一提起“三高”,恐怕大多数人会想到“高血压、高血脂、高血糖”,而且越来越多的人开始被“三高”病所困扰,左手血压计,右手血糖仪成了很多人的标配;汽车其实也有“三高”,分别是“高原、高温、高寒”,而对应的办法只有一个,那就是“实地跑个上万公里,做好各系统的标定”

我们一行人下了飞机转火车和大巴,千里迢迢来到位于黑龙江的北安,探营正在做“高寒测试”的北汽新能源团队,并且对EX5及EX3车型的高寒试验进行了一些了解。
为了不把文章写成流水账,也不想长篇大论让各位看着眼晕,我打算采用分段问答的形式,尽量清晰明了地说明什么是高寒测试,以及我们这一趟到底了解到哪些信息。

位于黑龙江北安的冬季测试场地大门,被工程车堵在门口的那台车就是北汽新能源正在高寒试验的EX3。

什么是“三高试验”?
简单来说,就是让车辆在“高海拔、高温度、高寒度”这三种不同的环境下跑上数千公里,看看车子跑下来的各项参数指标是否符合设计标准,哪里还需要调整。同时也具有数据标定和调整的任务,对各项数据进行调整并试验,找到最佳的参数选择和搭配。相当于包饺子和面:面多了加水,水多了加面,找到最恰当的比例,作为以后再包饺子时面粉的兑水比例。
为什么要做“三高测试”。
北汽新能源做三高测试,主要需求和原因大致包含下面4个方面:
三电性能:通过实际三高环境下的整车试验,包括整车热管理、空调降温、制动性能、驾驶性能、充电性能、动力性、经济型、车窗除雾等项目。同时验证车辆在三高地区的各项性能符合设计状态和使用要求。
环境适应性:通过在三高地区开展早期可靠性测试,可以判断车辆在极端状态下的质量状况和适应能力。
对标试验:通过测试自身的产品,与竞争品牌的产品进行多个项目的对比分析,找出自身产品的差异和问题。
基础标定:解决车辆设计与实际使用时的标定差。标定整车控制系统,以及底层控制系统的标定和数据采集,包括BMS/MCU等电池管理和电驱动管理等参数。
北汽新能源的“三高试验”在哪里做?
一款车在设计阶段,尤其是在零部件测试的阶段,实验大多会在研发中心的温室及冷房里做,但是毕竟模拟测试的效果及综合效果不如真实环境下的实车测试,因此每年在合适的温度和季节里,会选择不同的省市地区进行实车的行驶路测。
基本上情况如下:
高原:海拔4800米以上,一般选择在西藏的拉萨,青海的格尔木,云南的香格里拉。时间在每年的8、9月份,周期为50天
高温:一般会选择摄氏45度以上的温度环境下进行。多选择在海南的琼海,以及新疆的吐鲁番。大约在每年的6至8月,周期80天
高寒:会选择在摄氏零下30度以下的环境,多选择在黑龙江的黑河,内蒙古的海拉尔,偶尔也会在河北的张北,以及北京的延庆密云等地。时间是12月至来年的3月,周期多为70天左右

为什么说高寒测试是“三高”试验中,非常重要的一环?
要是把影响纯电动汽车续航的“天敌”排个队,估计“寒冷”能排名第一;如果把影响车辆稳定性和可靠性的“最大因素”列个清单,我想“寒冷”也至少位列三甲。可以说寒冷对于汽车,尤其是纯电动车来讲“伤害”是最大的。因此,如何“对抗”严寒就成为每一台车最棘手的问题。
如果我没记错的话,北汽新能源的这次冬季高寒试验探营,是纯电动车企第一次在冬季的东北,组织此类活动。因为纯电动车在高寒条件下的车辆状态都不会很理想,因此国内绝大多数车企都没有对媒体公开过高寒试验。只有腾势在几年前做过一次针对媒体的冬季冰雪试驾体验,之后就罕见纯电动车在冬天的东北做媒体活动。偶尔零星,也只是单独媒体在测试场地与工程师的单独交流,比如我们电动生活几次冬季前往牙克石及海拉尔的冬季测试场地,与某些车企进行有关新车的技术沟通。
所以,既然我们这次是针对北汽新能源在高寒地区进行试验测试的探营,那么我们下面的内容就围绕“高寒”这个主题进行。

寒风与冰面是冬季试验的标志!我们这次是“理直气壮”地把车开到了冰面上,而且是不会上“热搜”的那种!

