电车难过冬，理想挑战低温用车难题

文摘 2024-12-10 18:02 北京

「冬季用车，续航大挑战。」

文 | 李安琪 编辑 | 李勤

在冬天开新能源车，耗电最多的功能是什么？许多车主的第一反应是空调。

近日，在理想汽车冬季用车技术日上，理想汽车整车电动产品负责人唐华寅介绍道，空调消耗占15%、电池损耗占10%，这些都是冬季新能源汽车普遍续航里程“缩水”的重要原因。

除了电量消耗大头空调之外，唐华寅还表示，在低温环境下，轮胎等材料物理特性变化，也会带来很大行驶阻力，从而导致能耗增加。比如在零下7℃时，轮胎滚动阻力相比常温状态会增加50%、车辆风阻增加10%。

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针对冬季用车的种种痛点，理想汽车在纯电车型MEGA、增程车型理想L6上做出了一系列优化方案。

比如车辆舱内升温慢、温度分布不均，是许多用户冬季用车的痛点，唐华寅表示，在北方隆冬季节，新能源车要达到舒适温度，最大需要跨越60度的温差。

为此，理想在负责制暖的热管理系统上下了不少功夫。据理想汽车介绍，目前行业内大部分电动汽车针对冬季采暖有两种常规解法，使用最广泛的是PTC（加热器，用于电池或乘员舱加热的热源产生）直接加热水或空气采暖，简单快速，但要做到兼顾北方较寒冷地区（如零下20度）的采暖需求，体积、重量和能耗都会大幅增加；此外也有车企通过电动压缩机自发热采暖，但这种采暖方式在初始段的制热速度慢且压缩机转速高、噪音大。

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为了解决这两种常规解法的弊端，理想MEGA采用了自研多源热泵系统，43种模式能应对多场景的能量调配。

比如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。

这套方案与行业常规做法的制热能力的对比：采暖速度更快，峰值制热能力更大。

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在解决空调制暖问题后，理想汽车还提出了一系列整车电池电量的“开源节流”解决方案：在确保座舱舒适性的前提下降低空调消耗，开源则对应电池低温放电量的提升。

在“节流”层面，理想对车辆热管理系统的架构进行了自研创新。比如在冬季早晨通勤时，在城市行驶的路况下，理想的热管理架构可以直接让电驱为舱内供暖，而不用电池加热，这比传统的电池供热方案节能12%左右。

这离不开理想对热管理零部件的集成式设计。

据理想介绍，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%。在增程车型上，理想L6也搭载了行业超级集成模块增程热泵系统，解决了空间布置难题。

在节流同时，理想还将矛头对准了低温环境下电池放电量的“开源”。

以磷酸铁锂电池为例，理想汽车CEO李想曾公开表示，增程混动、插电混动用磷酸铁锂电池是个灾难，主要是因为这种电池电压测量不稳定，会扰乱控制策略等。

在冬季用车技术日上，理想技术人员也介绍，很多磷酸铁锂电池用户在冬季用车时，仪表盘上明明显示还有电量，但突然发生失速、甚至“趴窝”等情况，这背后的问题根源在于磷酸铁锂电量估不准。

“算不准、低温弱”是磷酸铁锂电池的痛点。据理想技术人士介绍，磷酸铁锂电量估不准的主要原因是电池校准机会少。相比之下，三元锂电池的电量相对容易观测，因为其开路电压与剩余电量通常呈现一一对应的关系，可以借助测量电压来准确估算电量。

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但磷酸铁锂电池则完全不同，同一个开路电压可能对应多个电量值，导致电量难以校准。许多车企会建议用户定期将电池充满，用于校准电量。但增程或插混车型用户不太习惯将电池充满，磷酸铁锂电量校准变得难上加难。

而准确预估电量，是用好磷酸铁锂电池的前提。为此，理想表示其研发了ATR自适应轨迹重构算法，并率先在搭载磷酸铁锂的理想L6车型上应用。

据理想介绍，该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，电量估算误差也能保持在3%至5%，比行业常规水平提升了50%以上。

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针对“低温弱”问题，据理想介绍，冬季低温下，电池放电能力减弱，车辆在剩余电量较高时增程器会提前启动。这需要进一步提升电池的低温放电能力。

理想人士表示，电池放电、输出功率的原理类似于大坝放水。放电时电压“水位”落差越大，输出功率越大。但电压一旦低于安全边界，会对电池寿命造成影响。而低温比常温环境会造成更大的电压波动，所以行业内通常会采用较为保守的功率控制算法，限制低温下电池放电时的电压落差。

针对这一问题，理想推出了APC功率控制算法，通过高精度电池电压预测模型，对未来工况电池进行毫秒级预测，可以在安全边界内，最大限度地释放动力。这让理想L6在低温环境下的电池峰值功率提升30%以上，将增程器启动前的放电电量提升了12%以上。

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在纯电车型MEGA上，理想也联合了宁德时代联合研发5C电芯，降低电芯内阻水平，不仅实现了超充过程中的低发热要求，同时提升低温可用电量。

比如理想将电芯拆解了三个层级共17项内阻成分，逐一优化，最后将MEGA 5C电芯的低温阻抗降低了30%，功率能力相应提升30%以上。同时，采用宁德时代的麒麟架构，也让理想MEGA拥有了大换热面积的电池热管理系统，整个换热面积相对于原来的底部冷却方案提升5倍。

此外，理想还设计了一套智能预冷预热算法，可以让MEGA保持最佳充电温度。例如，设定去超充站的导航路线后，车辆可以根据电池实时状态、自适应地调节电池预热开启时间和预热水温，车辆达到站场时电池温度可以在最优区间。

封面来源 | AI制作

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