每到冬季低溫,新能源汽車續航裏程 「縮水」等問題就成為北方地區車主用車一大痛點。而冬季用車舒適性與續航提升,也成為眾多車企最關註的核心問題之一。
而作為打出車和家為內核的理想汽車,也在此方面做出了許多關鍵性的突破,讓冬季舒適座艙成為現實。
想要解讀黑科技,我們首先要理解造成冬季問題的核心原因 是低溫下材料物理特性的變化。-7℃時,輪胎捲動阻力相比常溫增加50%、風阻增加10%,驅動系統中潤滑油變粘稠導致效率降低2%,以及卡鉗和軸承的拖滯阻力也會增加50%。
於是,除了在基礎材料科學領域投入研發,解決上述原因導致的能耗增加,理想汽車還 將提升冬季續航的重點放在了熱管理系統和電池上。
在冬季續航的下降中,空調消耗占比 15%、電池損耗占比10%左右,理想汽車針對這兩項問題提出了一套「開源節流」的解決方案。節流對應的是在確保座艙舒適性的前提下降低空調消耗,開源則對應了電池低溫放電量的提升。
雙層流空調箱設計,降低采暖負荷
理想汽車針對性采用了雙層流空調箱的設計,對空調進氣結構進行上下分層,引入適量外部空氣分布在上層空間,在解決玻璃起霧風險的同時,也能讓成員呼吸到新鮮的空氣。
內迴圈的溫暖空氣分布在車艙下部空間,使用更少的能量就可以讓腳部感到溫暖。同時,結合溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器等豐富的傳感單元,理想汽車開發了更智能的控制演算法,在確保不起霧的前提下可以將內迴圈空氣的比例提升到 70%以上,節能效果顯著。
以理想MEGA為例,在-7°C CLTC標準工況下,雙層流空調箱帶來了57W的能耗降低,這也意味著3.6km的續航提升。
全棧自研熱管理架構,充分利用每一份熱量
為了應對冬季不同場景,理想汽車對熱管理系統的架構也進行了自研創新,可以 靈活分配熱量。
例如,冬季早晨通勤時的冷車啟動,電驅盡管有余熱可以供給座艙采暖,但熱量並不多。傳統方案中電驅余熱在向座艙傳遞時還會同時經過電池,為電池加熱。但如果此時電池電量較高,實際上並不需要加熱來增加放電能力,那麽為電池加熱反而成了不必要的能量消耗 。因此,理想汽車在熱管理系統的回路中增加了繞過電池的選項,讓電驅直接為座艙供熱,相比傳統方案節能 12%左右。
又比如高速行駛時如電驅余熱充足,除了可以給乘員艙供熱,還可以將多余熱量儲存在電池中。
理想汽車還對零部件做了高效設計,減少熱管理系統本身的熱耗散。理想 MEGA的熱管理整合模組,將泵、閥、換熱器等16個主要功能部件整合在一起,大幅減少零部件數量,管路長度減少4.7米,管路熱損失減少8%,這也是行業首款滿足5C超充功能的整合模組。 理想 L6搭載了行業首款增程熱泵系統的超級整合模組,解決了空間布置難題,實作了增程車型從0到1的突破。
透過先進的熱管理系統設計、核心零部件的創新開發以及精細化的標定控制,理想汽車在保證良好舒適性體驗的同時,達成了行業第一梯隊的能耗水平。
行業正選麒麟 5C電池,極致低內阻電芯設計
除了以優秀的熱管理降低空調消耗實作 「節流」外,理想汽車還在提升電池低溫放電量的「開源」方面不斷挖掘。
目前,理想汽車在達成 MEGA的5C超充效能研究上,投入了大量精力來降低電芯內阻水平,不僅實作了超充過程中的低發熱要求,也帶來了低溫可用電量的提升。
理想汽車對電芯內阻構成進行了分析,拆解了三個層級共17項內阻成分,再針對每一項內阻成分進行最佳化可行性分析。最後,透過采用超導電高活性正極、低粘高導電解液等技術, 成功將MEGA 5C電芯的低溫阻抗降低了30%,功率能力相應提升30%以上。如果放到整車低溫續航測試工況來看,這意味著內阻能量損失減少1%,電池加熱損耗減少1%,整體續航可以增加2%。
首創 ATR電量估算演算法,鐵鋰電池續航更紮實
不同於三元鋰電池可以憑借開路電壓與剩余電量通常呈現一一對應的關系,準確估算電量,磷酸鐵鋰電池難以用於校準電量。
為此,理想汽車歷經 3年時間, 自主研發了ATR自適應軌跡重構演算法 ,並率先在理想L6車型上套用。演算法能夠依據車主日常用車過程中的充放電變化軌跡,實作電量的自動校準。即便使用者長期不滿充, 或者單純用油行駛,電量估算誤差也能保持在3%至5%,相比行業常規水平提升了50%以上, 使得理想L6在低溫場景下使用時,相比於傳統演算法放電電量提升了至少3%,讓冬季續航更紮實。
功率控制 APC演算法,低溫動力依然澎湃
冬季來臨時,低溫環境會造成電池放電能力減弱,造成剩余電量較高時增程器提前啟動,導致純電行駛裏程變短。
理想汽車針對這一問題,推出了自研的 APC功率控制演算法,透過高精度的電池電壓預測模型,實作了未來工況電池最大能力的毫秒級預測,因此,可以在安全邊界內,最大限度地釋放動力。
憑借APC演算法, 理想L6在低溫環境下的電池峰值功率提升30%以上,讓使用者暢享澎湃動力外,也將增程器啟動前的放電電量提升了12%以上 ,將冬季的純電續航進一步提升。
ATR演算法和APC演算法的成功開發,使理想汽車終於撥開了籠罩磷酸鐵鋰電池的「兩朵烏雲」。 兩大演算法合力,讓理想L6的低溫純電續航提升15%之多。
截止目前,理想汽車累計交付量已經突破 100萬輛,可見專註於為全家人打造冬季舒適溫暖的座艙勢在必行。
而目前看來,理想汽車透過自產自銷的熱泵執行模式、整車熱量的精細化分配、智能化的場景辨識,讓理想汽車在任何情況下,都能夠保障全場景舒適,為全家人打造冬季用車體驗最好的新能源車的諾言,正在實作中。