本文为新能源情报分析网独家撰写原创发布，比亚迪唐EV四驱版使用手册系列稿件第2篇。通过从北京至位于辽宁兴城的永宁蓟辽督师府（往返840公里）评测，全向展现并深度解析比亚迪唐EV四驱版的“e平台”电驱动技术、整车轻量化、智能电四驱、不同模式下的充放电表现、动力电池热管理策略以及特斯拉 model X、蔚来ES6等四驱电动车型的横向对比。
在《宋楠的唐EV四驱版使用手册之“e平台”技术解析（2）》一文中，提到唐EV适配的“e平台”技术解决方案的动力电池热管理策略，在宋EV系列和秦EV系列车型基础上，将原本2套热管理系统（高温散热和低温预热各1套循环管路）合并为1套热管理系统（高温散热与低温预热管路合二为一）。
在环境温度超过65.5摄氏度的夏季，笔者将特别解析适配“e平台”技术解决方案的唐EV四驱版“飞线”慢充时的动力电池热管理策略。在“北上广深”等人口密度极高、对燃油车限制的1线城市，购“不限行和不限购”电动汽车，成为最简单快捷的出行解决方案。但是，太多太多电动汽车车主，因为没有固定车位不能安装家用充电桩，而只能使用“飞线”式慢充。
备注 1：后问题及的OBC为慢充充电机、DCDC为电压转换模块、PDU为电子电量分配模块
1、220伏家用电“飞线”慢充具备相当使用占比：
截止2019年8月，笔者已经用“飞线”模式为多个品牌，30余款电动汽车和插电式混动汽车进行慢充。由于租用的固定停车位不具备安装家用充电桩（7千瓦慢充），而无奈的采用这种几乎所有厂家都不建议的经常性“飞线”慢充。
但是，在北京这座对传统燃油车“限行限购”的1线城市，几乎超过70%，甚至接近80%比例的已购电动汽车车主，没有固定车位不能安装家用充电桩，多以公共快充桩为日常充电主要手段。又有相当大占比的车主（远郊区县及部分底层楼宇）采用“飞线”慢充。
在使用“飞线”慢充时，要根据使用环境的复杂性，做好线缆长度、直径、绝缘的防护措施。理论上，充电功率在3.3千瓦，线缆直径为2.5平方毫米；充电功率在7千瓦、线缆直径为4平方毫米；不建议线缆总长度超过10米。
上图为，唐EV四驱版位于副驾驶员一侧的车身后侧围上的慢充接口（护板打开状态）。
蓝色箭头：传输电量的接头
黄色箭头：固定在车身端的插座接口护圈
红色箭头：充电接口护板内置的密封圈
2、比亚迪唐EV四驱版慢充策略：
在此前笔者撰写的多篇稿件中指出，e1、元EV535、秦Pro EV、宋Pro EV和唐EV，都属于基于比亚迪“e平台”技术解决方案的全新车型。
无论从整车定位、驱动设定，还是设计与配置，唐EV四驱版（与唐DM），都堪称比亚迪制造最高技术水准的民用车典范。尤其核心技术应用层面，唐EV四驱版适配2套180千瓦级“3合1”电驱动系统，1套代60千瓦升压DCDC功能的“3合1”高压用电系统总成。其中，这套高配“3合1”高压用电系统总成，截至目前至适配在唐EV四驱版（含两驱版）以及秦Pro EV超能版。
所有基于“e平台”技术解决方案的比亚迪电动汽车中，DCDC和PDU进行整合的同时，也将OBC进行集成，最终形成“3合1”高压用电系统总成。在慢充过程中，外界输入电量通过“3合1”高压用电系统总成的OBC，经过逆变存储至动力电池。
这一慢充流程，同样适用所有电动汽车和插电式混合动力汽车。然而，除比亚迪之外的其他品牌制造的电动汽车（北汽新能源适配EMD3.0“全合1”电驱动技术车型除外），几乎都将OBC单独设定，没有与DCDC和PDU等高压用电系统进行整合！
上图为归属"造车新势力”的威马EX5电动汽车电驱动系统结构简图。红色箭头为单独设定第三方供应的OBC。