高寒试验都包括哪些项目?
从大类上来分,高寒试验分成两大主题,其一是整车及系统标定,相当于最终数据还没有找到,还需要各种测试和确定;其二是整车验证,可以看做是已经标定或者确认过的系统,现在要通过实际路测来验证这结果或结论。
整车及系统标定包括:防滑系统ASR、刹车防滑系统、功能安全可控度、V2L对外逆变放电功能呢、VBP测试机标定、除霜性能。
整车验证包括:环境适应性(每台车1万公里的路测验证)、冷启动性能、动力性、经济型、快慢充电性能(直流/交流)、暖风系统。
这些项目都包括哪些内容呢?
我们选择几个主要的内容项给大家举例说明吧。
环境适应性试验:这个是要要求车辆进行至少1万公里实际行驶里程的路测,以对整车的低温地区去实际使用情况及性能做判断和检验。
这1万公里的大致里程分配如下:

冷启动性能:在环境温度在零下35度的低温条件下,要求车辆冷启动一次成功。
动力性:要求在零下35度的环境温度下,车辆的动力性能达到设计要求,不影响车辆正常使用。
经济型:在同样极寒条件下,要求电量的消耗率不能出现大幅度衰减,要满足用户在实际使用时的需求。
我们了解了一些常规的技术信息,下面我们来介绍一些北汽新能源所谓的“黑科技”吧。
1.低温下的电池加热。在极寒条件下,电池包在低温条件下是无法正常充放电的,因此北汽新能源研发了低温电池加热技术。当电池包在零下20度以下时,车辆外接充电枪后,电流只负责给电池的液态温控管理系统加温,此时没有电流进入动力电池;当电池包在零下20度至零上20度之间时,外接充电枪的电流开始兵分两路,一路进入电池包充电,另一路继续负责通过液态温控系统给电池包加温;当电池包温度升值20度以上时,电流停止加温,全部用来充电。

当插入充电枪之后,车辆自动判断电池温度,并视情况启动电池加热功能。在车辆仪表盘上,会有电池加热的显示。

这样的好处在于就算在极低温条件下,电池包仍然可以在加温后进行充电,同时不会出现低温析锂的情况。要知道,一旦发生低温充电的析锂,电池包就报废了。
同时相比没有加温设备,全靠电芯充电时自发热的电池来说,这套带有加温系统的电池包在充电时间方面会出现成倍数的缩短,同时有利于电池芯本身的健康。
简单来说就是在-20度以下,快充加热。-20至20度边加热边充电,20度以上直接充。同样功率的直流快充桩,有加热40分钟充满,无加热4小时以上充满。
2.充电后的电池6小时保温技术。目前的纯电动车,一旦充电完成之后,都会断开与外部充电枪的连接,此时如果环境温度极低,电池包的温度也会跟着降低。当充电结束几个小时之后,电池包的温度将会和极寒状态下的环境温度一致,此时如果启动车辆,电池包放电电流会很低,受限的电机只能以很低的功率驱动,如果停车库的出口坡道角度较大,都可能无法驶出停车库。

在外插充电枪时,无论是直流快充还是交流慢充,都具有6小时外接电源的电池保温功能。

北汽新能源现在有一个6小时电池保温技术,当结束充电时如果充电枪继续插在车上,并且没有断开供电,那么车辆会继续利用外来的电流对电池进行保温,时间长达6小时。当车主需要使用车辆的时候,大部分情况下电池包都会处于一个理想的工作温度下,也就是接近25度左右。这时,无论外部温度如何寒冷,电池包都会在车辆启动时就处于最佳工作温度,并且在后续的使用中通过电芯工作时的自发热,保持电池包的工作温度处于最佳状态。
3.终于有了ESP。把这条列入“黑科技”清单其实有些不太合适,但是对于北汽新能源来说,并不是很过分,要知道北汽新能源之前推出的车型,全部都没有ESP,哪怕是顶配车型都缺失。而从现在开始,所有车型将配备博世9.3版本的ESP系统
4.高能量密度的电池系统。这次我们看到了两台车,分别是EX5和EX3,两台车采用的电池系统都是全新的。EX5采用的电池系统能量密度为146.5wh/kg,电池电量61.8度;而EX3采用的电池包系统能量密度达到161wh/kg,单纯电芯能量密度更达到了220 -230wh/kg,电池度数61.3度,百公里能耗13度

为了做数据采集和验证,从车上拆下来的EX5动力电池包。

5.第三代电控管理系统。e-Motion Drive3.0智能电控系统,是车辆的“智慧大脑”,就像电脑的CPU一样,决定了整台车的性能和效率。能自动收集和处理全车近600个芯片、260个电子部件的信息,并即时决策,调校电池的输入输出、电机的功率扭矩、整车的精准驾控。

