马X1 WLTC工况SOC与发动机起停
电量维持阶段电池SOC的维持主要依靠纯电模式与混动充电模式切换。混动充电模式下，发电机功率与整车需求功率呈线性关系，如图3所示。宝马 X1主要通过变速器对发动机工作点调节，同时通过与纯电模式切换，减少发动机在低速工况低效率工作情况。
图3 宝马X1 发电机工作点、发动机工作点
由于整车动力系统根据NEDC工况进行匹配，所以存在P4电机转速与速比限制，产生在高SOC车速达到阈值发动机直驱情况。
图4 宝马X1 纯电动与发动机直驱模式切换
电池慢充充电策略
图5（a）为电池慢充充电过程表显SOC与电池电流关系，整个慢充充电过程电池基本保持恒定电流充电，直至车辆充满电；原因是电池高电量和低电量均进行了电池电量隐藏，如图5（b）为电池表显SOC与真实SOC关系。
（a）慢充充电电流
（b）慢充充电表显SOC与真实SOC
图5 宝马X1 慢充充电电流、表显SOC与真实SOC关系
热管理策略
图6为整车热管理架构，这里针对电池热管理策略、采暖需求时PTC与发动机协调控制进行分析。
图6 宝马X1 整车热管理架构
电池热管理
①根据热管理架构，电池无单独PTC加热。电芯温度较低时，电池无法提供最大电动驱动功率，此时由发动机驱动车辆；至电芯最低温度达到阈值后，电池正常功率输出。
图7 宝马X1 电池低温动力系统响应
②试验车辆动力电池包水冷板通过冷却液进行冷却，电池包冷却循环与制冷剂循环通过chiller换热实现协同冷却。当电芯最高温度达到阈值时，电池冷却回路水泵开始工作；当电芯温度和温升速率达到阈值时，EXV阀开启，电池冷却循环与制冷剂循环换热。
图8 宝马X1 电池高温冷却策略
PTC与发动机协调控制
当发动机冷却液温度达到阈值或车内温度高于阈值，空调PTC停止工作，通过发动机余热进行制热，同时三通阀开启；当发动机冷却液温度低于阈值或车内温度低于阈值，空调PTC重新开始工作，弥补当前发动机余热不足情况。
图9 宝马X1 采暖需求下关键布点温度变化
包含上述结果分析在内，中国汽研以宝马X1 PHEV为蓝本，完成两大类8个方向的研究，如表2所示：
表2 BMW X1策略解析
关于上述车型策略解析更多详细内容，可根据下方联系方式联系我们。
联系人：王先生 18083017661
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