今天小編分享的汽車經驗：理想汽車冬季用車技術日：新能源“過冬”的新思路，歡迎閱讀。
12 月初，理想汽車應景地舉辦了一場冬季用車技術日。顧名思義，除了普及車主方向的冬季用車小技巧，這場活動的另一個主要目的是介紹造車技術——在面對冬季低溫這一并不友好的用車環境時，新能源車（包括純電和增程系列）可以從哪些方向上發力改善用車體驗，又有哪些不同于燃油車的新技術正在或即将投入使用。
和之前的很多活動一樣，理想汽車的這場技術日活動沒有太多拖泥帶水的環節，一上來便直入主題。在理想看來，新能源車冬季用車三大痛點分别是座艙太冷，續航減少，以及充電變慢。
座艙溫度的智能化調節：體感舒适為先
冬季用車座艙太冷是普遍存在的問題，車内溫度上升速度太慢、車内溫度分布不均的情況，是新能源車型長期被用戶诟病的產品痛點。
目前行業内大部分電動汽車針對冬季采暖有兩種常規解法，使用最廣泛的是 PTC（加熱器，用于電池或乘員艙加熱的熱源產生）直接加熱水或空氣采暖，簡單快速，但要做到兼顧北方較寒冷地區（-20 ° C）的采暖需求，體積、重量和能耗都會大幅增加；此外也有車企采用熱氣旁通方案，通過電動壓縮機自發熱采暖，但這種采暖方式在初始段的制熱速度慢且壓縮機轉速高、噪音大。
為了解決這兩種常規解法的弊端，理想 MEGA ( 配置| 詢價 ) 采用了自研多源熱泵系統，具備 43 種模式可以應對全溫網域多場景下的能量調配。對于低溫下空調采暖效果不好的問題，可通過壓縮機 " 自產自銷 " 快速制熱：利用空調采暖後溫度依然比較高的冷卻液快速加熱冷媒，激活熱泵單元，使電動壓縮機產生額外的制熱能力。
不過有了更強勁的制熱能力做保障，并不代表就一定能有良好的舒适性體驗。低溫條件下首先要滿足整車一排、二排、三排的平等權益，避免一排熱的快，二排不熱或者熱的慢的現象。其次，低溫條件下人體四肢的熱需求高于軀幹，所以腳部空間需求的熱量更多。只有保障低溫條件下為腳部提供更多的熱量，才能提供更好的舒适性體驗，同時還需要實現面腳溫度分層，保障低溫駕駛過程腳部感受溫暖與頭部感受清爽。
要想達到上述的舒适性效果，核心是對整車熱量的精細化分配。駕駛員在駕駛過程中，腳部擺放位置相對固定。一般車上主駕位置會有 2~3 個吹腳的出風口，但理想 MEGA 額外增加了 2 個，主駕吹腳出風口達到了 5 個。通過流場設計，将出風朝向分别對應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适。
此外，針對一排熱的快、二排熱的慢或不熱這一行業常見問題，在理想 MEGA 上，理想汽車借助舒适性仿真計算，不斷優化整車的風量分配，把一排和二排腳部風量的比例設定在 1 比 0.87，相比于行業内常見的 1 比 0.55、1 比 0.66，更能讓一二排乘客享受到同等的舒适性體驗。
全場景舒适性不是一個新概念，從L9 ( 配置| 詢價 ) 開始，理想汽車就開始通過 38 個車輛傳感器的數據實時調整車内溫度，到了新一代產品理想 MEGA 上，又增加了優化空氣質量的二氧化碳傳感器、負離子傳感器，增加了天氣預報、地圖導航等信号識别。如今，理想 MEGA 空調标定可調用全車傳感器的數字已經達到了 51 個，豐富的信号來源通過理想汽車性能強大的車控計算單元（XCU）統一處理，進而實現全車溫度的智能控制。
降低能耗 從熱管理與電池開始
面對冬季低溫，新能源汽車續航裡程的 " 縮水 " 一直是北方地區車主用車時的普遍痛點。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。節流對應的是在确保座艙舒适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。
節流方面，理想汽車采用了雙層流空調箱的設計。顧名思義，雙層流空調箱是指對空調進氣結構進行上下分層，引入适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。内循環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，結合溫溼度傳感器、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算法，在确保不起霧的前提下可以将内循環空氣的比例提升到 70% 以上，節能效果顯著。以理想 MEGA 為例，在 -7 ° C CLTC 标準工況下，雙層流空調箱帶來了 57W 的能耗降低，這也意味着 3.6km 的續航提升。
