即使到了新能源汽車占有率逐漸上升的今天,仍然有很多的用戶對于新能源汽車的冬季用車體驗深表質(zhì)疑。
畢竟丟失了發(fā)動機這樣核心的一個“熱源”,再加上電池在低溫環(huán)境下的離子活性也會大幅度降低,這兩個“debuff”加在一起,用戶有種種擔憂確實也不是稀奇事。
其實低溫環(huán)境其實對于所有車輛來說,都是一種比較苛刻的使用環(huán)境。
無論是否是新能源汽車,整車各個系統(tǒng)因為低溫環(huán)境,產(chǎn)生的額外負載都會有所增加:比如-7℃時,輪胎滾動阻力相比常溫增加50%、風阻增加10%,驅(qū)動系統(tǒng)中潤滑油變粘稠導(dǎo)致傳動效率降低2%,制動系統(tǒng)的卡鉗和輪邊軸承的拖滯阻力也會增加50%。
因此要想提升冬季用車的體驗,除了在基礎(chǔ)材料科學領(lǐng)域投入研發(fā),解決上述原因?qū)е碌哪芎脑黾樱瑹峁芾硐到y(tǒng)和電池的策略控制作為一個獨屬于新能源汽車的解決方案,也是目前各家主機廠們秀肌肉的賽道。
理想汽車自問世以來,一直致力于打造一臺適合家用,并且沒有里程焦慮的車。因此為了提升冬季低溫環(huán)境下的用車體驗,理想的研發(fā)團隊也下足了功夫。
01. 5C超充覆蓋寬溫域,零下10度照樣充
在常溫下,傳統(tǒng)2C電池系統(tǒng)從10%充至80%通常在30分鐘左右,但是在低溫環(huán)境下,相應(yīng)的充電時間會延長到50分鐘左右。
當理想第一款純電產(chǎn)品問世之前,其實就已經(jīng)確立了關(guān)于充電補能方面的目標。
不僅要在常溫下做到12分鐘500公里,達到接近燃油車的補能速度,更要確保在寒冷的冬季也能保持這一水準,為用戶帶來全年無差別的充電體驗,保證一年四季用戶體驗的統(tǒng)一。
那么為了達到這樣的目標,就需要高倍率的電芯設(shè)計、高效的熱管理邏輯、智能的充放電控制這些軟硬件雙維度的升級作為保障。
理想目前的旗艦產(chǎn)品MEGA上面搭載的麒麟5C電池,就從微觀層面上對于電芯的正負極隔膜以及電解液進行了改善,優(yōu)化了鋰離子的傳遞路徑,進而實現(xiàn)高倍率充放電的功能。
麒麟架構(gòu)還將液冷板插到每排電芯中間,這樣的類三明治結(jié)構(gòu)也可以大幅度增強換熱的效率。
再配合上根據(jù)與超充站的深度交互,可以估算到達時間,自適應(yīng)調(diào)節(jié)電池預(yù)熱與水溫預(yù)熱,經(jīng)歷超過2000次的整車試驗,不斷迭代模型算法,車輛目前已經(jīng)可以做到對電池溫度的控制精度小于1℃,以最小的加熱能耗保證最佳的充電溫度。
正是因為這些硬件改善與控制策略的協(xié)同配合,才令理想的超充策略在冬季依舊能打。
02. 更溫暖舒適,才能稱得上是移動的家
“移動的家”,“奶爸專屬”一直都是理想產(chǎn)品的標簽,毫無疑問,除了補能效率,用戶們最直觀能夠感受到的就是在冬季,車內(nèi)的溫度能否高效上升,座椅加熱是否快速舒適。
在冬季,新能源車最大的負載就是制熱系統(tǒng),畢竟電池需要制熱來保證它可以工作在合理的溫度區(qū)間上,座艙中也需要快速升溫來滿足寒冷地區(qū)的乘坐需求,這時沒有了發(fā)動機燃燒廢熱帶來的循環(huán)紅利,就需要快速掛上負載,來提供熱量。
