开沃电动客车第3代全铝箱体一体化液冷电池技术详解【钜大锂电】

2019年9月18日至20日，由交通运输部科学研究院、中国公路学会客车分会、中国道路运输协会城市客运分会、国家客车质量监督检验中心、重庆高新区管委会等单位共同主办，重庆车辆检测研究院有限公司等机构承办的“2019EB-PAC全国新能源公交车性能评价赛”在重庆举办。此次赛事聚集了来自全国的14家商用车厂的23款车型，最大化模拟贴近公交运输多种工况下，获取不同品牌型号的电动客车包括电驱动系统、动力电池总成等分系统主被动安全性和整车可靠性。

在众多参赛车辆中，来自南京的开沃的长宽高8545×2440×3035mm、轴距4465mm；额定成员63人；适配自行研发的“4合1”电驱动系统和第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的NJL6859EV型电动客车表现极为抢眼。

需要注意的是，此次参赛的开沃NJL6859EV型电动客车，不仅是全场唯一的两款具备动力电池液态热管理系统的车型，并且也是在贵州遵义和气候更加恶劣的中国西部边疆城市公交市场批量服务的车型之一。

本文将对开沃NJL6859EV型电动客车搭载的第3代全铝箱体一体化液冷电池技术深度研判。

1、开沃系动力电池液态热管理策略的进化：

在位于南京的生产基地的新能源技术研发中心，开沃汽车对动力电池总成技术、不同种类的热管理策略、以及包括电驱动技术在内的诸多分系统进行全寿命周期可靠性与主被动安全性进行研发与测试。

截止2019年10月，开沃电动客车搭载的1代动力电池技术+自然散热热管理策略，更多的是强调在全负荷运营模式的整车侧面的安全性。开沃系2代动力电池技术+内置液冷铝板散热方案与双模空调系统，用于安全方面的技术验证，并未进行整车应用。

在第2代动力电池总成内，围绕电芯布置液态管路以及外置铝合金材质液冷散热基板。高压线缆正负极接口截面，设定了密封衬垫。冷却液进水口和出水口靠近布置有利于管路结构优化。

采用三层铝合金基板焊接的液冷板，中间预设了“蛇形”管路，以保证冷却液充分带走热量冷却电芯。在极高外界温度，满负荷电流输出/输入情况下保持温度，使更大容量磷酸铁锂或三元锂材质电芯工作温度处于15-35摄氏度。这种内置液冷基板+外置复合材质循环管路的方案，可以为电芯进行高温散热和低温预热支持。但是，增加了动力电池总成的自重，内置液冷基板密封可靠性较差。使得第2代动力电池总成的能量密度及可靠性上仍有提高的空间。

2019年3月，开沃正式对外公开展示基于第3代动力电池技术的全铝箱体一体化液冷动力电池总成解决方案。这种全铝箱体一体化液冷动力电池总成单体装载电量为33.4度电，采用全铝合金壳体（含上壳体和下壳体）、内置BMS、磷酸铁锂电芯2并18串、能量密度超过145Wh/kg、总成自重0.23吨。

一体化水冷箱，将箱体内部与电芯PACK贴合的冷却液管路（通过硅脂贴合），转移至全铝合金箱体最底端并全方向封闭。电芯PACK间通过导热层，将热量传递至箱体底部。由于动力电池总成上下盖都都采用铝合金箱体，本身形成了一个热循环（保温和散热）导体，在根据搭载车型的不同预设不同的阈值，自动激活低温预热或高温散热功能。最终，保证电芯在15-35摄氏度环境下安全使用。最大化的保证动力电池总成实时处于良好的工作温度范围内。

铝合金箱体底部铺设的蛇形水道，使得乙二醇冷却液始终处于全封闭环境下运行，不再铺设数量较多的冷却液管路以及容易出现渗漏的“三通”阀体，从根本上避免冷却液渗漏导致的安全事故。而一体化水冷箱的上下壳体都设定为铝合金材质，增加了依靠自身导热的热交换效率，间接降低动力电池消耗的电量，提升续航里程。