EDM 3.0将PEU、电机、减速机集成在一起。

北汽新能源的EDM经过了三代进化,如今装车的是全新的3.0版本。3.0版本与之前两代的对比如下:

6.一体化智能驱动电机。相对早期的多总成布局,北汽新能源新一代车型的电驱动控制系统采用尽可能整合的方式进行布局。除了刚才介绍的EDM之外,主要的驱动系统就只剩下电机和减速器了。

除去最上面的PEU后,只剩下电机和减速器。

我们以EX5的电机举例,电机的峰值功率达到160kW,拥有300N·m的扭矩,相当于2.0T燃油发动机动力水平。而配合电机的单速减速器由美国的博格瓦纳公司提供,除了噪音低之外,还具备98%以上的高效传动效率,同时匹配EPB安全坡道停车系统。

驱动电机的峰值功率达到160kW,拥有300N·m的扭矩,相当于2.0T燃油发动机动力水平。

配合电机的单速减速器由美国的博格瓦纳公司提供,具备98%以上的高效传动效率。

而EX3的电驱动系统与EX5硬件上基本一致,只是在参数和标定的软件设置上有些许不同。
以上介绍的这几个黑科技,也都在这次北安冬季试验标定活动当中进行进一步测试,以及对下一代车型研发做基础准备。
探营活动纪实
上面显示介绍了关于三高及高寒试验的一些情况,然后又介绍了一些与这次试验有关的北汽新能源最新的黑科技,下面我们就来简单说一说这次探营活动的纪实。我们就采用类似流水账的形式进行记录,以便各位对这次探营活动有一个比较感性的了解。否则,光看上面的内容,太像教科书了。

第一天早上,坐第一班飞机从北京飞到哈尔滨,天气晴朗飞机准点到达。不过出机场后开始有一丝担忧,今年是个大暖冬,整个东北都没怎么下雪,此时没穿秋裤的我丝毫没有不适。我们是来做极寒试验探营的吧?

不管温度如何,路程还只走了一半而已。我拖着行李来到哈尔滨东站,登上了前往北安的火车。虽然如今高铁已经四通八达,但是去北安的火车仍然还只是绿皮车厢。50元的硬座车票跑200多公里的路,倒是比高铁便宜不少。

很久没坐过火车的我,一上车就被惊艳到了,如今的绿皮硬座车的条件好了许多,甚至接近动车的舒适程度。只可惜在东北这噶的火车上,抽烟是没人管的。整个车厢弥漫着烟雾和呛人的烟味,整整煎熬了我五个半小时。

终于在我的袜子都被熏得浸满了烟味之后,火车缓缓驶入北安站。此时空荡荡的站前广场,让我想起了一手关于火车站的歌《离别的车站》......注意,从早上5:30离开北京的家到现在,我仍然没有穿上秋裤。

当夜无话,伴着我阵阵的咳嗽声,迎来了第二天的早晨。

第二天一早,我们驱车前往北安极地汽车高寒试验场。如果不是这块路牌,我完全没反应过来我们已经到达了测试场的十字路口。顺便说一句,今天我穿秋裤了。

这就是北安极地试验场的场地图,基本上可以进行大部分的冬季极寒测试。不过由于今年暖冬,未出现零下30度的极寒气候,因此北汽新能源的测试团队曾在上个月短暂离开,前往更冷的黑河地区进行部分极寒测试。

说是测试场地,其实是一个非常开阔的湖面,天冷结冰冻成了一个天然的大冰场。通过机械平整后,成为极寒测试场地。有冰面和雪地两种地形。由于我们来的时候气温已经接近零度,同时今年几乎没有怎么下雪,因此原本的雪地也都变成了冰面。

进入测试场地后,共有三种颜色的旗子插在冰面上。绿色代表交流道,连接不同的测试场地;红色代表测试跑道,非测试车辆请勿驶入。

蓝色的旗帜则代表路口拐弯处。由于冰面上没有地面交通标志线,因此全靠树立的旗子来区分冰面上各自不同的区域和功能。

由于冬季测试已经接近尾声,而且温度迅速升温,场地状况并不太理想,多数车企已经离开了北安测试场地。只有寥寥几家零配件厂家和个别车企还在场地内坚守。北汽新能源的工作人员说,他们的冬季试验工作也接近完成,离开北安也就是这两天的事。