上图为归为传统车厂的长城欧拉R1与比亚迪e1前部动力舱各分系统细节特写。
长城欧拉R1的OBC由杭州富特提供（左侧图片黄色箭头）；比亚迪e1基于“e平台”技术解决方案，即便售价5万元起，OBC才被集成在“3合1”高压用电系统总成（右侧图片绿色箭头）。
OBC作为标准通用的高压用电分系统，主机厂可以向第三方供应商采购，有利于降低自行研发周期和风险，这也是长安新能源、上汽新能源、吉利新能源、所有造车新势力的通用做法。
上图为2019年参加中国汽车拉力锦标赛的比亚迪秦Pro DM赛车后置的最新技术状态的OBC特写。
然而，在此前“e平台”技术解决方案装车应用之前，e5、秦EV等上一代电动汽车上适配比亚迪自行研发和量产的第1代集成式OBC。在更早量产的e6电动汽车、以及秦系列、宋系列和唐系列插电式混动汽车上，仍然装配单独设定的OBC。
随着适用车型技术设定的提升，比亚迪不断提升单独设定的OBC和集成式OBC的参数水平，并持续降低整体尺寸和散热功耗。
最重要的是，自行研发、量产并适配不同车型的OBC，可以在兼容性与集成度上超越向第三方采购的综合效能。
在“e平台”技术解决方案中，集成在“3合1”高压用电系统总成中的OBC，无论是否处于充电状态，只要车辆启动，都享受单独设定的高温散热伺服。
如果在极限高温工况（诸如地表温度超过80摄氏度的吐鲁番）进行慢充，电芯温度超过激活动力电池热管理系统的预设阈值（35摄氏度），高温散热功能即刻开启。
3、唐EV四驱版“飞线”慢充实际表现：
上图为比亚迪唐EV四驱版前部动力舱各分系统细节特写。
蓝色箭头：高配带60千瓦升压功能的“3合1”高压用电系统总成
红色箭头：“3合1”电驱动系统+“3合1”高压用电系统总成共用的高温散热循环管路补液壶
黄色箭头：动力电池总成液态热管理系统循环管路补液壶（高温散热+低温预热）
只要将慢充线缆接驳完毕，唐EV四驱版即进入慢充状态。目前比亚迪在售全部电动汽车，随车配送的充电线缆功率为1.5千瓦、随车配送的家用充电盒功率为7千瓦，支持预约充电功能。
在环境温度超过65摄氏度的午后12点慢充至13点。“3合1”电驱动系统+“3合1”高压用电系统总成共用的高温散热循环管路补液壶（红色箭头）表面温度几乎都保持在39-40摄氏度。这意味着“3合1”高压用电系统总成内部的OBC，开始运行并进行高温散热伺服。
比亚迪唐EV四驱版“飞线”慢充1小时候，动力电池热管理系统循环管路补液壶（黄色箭头）表面温度约为36.4摄氏度。
文中提及的最高环境温度65.5摄氏度，指的是暴晒3小时候，被阳光直射的前机盖温度。地表温度处于38-42摄氏度。“飞线”慢充1小时，充电功率1.5千瓦，动力电池热管理系统的高温散热功能并未开启。
用热成像仪对唐EV四驱版关联的水冷板模块（高温散热）、空调压缩机、空调膨胀阀及管路检测，温度都处在34-37摄氏度。这意味着，整车空调系统及动力电池热管理系统全部没有开启且保持与室外温度相同状态。
备注 2：
动力电池热管理系统高温散热功能介绍：水冷板模块（制冷）用于动力电池高温散热伺服冷却液被电子水泵“压”入水冷板模块，与此同时电动空调压缩机开启运行，“冷量”经过R134A（制冷剂）传输至水冷板模块。在来自空调系统的2组管路（R134A）和来动力电池热管理系统2组管路（冷却液），都连接至水冷板并进行“冷交换”。经过冷却后的冷却液再被“压”入动力电池总成内部，对电芯进行高温散热伺服。