开沃系第3代动力电池总成下端的内置在铝合金壳体内的水道技术，源自第2代动力电池的三层铝合金基板焊接的液冷板，中间预设了“蛇形”管路技术。

基本上可以确定的是，开沃系第3代动力电池技术的全铝箱体一体化液冷动力电池总成解决方案，是在前两代动力电池技术迭代而来。

2、开沃NJL6859EV型电动客车技术状态：

在2019年9月18日重庆举办的全国新能源公交车性能评价赛中，搭载第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的开沃NJL6859EV型电动客车参赛。赛事当天（8:30-16:30），室外最高温度不超过28摄氏度，最低温度12摄氏度。

开沃NJL6859EV型电动客车经过一夜的静止，整车及各分系统温度与室温相当。如上图所示，通过热成像仪捕捉到一只“偶然”路过的小狗子，与整车热辐射信号对比特写。

开沃NJL6859EV型电动客车适配的自行研发的“4合1”电驱动控制系统（蓝色箭头）、驱动电机和“4合1”电驱动控制系统共享一套散热管路（红色箭头），动力电池高温散热系统单独使用1套散热管路（黄色箭头）。

上图为开沃NJL6859EV型电动客车电池舱体完全展开后的特写。每组第3代全铝箱体一体化液冷电池系统单独设定在1个全密封的舱体内。这种“1对1”的设定，满足了运行中对涉水工况的安全防护需求；在高温工况下全铝箱体+主动散热架构保证电芯处于15-35摄氏度运行；在低温工况下密闭舱体内的空气起到“保温”作用。每组电池舱体内都标配自动灭火系统，用于最后的安全保证。

上图为装载开沃NJL6859EV型电动客车，第3代全铝箱体一体化液冷电池系统细节特写。

全铝箱体分为三个结构，上下壳体采用螺栓与密封条固定；最底端的液冷板（含水道）与下壳体通过焊接；高压、通讯和加热线缆接头固定在相同一侧（面向舱盖）有利于检修。

黄色箭头：铝合金上壳体

红色箭头：铝合金下壳体

蓝色箭头：焊接在下壳体底端的液冷板（含水道）

绿色箭头：焊接在液冷板上的水道接口

白色箭头：包裹保温材料的水管（电子水泵施压连接循环管路）

黑色箭头：密封上下壳体的力矩螺栓

开沃系第3代全铝箱体一体化液冷电池符合IP67标准，适配的磷酸铁锂电芯本身较多用于乘用车的三元锂电芯安全性更高。适配sh的一体化铝合金壳体热管理系统具备，壳体风冷散热和主动液态高温散热功能，有助于提升装载电量使用效率。

上图为停止状态下开沃NJL6859EV型电动客车电池仓提热辐射信号特写。

整车最低温度处于19.7摄氏度，动力电池总成高压线缆连接端温度最最高仅为26.1摄氏度，这意味着此时电芯温度处于与环境温度相符的21-23摄氏度区间。

3、开沃NJL6859EV型电动客车赛事表现：

装载电量达到233.86度电的开沃NJL6859EV型电动客车，最大续航里程为450公里（等速标定）。在实际的公交运营工况下续航里程仅是一个参考因素，更多的还是全寿命周TCO参数，整车可靠性，以及最重要的主被动安全设定。

在全国新能源公交车性能评价赛中，为了模拟实际公交运营工况，为每台参赛车辆增加了配重，并由专业的驾驶员操控，围绕赛道进行攀爬、涉水、加速与制动等多项环节横向比对。

客观的说，在气候宜人环境舒适的重庆，将适配液冷电池系统的电动客车，与其他各种“通”品牌搭载相对技术落后的风冷电池电动客车比对，即便连续行驶10小时，电池温度也很难达到激活高温散热系统预设阈值。

