每到冬季低温,新能源汽车续航里程“缩水”等问题就成为北方地区车主用车一大痛点。而冬季用车舒适性与续航提升,也成为众多车企最关注的核心问题之一。
而作为打出车和家为内核的理想汽车,也在此方面做出了许多关键性的突破,让冬季舒适座舱成为现实。
想要解读黑科技,我们首先要理解造成冬季问题的核心原因是低温下材料物理特性的变化。-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效率降低2%,以及卡钳和轴承的拖滞阻力也会增加50%。
于是,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,理想汽车还将提升冬季续航的重点放在了热管理系统和电池上。
在冬季续航的下降中,空调消耗占比15%、电池损耗占比10%左右,理想汽车针对这两项问题提出了一套“开源节流”的解决方案。节流对应的是在确保座舱舒适性的前提下降低空调消耗,开源则对应了电池低温放电量的提升。
双层流空调箱设计,降低采暖负荷理想汽车针对性采用了双层流空调箱的设计,对空调进气结构进行上下分层,引入适量外部空气分布在上层空间,在解决玻璃起雾风险的同时,也能让成员呼吸到新鲜的空气。
内循环的温暖空气分布在车舱下部空间,使用更少的能量就可以让脚部感到温暖。同时,结合温湿度传感器、二氧化碳传感器等丰富的传感单元,理想汽车开发了更智能的控制算法,在确保不起雾的前提下可以将内循环空气的比例提升到70%以上,节能效果显著。
以理想MEGA为例,在-7°C CLTC标准工况下,双层流空调箱带来了57W的能耗降低,这也意味着3.6km的续航提升。
全栈自研热管理架构,充分利用每一份热量为了应对冬季不同场景,理想汽车对热管理系统的架构也进行了自研创新,可以灵活分配热量。
例如,冬季早晨通勤时的冷车启动,电驱尽管有余热可以供给座舱采暖,但热量并不多。传统方案中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,理想汽车在热管理系统的回路中增加了绕过电池的选项,让电驱直接为座舱供热,相比传统方案节能12%左右。
又比如高速行驶时如电驱余热充足,除了可以给乘员舱供热,还可以将多余热量储存在电池中。
理想汽车还对零部件做了高效设计,减少热管理系统本身的热耗散。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。理想L6搭载了行业首款增程热泵系统的超级集成模块,解决了空间布置难题,实现了增程车型从0到1的突破。
通过先进的热管理系统设计、核心零部件的创新开发以及精细化的标定控制,理想汽车在保证良好舒适性体验的同时,达成了行业第一梯队的能耗水平。
行业首发麒麟5C电池,极致低内阻电芯设计除了以优秀的热管理降低空调消耗实现“节流”外,理想汽车还在提升电池低温放电量的“开源”方面不断挖掘。
目前,理想汽车在达成MEGA的5C超充性能研究上,投入了大量精力来降低电芯内阻水平,不仅实现了超充过程中的低发热要求,也带来了低温可用电量的提升。
理想汽车对电芯内阻构成进行了分析,拆解了三个层级共17项内阻成分,再针对每一项内阻成分进行优化可行性分析。最后,通过采用超导电高活性正极、低粘高导电解液等技术,成功将MEGA 5C电芯的低温阻抗降低了30%,功率能力相应提升30%以上。如果放到整车低温续航测试工况来看,这意味着内阻能量损失减少1%,电池加热损耗减少1%,整体续航可以增加2%。
首创ATR电量估算算法,铁锂电池续航更扎实不同于三元锂电池可以凭借开路电压与剩余电量通常呈现一一对应的关系,准确估算电量,磷酸铁锂电池难以用于校准电量。
为此,理想汽车历经3年时间,自主研发了ATR自适应轨迹重构算法,并率先在理想L6车型上应用。算法能够依据车主日常用车过程中的充放电变化轨迹,实现电量的自动校准。即便用户长期不满充,或者单纯用油行驶,电量估算误差也能保持在3%至5%,相比行业常规水平提升了50%以上,使得理想L6在低温场景下使用时,相比于传统算法放电电量提升了至少3%,让冬季续航更扎实。
功率控制APC算法,低温动力依然澎湃
冬季来临时,低温环境会造成电池放电能力减弱,造成剩余电量较高时增程器提前启动,导致纯电行驶里程变短。
理想汽车针对这一问题,推出了自研的APC功率控制算法,通过高精度的电池电压预测模型,实现了未来工况电池最大能力的毫秒级预测,因此,可以在安全边界内,最大限度地释放动力。
凭借APC算法,理想L6在低温环境下的电池峰值功率提升30%以上,让用户畅享澎湃动力外,也将增程器启动前的放电电量提升了12%以上,将冬季的纯电续航进一步提升。
ATR算法和APC算法的成功开发,使理想汽车终于拨开了笼罩磷酸铁锂电池的“两朵乌云”。两大算法合力,让理想L6的低温纯电续航提升15%之多。
截止目前,理想汽车累计交付量已经突破100万辆,可见专注于为全家人打造冬季舒适温暖的座舱势在必行。
而目前看来,理想汽车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,让理想汽车在任何情况下,都能够保障全场景舒适,为全家人打造冬季用车体验最好的新能源车的诺言,正在实现中。