在整个“飞线”慢充过程中，比亚迪唐EV四驱版散热器风扇始终保持较低转速运行（明显低于驾驶舱开始空调制冷模式的转速），用于“3合1”电驱动系统+“3合1”高压用电系统总成共用的散热伺服。
上图为比亚迪唐EV四驱版适配的散热风扇总成的配件铭牌信息特写。向第三方（博世）采购发动机冷却风扇总成，似乎可以与唐燃油版通用且互换。
当然，唐燃油版只适配1台最大输出功率151千瓦的2.0T汽油机，散热组件仅需要对其进行散热伺服（也具备冷凝器）。相对唐EV而言，唐燃油版的散热需求明显降低。用高标准的散热器风扇，互换至低需求的平台，完全可以兼容。
现在，比亚迪不在坚持除玻璃、轮胎之外全部配件“垂直”研发和生产的模式。诸如汽油机用的进气压力传感器、通用化的座椅、灯具、保险片以及散热风扇等分系统，大规模向第三方采购。
唯独，燃油车的动力总成与控制系统（电脑）、DCT以及整车控制系统；新能源车全部核心系统与控制系统，比亚迪坚持自行研发和量产。
在“飞线”慢充全过程，笔者特别注意充电线缆及充电枪温度的变化。唐EV四驱版采用“飞线”慢充，充电功率被限定在1.5千瓦，充电枪及线缆温度保持在30-32摄氏度范围。
笔者有话说：
对于电动汽车而言，续航里程、充电兼容性和放电可靠性，都是重要的衡量参数。就在最简单也是较为常用的220伏家用电“飞线”慢充使用环境下，也凸显了比亚迪“技术为王”的企业调性。
在笔者看来，就是一款可以批量外购的OBC，比亚迪始终坚持自行研发和量产。随着比亚迪制造的电动汽车性能的提升，也延伸出适配电动汽车1种分散式布局技术状态、2种集成式技术状态的OBC。这一做法最终目的就是要让比亚迪系电动汽车用起来更安全、更可靠。
后续笔者将会对比亚迪唐EV四驱版快充工况动力电池热管理策略深度解析。
文/新能源情报分析网宋楠
比亚迪e5 高压电控总成的组成-原理一.比亚迪e5车高压电控总成的组成
2015年至2018年产的比亚迪e5车采用第2代e平台，高压电控总成安装在车辆的前舱。
高压电控总成的安装位置
1、高压电控总成的组成
高压电控总成是将纯电动汽车的双向交流逆变式电机控制器（VTOG）、车载充电器（OBC）、高压配电箱和DC-DC转换器这4个高压电控装置合为一体，又称“高压四合一”。
（1）VTOG控制器
该控制器为电压型逆变器，利用IGBT将直流电转化成交流电，其主要功能是通过收集挡位信号、加速踏板信号、制动踏板信号等来控制电机，根据不同工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等，即控制电机的前进、倒退、维持车辆的正常运转。此外，还具备充电控制功能，能进行交直流转换，双向充放电控制。该控制器总成分为上、中、下3个单元，上、下层为电机控制单元和充电控制单元，中间层为水道冷却单元。
（2）车载充电器
车载充电器是指固定安装在纯电动汽车上的充电器，根据高压电池管理系统（BMS）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。
（3）高压配电箱
高压配电箱的功能主要是将高压电池的高压直流电供给整车高压电器，接收车载充电器或非车载充电器的直流电，给高压电池充电，同时还具有电流检测、漏电监测等其他辅助检测功能。
（4）DC-DC转换器
DC-DC转换器是电动汽车动力系统中很重要的组成部分，通过DC-DC转换器给低压电池充电，与低压电池一起为低压电器系统供电。
2、 高压电控总成的功能
（1）高压电控总成的外部接口
