即使到了新能源汽车占有率逐渐上升的今天,仍然有很多的用户对于新能源汽车的冬季用车体验深表质疑。
毕竟丢失了发动机这样核心的一个“热源”,再加上电池在低温环境下的离子活性也会大幅度降低,这两个“debuff”加在一起,用户有种种担忧确实也不是稀奇事。
其实低温环境其实对于所有车辆来说,都是一种比较苛刻的使用环境。
无论是否是新能源汽车,整车各个系统因为低温环境,产生的额外负载都会有所增加:比如-7℃时,轮胎滚动阻力相比常温增加50%、风阻增加10%,驱动系统中润滑油变粘稠导致传动效率降低2%,制动系统的卡钳和轮边轴承的拖滞阻力也会增加50%。
因此要想提升冬季用车的体验,除了在基础材料科学领域投入研发,解决上述原因导致的能耗增加,热管理系统和电池的策略控制作为一个独属于新能源汽车的解决方案,也是目前各家主机厂们秀肌肉的赛道。
理想汽车自问世以来,一直致力于打造一台适合家用,并且没有里程焦虑的车。因此为了提升冬季低温环境下的用车体验,理想的研发团队也下足了功夫。
01. 5C超充覆盖宽温域,零下10度照样充
在常温下,传统2C电池系统从10%充至80%通常在30分钟左右,但是在低温环境下,相应的充电时间会延长到50分钟左右。
当理想第一款纯电产品问世之前,其实就已经确立了关于充电补能方面的目标。
不仅要在常温下做到12分钟500公里,达到接近燃油车的补能速度,更要确保在寒冷的冬季也能保持这一水准,为用户带来全年无差别的充电体验,保证一年四季用户体验的统一。
那么为了达到这样的目标,就需要高倍率的电芯设计、高效的热管理逻辑、智能的充放电控制这些软硬件双维度的升级作为保障。
理想目前的旗舰产品MEGA上面搭载的麒麟5C电池,就从微观层面上对于电芯的正负极隔膜以及电解液进行了改善,优化了锂离子的传递路径,进而实现高倍率充放电的功能。
麒麟架构还将液冷板插到每排电芯中间,这样的类三明治结构也可以大幅度增强换热的效率。
再配合上根据与超充站的深度交互,可以估算到达时间,自适应调节电池预热与水温预热,经历超过2000次的整车试验,不断迭代模型算法,车辆目前已经可以做到对电池温度的控制精度小于1℃,以最小的加热能耗保证最佳的充电温度。
正是因为这些硬件改善与控制策略的协同配合,才令理想的超充策略在冬季依旧能打。
02. 更温暖舒适,才能称得上是移动的家
“移动的家”,“奶爸专属”一直都是理想产品的标签,毫无疑问,除了补能效率,用户们最直观能够感受到的就是在冬季,车内的温度能否高效上升,座椅加热是否快速舒适。
在冬季,新能源车最大的负载就是制热系统,毕竟电池需要制热来保证它可以工作在合理的温度区间上,座舱中也需要快速升温来满足寒冷地区的乘坐需求,这时没有了发动机燃烧废热带来的循环红利,就需要快速挂上负载,来提供热量。
行业内的解决方案多半都是采用PTC加热器,但是不仅会产生大量能耗,而且也无法满足极低温环境下的加热需求。
因此为了应对寒冷的个环境,并且平衡行业现有方法的弊端,MEGA上也采用了理想自研的多源热泵系统,针对性地匹配了43种场景模式来对应全温域多场景的能量调配。
并且理想MEGA的热管理集成模块,将泵、阀、换热器等16个主要功能部件集成在一起,大幅减少零部件数量,管路长度减少4.7米,管路热损失减少8%,这也是行业首款满足5C超充功能的集成模块。
对于低温下空调采暖效果不好的问题,可通过压缩机“自产自销”快速制热:利用空调采暖后温度依然比较高的冷却液快速加热冷媒,激活热泵单元,使电动压缩机产生额外的制热能力。
其实说的直白些就是利用每个系统的高效区间,灵活取舍。
其中一个十分常见的场景是冬季早晨通勤时的冷车启动,由于这种情况多为城市行驶工况,电驱尽管有余热可以供给座舱采暖,但热量并不多。
如果热管理架构采用传统方案,电驱余热在向座舱传递时还会同时经过电池,为电池加热。但如果此时电池电量较高,实际上并不需要加热来增加放电能力,那么为电池加热反而成了不必要的能量消耗。
因此,理想在热管理系统的回路中增加了绕过电池的逻辑,让电驱直接为座舱供热,相比传统方案节能12%左右。
但是满足冬季的舒适乘车要求,除了要有足够强大的制热能力,还要将热量精细化分配,兼顾车内的每一排乘客。
为了更好的舒适性体验,理想也做足了功课,由于在低温条件下人体四肢的热需求高于躯干,所以脚部空间需求的热量更多。并且驾驶员在驾驶过程中,脚部摆放位置也相对固定。因此MEGA在主驾位配置了5个出风口,通过流场设计,将出风朝向分别对应驾驶员脚面和脚踝的位置,让热量精准送到人体感知部位,这样不仅热得更快,用户的体感也会更舒适。
除了主副驾要重点关照,没有了仪表台出风口的二排三排,也需要与第一排成员有平等的舒适权力,避免一排热的快,二排不热或者热的慢的现象。
针对这个行业难题,理想也是借助舒适性仿真计算,不断优化整车的风量分配,把一排和二排脚部风量的比例设定在1比0.87,相比于行业内常见的1比0.55、1比0.66,更能让一二排乘客享受到同等的舒适性体验。
03. 写在最后
理想通过自产自销的热泵运行模式、整车热量的精细化分配、智能化的场景识别,让车辆可以在任何情况下,都可以保证有令乘员舱快速达到适温的能力。
随着累计销量超过百万,理想汽车正肩负着为百万个家庭提供更优冬季出行体验的责任。
为了这个责任,理想用智慧,达成了低温依旧高效的补能,寒冷依旧坚挺的续航,并且调控制热逻辑,为全座舱提供最温暖的冬季乘车体验。
在科技与创新的双轮驱动下,理想不仅突破了电动车冬季充电的瓶颈,更以5C超充技术为核心,为用户绘制了一幅四季如常、畅行无阻的电动化出行蓝图。
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