从冰面开裂的情况来开,这个冰面估计再坚持半个月也就开化了。如果我们时间再晚一周多来,可能在冰面上测试到一半就“夸嚓、噗通”,然后我们就连人带车地“上热搜”了。

不过眼下冰面的状况还好,起码看起来冻得还算瓷实。同时,全部试验车辆都换装冬季雪地胎。

昨天在哈尔滨机场我留意观察了一下,停车场将近一半的车辆都换装了冬季专用的雪地胎。这种安全用车的理念已经慢慢普及开来,估计也是众多血泪教训换来的进步。

首先,四台试验车辆排队驶上冰面,前往指定的测试区域。由于装配了ESP系统,车辆的侧滑和驾控极限比以前无ESP时要好了太多,尤其我们之后关闭ESP进行尝试,真的是判若两车。

这种大号鹅卵石冰冻在冰面上,并且呈S状道路,测试车辆在低附着力路面下的转向循迹性,以及车身稳定系统。

这种被间隔冰冻住的大块水泥石板,考验车辆的整车性能,以及底盘性能。在车辆中速通过的时候,车内感觉就三个字“真颠啊”。

从这张图中可以看到,两种低附路面的长度并不短,试想试验车要在这种路面上行驶上千公里,对人和车都是极大的考验与挑战。

接着就是ABS测试,在冰面上行驶时急踩下刹车,车辆向前滑行时路面变成水泥块的高附着铺装路,此时车辆迅速刹停。来自博世的ABS标定的确不同凡响。

理论上雪地测试项目应该在雪地上进行,但是当地已经很久没有下雪了,而且迅速上升的气温将仅有的积雪也融化了。所以测试场地用刨地机械把冰面刨出碎冰渣,再经过碾压形成一层模拟雪地。

这种同心圆绕大圈的测试,相信大家都比较熟悉。如果一台车没有合适的ESP,那基本上无法正常行驶,瞬间会变成热血甩尾表演了。

至于这两个水泥坡道,恐怕是全试验场唯一建在岸边土地上的测试项目。

至于试验场的后勤保障,场地门口就有一个中国石油加油站,测试车出门就能加油。但是纯电动车怎么办呢?

由于越来越多的纯电动汽车来到北安试验场进行冬季试车,因此场地也安装了几个充电桩给纯电动车充电使用。由于天气寒冷,充电桩被安装在了室内,而电缆和充电枪则留在了室外。

北汽EX5与EX3
这次我们接触到的两款车,分别是北汽新能源的EX5以及EX3。
由于EX5在农历春节前夕已经正式上市,并且电动生活已经对它进行了详细的试驾,以及对续航里程进行了长途测试,我们在这里就不赘述了。感兴趣的朋友可以移步《这一次真的进步很大 试驾北汽新能源EX5》,《北汽新能源EX5续航实测 结果出乎意料》,《北汽新能源EX5上市 售16.99-19.99万元》来了解这款车的具体情况。

至于长得像“小犀牛”一样的EX3,其实我挺想多介绍几句的,但是由于车辆还处于测试标定阶段,眼前的工程车与今后上市销售的量产车还有很大差异,对着生包子馅聊这包子多好吃,这绝不是我一贯的风格;同时又跟北汽新能源签订了一份保密协议,不能对EX3做过多细节描述,所以我在这里就无法展开介绍了。简单几句,这款A0级别的小车,是目前北汽新能源所有新技术的载体,换句话说北汽新能源这些年来研发的新鲜玩意儿,以及众多黑科技都会出现在这款小车上。目前仅从技术指标来看,在A0级车市场上绝对傲视群雄。

对于这个令人“过目难忘”的外观,其实照片被夸张了很多。如果看到实车之后感觉还好,至少比例还是挺协调的。

放下外观、做工的因素不谈,如果单说三电系统的品质和可靠性,北汽在这方面的技术真的属于领先阵营里的。北汽的车型有个外号“万能充”,很多纯电动车的品牌都会出现与某些品牌的充电桩不兼容,插枪无法充电的情况,但是北汽新能源的车罕闻类似现象,只要是充电桩几乎都能兼容。
总结
作为高寒试验探营的最后,我想通过几个数据来结束我们这次的探营之旅。北汽新能源的三高试验,自2012年11月20日开始至2019年2月24日,共有338人参与,行程覆盖9个省市,涉及21个领域,146项关键系统验证,210台车次,累积959试验天数,378项整车级验证,1500项关键指标验证,共计800万公里的试验里程……随着2019年测试工作的启动,这些数据继续增长着。