高压电控总成外部接口分为高压接口和低压接口两部分。高压接口有电池包高压直流输入接口（直流母线正极接口、直流母线负极接口）、电机三相（三相交流输出）接口、交流充电（输入交流）N与L1相接口、交流充电（输入交流）L2与L3相接口、直流充电输入接口、空调电动压缩机接口、加热器PTC接口。低压接口有DC-DC输出接口、VTOG控制器低压接口、高压配电箱低压控制接口。
高压电控总成前侧
高压电控总成左侧
高压电控总成后侧
高压电控总成右侧
（2）高压电控总成的内部模块布局
高压电控总成内部主要部件有VTOG控制器（控制板、IGBT驱动板、IGBT）、电容（660 μF母线电容总成、70 μF、25 μF）、接触器、霍尔电流传感器、车载充电器总成、电感及电感温度传感器、继电器电路板模块等。
B）下侧
C）上侧爆炸图
高压电控总成内部模块布局
（3）高压配电箱
高压配电箱主要由接触器、霍尔电流传感器、预充电阻、高压电池包正负极输入接口组成。接触器由BMS控制，用于充放电。
高压配电箱组成
（4）漏电传感器
本车采用直流漏电传感器。当高压系统漏电时，漏电传感器发送信号给BMS，BMS接收到漏电信号后根据漏电情况马上报警或断开高压系统，以防止对人或物品造成伤害和损失。
漏电传感器
（5）VTOG控制器
VTOG控制器由上、下两块电路板组成，上方为控制板，下方为IGBT驱动板。IGBT驱动芯片采用1ED020I12FA2芯片。IGBT总成固定于IGBT驱动板上，其控制极G、控制极E通过弹簧与电路板上的电路连接，该总成上还有用于检测其工作温度的温度传感器（热敏电阻）。
此车VTOG控制器预留有车辆对放电排插供电功能（VTOL）及车辆对车辆放电功能（VTOV），可通过转向盘上的按键进行设置。
VTOG控制器上控制板（正面）
VTOG控制器上控制板（背面）
IGBT驱动板
VTOG控制器主要有驱动控制与充电控制两大功能。驱动控制（放电）是采集加速踏板、制动踏板、挡位、旋变等信号，实现前进、倒车、减速或制动时正反转发电功能；具有高压输出电压和电流控制功能；具有电压跌落、过流、过温、IPM过温、IGBT过温保护、功率限制、扭矩控制限制等功能；具有电控系统防盗、能量回馈控制、主动泄放、被动泄放控制等功能。充电控制具有交直流转换，双向充放电控制功能；具有自动识别单相、三相相序并根据充电电流控制充电方式，根据充电设备识别充电功率控制充电方式，根据车辆或其他设备请求信号控制车辆对外放电的功能；具有断电重启功能，即在电网断电后又供电时，可继续充电的功能；原版的高压四合一车型在直流充电时，具有直流充电升压功能，从而可使用一些输出电压低于比亚迪e5车的通用直流充电柜进行充电。VTOG控制器还包括CAN通讯、故障处理记录、在线CAN烧写及自检等功能。显然，进行驱动控制时电机的三相接触器处于接通状态，而充电控制时电机的三相接触器处于切断状态。
（6）DC-DC转换器
DC-DC转换器及DC低压输出端子。DC低压输出端通过正极熔丝盒给低压起动铁电池充电并给整车低压电器系统供电。
DC-DC转换器及低压输出端子
（7）车载充电器
它用于功率不高于3.3 kW的单相交流充电设备充电的场合，适用的充电设备包括便携式充电器、3.3 kW壁挂式充电盒。使用功率大于3.3 kW的单相或三相交流充电设备充电则要经过VTOG控制器进行。拆下上盖的车载充电器，可以看出其有两块电路板，需拆下车载充电器内部的上部电路板后，再拆下变压器与下部电路板。
拆下上盖的车载充电器
车载充电器壳体及下部电路板
（8）电容