换句话说，在一个较低标准状态下对搭载液冷电池技术与风冷电池技术的电动客车而言，并不能突出动力电池技术的原本存在巨大差距。

4、标配第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的开沃系电动客车市场应用：

2019年9月28日，132台开沃NJL6100EVG电动客车，在位于中国西北部的伊宁市投入运营。这批电动客车将优先投放到1路、2路、3路、4路、5路等中心城区、客流量大的公交线路。作为配套设施，同时还在火车站、星光小区和城西场站建设了三个充电场，共计66个充电桩（创源充电，开沃汽车生产提供），132个充电手柄，后期将对外开放，为社会车辆进行充电服务。

这批次在遵义公交市场运营的开沃电动客车，同样搭载的是创源动力第3代全铝箱体一体化液冷电池技术。贵州省遵义市平均海拔800至1300米。冬季1月最冷时期极端最低气温约为零下7摄氏度，最高温度约为39摄氏度。

经过6个月的公交运营，开沃NJL6123EV2电动客车动力电池高温散热系统只要达到预设阈值即被激活，使得全车电芯始终处于15-35摄氏度最适宜的范围。

承担伊宁市公交运营的开沃NJL6100EVG电动客车，整车长宽高10450×2500×3200mm，全部适配第3代全铝箱体一体化液冷电池技术，单车动力电池装载电量225.79度，续驶里程为250公里，应对最高温度超过41摄氏度的极端气候游刃有余。

笔者有话说：

作为中国老牌的客车生产厂商的开沃，从传统客车转型电动客车始终围绕核心技术研发展开。最早的第1代风冷动力电池技术的批量装车运营，开沃就着手开发更加安全的液冷电池技术。随着中国新能源市场的快速发展，第2代液冷电池技术在完成开发后并未装车使用，反而将一体化液冷板技术与全铝合金壳体技术相结合，构成了更加注重安全设定的第3代液冷电池技术解决方案。

好的技术需要好的服务支持，开沃服务体系包括现场技术支持和远程安全控制。目前服务贵州遵义的开沃XXXX型电动客车算不行车数据，都可以在监控后台实时显示。尤为重要的是行车中动力电池电压、电芯温度的检测数据显示，可以让服务团队第一时间掌握。

上图所示的截图界面显示的是2019年9月18日14:21:41时，运行在贵州遵义红花岗延安路接到名雅居瑞安世纪新城的XXXXX型电动客车的实时数据流。其中，在第3代全铝箱体一体化液冷电池技术加持下，电芯最高温度为28摄氏度、最低温度为24摄氏度。

目前，在中国市场运行的数以万计的电动客车，仅有包括开沃在内的两家车厂全系标配了动力电池液冷技术。尽管某些号称最牛B的商用车厂商，宣称动力电池液冷技术并不重要，只要将温度设定在条件允许范围即可。实际上，参照新能源乘用车几乎全系标配电池液冷技术态势看，商用车尤其是电动公交客车动力电池液冷技术全面应用，是保证运营安全的最基本设定。而不是处于成本需求。

笔者认为，目前国内正在使用强度超过2-3年、配置动力电池被动风冷散热技术的电动客车，或多或少都存在电池系统衰减和电芯一致性此案次不齐的状态。如果没有完善的售后保障体系（主要是针对高强度使用电池总成进行替换）支持下，动力电池持续在高温工况使用，整车出现燃烧和爆炸事故几率将持续上升。

开沃电动客车不仅全系标配第3代全铝箱体一体化液冷电池技术，并且适配完全自行研发的“4合1”电驱动控制系统。包括整车在内的诸多分系统控制策略也是开沃自行开发并与整车适配。从最基本的动力电池安全设定，到最高点的控制策略，全部由开沃自行开发，并抢先与包括宇通在内的车厂率先进行市场应用。

单从对公交运营安全态度、技术开发和市场应用看，开沃完全超越了宇通。笔者将持续关注搭载第3代全铝箱体一体化液冷电池技术的诸多开沃电动客车，以及装备动力电池被动式风冷散热技术车市市场安全状态。