行業(yè)內(nèi)的解決方案多半都是采用PTC加熱器,但是不僅會產(chǎn)生大量能耗,而且也無法滿足極低溫環(huán)境下的加熱需求。
因此為了應(yīng)對寒冷的個環(huán)境,并且平衡行業(yè)現(xiàn)有方法的弊端,MEGA上也采用了理想自研的多源熱泵系統(tǒng),針對性地匹配了43種場景模式來對應(yīng)全溫域多場景的能量調(diào)配。
并且理想MEGA的熱管理集成模塊,將泵、閥、換熱器等16個主要功能部件集成在一起,大幅減少零部件數(shù)量,管路長度減少4.7米,管路熱損失減少8%,這也是行業(yè)首款滿足5C超充功能的集成模塊。
對于低溫下空調(diào)采暖效果不好的問題,可通過壓縮機“自產(chǎn)自銷”快速制熱:利用空調(diào)采暖后溫度依然比較高的冷卻液快速加熱冷媒,激活熱泵單元,使電動壓縮機產(chǎn)生額外的制熱能力。
其實說的直白些就是利用每個系統(tǒng)的高效區(qū)間,靈活取舍。
其中一個十分常見的場景是冬季早晨通勤時的冷車啟動,由于這種情況多為城市行駛工況,電驅(qū)盡管有余熱可以供給座艙采暖,但熱量并不多。
如果熱管理架構(gòu)采用傳統(tǒng)方案,電驅(qū)余熱在向座艙傳遞時還會同時經(jīng)過電池,為電池加熱。但如果此時電池電量較高,實際上并不需要加熱來增加放電能力,那么為電池加熱反而成了不必要的能量消耗。
因此,理想在熱管理系統(tǒng)的回路中增加了繞過電池的邏輯,讓電驅(qū)直接為座艙供熱,相比傳統(tǒng)方案節(jié)能12%左右。
但是滿足冬季的舒適乘車要求,除了要有足夠強大的制熱能力,還要將熱量精細化分配,兼顧車內(nèi)的每一排乘客。
為了更好的舒適性體驗,理想也做足了功課,由于在低溫條件下人體四肢的熱需求高于軀干,所以腳部空間需求的熱量更多。并且駕駛員在駕駛過程中,腳部擺放位置也相對固定。因此MEGA在主駕位配置了5個出風口,通過流場設(shè)計,將出風朝向分別對應(yīng)駕駛員腳面和腳踝的位置,讓熱量精準送到人體感知部位,這樣不僅熱得更快,用戶的體感也會更舒適。
除了主副駕要重點關(guān)照,沒有了儀表臺出風口的二排三排,也需要與第一排成員有平等的舒適權(quán)力,避免一排熱的快,二排不熱或者熱的慢的現(xiàn)象。
針對這個行業(yè)難題,理想也是借助舒適性仿真計算,不斷優(yōu)化整車的風量分配,把一排和二排腳部風量的比例設(shè)定在1比0.87,相比于行業(yè)內(nèi)常見的1比0.55、1比0.66,更能讓一二排乘客享受到同等的舒適性體驗。
03. 寫在最后
理想通過自產(chǎn)自銷的熱泵運行模式、整車熱量的精細化分配、智能化的場景識別,讓車輛可以在任何情況下,都可以保證有令乘員艙快速達到適溫的能力。
隨著累計銷量超過百萬,理想汽車正肩負著為百萬個家庭提供更優(yōu)冬季出行體驗的責任。
為了這個責任,理想用智慧,達成了低溫依舊高效的補能,寒冷依舊堅挺的續(xù)航,并且調(diào)控制熱邏輯,為全座艙提供最溫暖的冬季乘車體驗。
在科技與創(chuàng)新的雙輪驅(qū)動下,理想不僅突破了電動車冬季充電的瓶頸,更以5C超充技術(shù)為核心,為用戶繪制了一幅四季如常、暢行無阻的電動化出行藍圖。
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