该车高压电路中使用的电容为薄膜电容。薄膜电容的耐压可以达到1000 V DC以上，改善了电容的防潮性和抗温度冲击能力，工作环境温度可达105 ℃～125 ℃。主要由母线电容总成、直流充电升压器的70 μF电容及3个25 μF电容总成等组成。
薄膜电容
（9）霍尔电流传感器
高压电控总成中采用了霍尔电流传感器来检测电流。为检测电流方向，有的采用了正、负电源供电。一般需要在线检测霍尔电流传感器的性能好坏，先检查其是否有“+15 V”“-15 V”的电源，若电源正常，则测试霍尔信号（“1 V”对应100 A）并与电源管理器的当前电流进行对比，从而判断霍尔电流的正常与否。
霍尔电流传感器
（10）复合母排。高压电控总成中采用了复合母排技术，具有电气安全性高、电磁辐射小、传导发热小、集成度高等优点。
复合母排
2.高压电控总成的工作原理
2.1 高压安全保护
（1）碰撞断高压电保护
如果车辆发生碰撞，BMS接收到安全气囊展开信号后，通过断开系统主接触器来切断高压电。
（2）漏电断高压电保护
漏电传感器主要监测与高压电池相连接的正极母线或负极母线与车身底盘间的绝缘电阻，来判定高压系统是否存在漏电。漏电传感器将漏电数据信息通过CAN通讯发送给BMS和VTOG控制器，然后采取相应保护措施。漏电判定及措施见表1所列。
（3）高压互锁保护
高压互锁保护分为结构互锁和功能互锁两部分。结构互锁是指车辆的主要高压连接器均带有互锁回路，当其中某个连接器带电断开时，BMS便会检测到高压互锁回路存在断路，为保护人员安全，将立即进行报警并断开主高压回路电气连接，同时激活主动泄放。功能互锁是指当车辆进行充电或插充电枪时，高压电控系统会限制车辆不能通过自身驱动系统进行驱动，以防发生安全事故。
2015年产比亚迪e5车没有安装维修开关，2015年后产的比亚迪e5车安装维修开关，其高压互锁电路示意图如图所示。
表1 漏电判定及措施
高压连接器的互锁保护
2015年后产的比亚迪e5车高压互锁电路示意图
安装维修开关的高压互锁回路依次将BMS的端子BK45（A）/1、PTC模块的端子B52/1和端子B52/2、高压电控总成的端子B28（B）/22和端子B28（B）/23、高压电池包的端子KxK51/29和端子KxK51/30、BMS的端子BK45（B）/7串联起来。高压电控总成的高压互锁回路经母线“-”连接器、母线“+”连接器、PTC线束连接器、空调压缩机线束连接器依次串接起来。
（4）主动泄放保护
5 s内把预充电容电压降低到≤60 V，迅速释放危险电能，主动泄放模块的泄放电阻为7.5 Ω（标准）。
（5）被动泄放保护
2 min内把预充电容电压降低到≤60 V，被动泄放是主动泄放失效的二重保护。被动泄放电阻（标准75 kΩ）直接接于660 μF高压电容器正负极两端，上电后一直处于耗电状态，但电流很小，损耗可忽略不计。
2. 上电过程
车身控制模块（MICU）采集到“制动踏板”与“起动按钮”命令后，由VTOG控制器与无钥匙系统模块（Keyless-ECU）进行防盗认证，认证成功后吸合IG1继电器并发送“起动开始”报文，通过网关发送给VTOG控制器和BMS。BMS得电且收到报文后，BMS先吸合预充接触器并进行自检，检查是否存在严重欠压、严重过压、严重漏电、严重过温、接触器烧结、高压互锁锁止等异常情况，如果检测存在异常情况则上电失败，如果未检测到异常情况，则吸合负极接触器，高压电池的高压电经过与预充接触器串联的限流电阻加载到VTOG控制器母线上，然后判断预充是否成功。VTOG控制器检测到母线上的电压达到高压电池额定电压的设定值时，通过CAN通讯向BMS反馈预充满信号，如果不预充直接接通接触器，由于母线电容在通电瞬间相当于短路状态，会使过大电流流过接触器，因而可能产生接触器烧结等不良后果，当无严重漏电信号、直流母线电压达到设定值且直流低压系统无低压警告时，BMS判定预充成功，BMS控制主接触器吸合，断开预充接触器，点亮OK灯，上电成功。
3、 驱动电机时的原理
比亚迪e5车的高压电控总成有多种版本，根据年款等有所变化，分原版高压电控总成与简版高压电控总成。
比亚迪的漏电传感器有2种，一种接于正极，一种接于负极，两者不可互换。驱动电机时，3个电机接触器闭合，高压电经IGBT逆变桥（6个绝缘栅双极晶体管在ON和OFF间切换）变换出交流电并输送给电机，利用旋转变压器技术和空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制算法来控制电机正转（前进）或反转（倒车）。
4、 再生制动时的原理
车辆减速或制动时，电机由车轮驱动，再生制动功能使电机起到发电机的作用，将电能存储到高压电池中。
5、 单相交流充电原理
当使用便携式充电器或功率不大于3.3 kW的交流充电器进行充电时，VTOG控制器能自动识别出充电设备，并唤醒车载充电器，激活交流充电正极接触器，对高压电池进行充电。
当使用功率大于3.3 kW的交流充电器进行充电时，在N相线与B相线（对电机一侧而言）间增加单相切换接触器，VTOG控制器收到单相充电指令时，控制单相切换接触器吸合，使B相线和N相线连接，由A相、B相作为L1相、N相线使用，充电枪连接插头需使用专用连接插头或其L2相、L3相不做使用的连接插头。当VTOG控制器收到单相充电指令时，控制单相/三相切换接触器其中的2个接触 器闭合，使三相充电插座的L1相、L2相与单相充电插座的L1相、N相线导通。
高压电控总成内部线路图
6、 三相交流充电原理
系统收到充电指令时，将BMS允许的最大充电电流、供电设备最大供电电流和充电连接装置的额定电流相比较，VTOG控制器判断这三者中最小的充电电流，自动选择充电相关参数，同时系统对供电设备输送的交流电进行采样，VTOG控制器通过采样值计算出交流电电压有效值，再通过捕获来确定交流电频率，根据电压有效值和频率判断出交流电电制，根据电网电制选取控制参数。确定控制参数后，VTOG控制器控制继电器板的三相交流预充继电器和滤波电容继电器吸合，对直流侧母线电容进行充电，当电容电压达到规定值后吸合单相/三相切换接触器，同时断开继电器板的三相预充继电器，此时VTOG控制器发送PWM信号，控制双向DC/AC模块对交流电进行可控整流，再根据高压电池电压，对电压进行调节，最后把直流电输送给高压电池。在此过程中，VTOG控制器根据预先选定的目标充电电流和电流采样反馈的相电流，对整个系统进行闭环的电流调节，实现对高压电池进行充电。
7、 直流充电原理
比亚迪e5车除了可采用交流充电方式外，还具有直流充电的快速充电方式。
直流充电主要是通过充电站的充电柜将直流高压电直接通过直流充电口给高压电池充电。
当使用的直流充电柜最大输出电压小于高压电池电压时，直流充电升压器工作，将下桥臂的增压IGBT置于ON，使直流充电柜的电力为电感充电。电感存储了电能，将下桥臂的增压IGBT置于OFF，电感产生感应电动势，使电压升至合适的充电电压，电流持续从电感中流出，通过上桥臂IGBT流入母线电容和高压电池。
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