除了空調箱的創新，為了應對冬季不同場景，在各種環境下都對每一份熱量精細化利用，理想汽車對熱管理系統的架構也進行了自研創新。
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，電驅盡管有餘熱可以供給座艙采暖，但熱量并不多。如果熱管理架構采用傳統方案，電驅餘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，實際上并不需要加熱來增加放電能力，那麼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。
做到熱管理場景覆蓋更全之餘，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 的熱管理集成模塊，将泵、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 超充功能的集成模塊。
開源方面，理想汽車在達成 MEGA 的 5C 超充性能研究上，投入了大量精力來降低電芯内阻水平，不僅實現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。在這個過程中，理想汽車對電芯内阻構成進行了分析，拆解了三個層級共 17 項内阻成分，再針對每一項内阻成分進行優化可行性分析。最後，通過采用超導電高活性正極、低粘高導電解液等技術，成功将 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，這意味着内阻能量損失減少 1%，電池加熱損耗減少 1%，整體續航可以增加 2%。
改善冬季充電速度 提升用車體驗
随着氣溫驟降，電池活性減弱，電動車的充電時間往往大幅延長。在常溫下，傳統 2C 電池系統從 10% 充至 80% 通常在 30 分鍾左右，但是在低溫環境下，相應的充電時間會延長到 50 分鍾左右。
為了實現理想 MEGA 的 5C 電池四季如常的充電體驗這一目标，理想汽車在硬軟體兩個維度進行技術更新，從高倍率電芯設計、高效熱管理設計，以及多項智能充電控制策略等多領網域進行了優化。
理想 MEGA 搭載的麒麟 5C 電池從微觀層面上，對電芯材料（正極、負極、電解液、隔膜）進行了優化，進一步改善了锂離子的傳輸路徑，實現高倍率性能，在低溫條件下，充電倍率能力相對傳統 2C 電芯提升超過 100%。
采用麒麟架構，打造超大換熱面積的電池熱管理系統。更大的換熱面積不僅有助于在夏季更快帶走多餘熱量，而且可以在冬季有效提升電池加熱的速度，讓電池在短時間内達到最适宜 5C 超充的溫度。
數據來源：理想汽車電池實驗室實測
傳統的冷卻方案通常将整塊冷板布置在電池箱體的底部，通過電芯底面的一小塊面積與電芯進行換熱，部門時間内冷卻、加熱的效果有限。而理想 MEGA 的電池包取消了整塊的底部冷板設計，麒麟架構将液冷板分散插入到每排電芯中間，形成類似 " 三明治夾心 " 的結構，以保證每個電芯能夠通過殼體大面區網域和冷卻液進行換熱，整個換熱面積相對于原來的底部冷卻方案提升 5 倍。同時利用整車熱管理獨創的 " 自產自銷 " 熱泵技術帶來的強大的加熱能力，理想 MEGA 的麒麟 5C 電池即便是在零下 10 ℃的極低溫環境下，依然能夠實現 1.2 ° C/ 分鍾的電池包加熱速率。
在電池加熱方面，把控電池加熱的時機及其增加的額外能耗是必須考慮的問題，為了讓用戶充電更加省心，理想汽車設計了一套非常周密的智能預冷預熱算法。例如在設定去超充站的導航路線後，車輛在到達超充場站前，算法就可以根據電池的實時狀态、場站的實時距離，自适應地調節電池預熱開啟時間和預熱水溫，确保到達充電站開始充電時，電池溫度得以控制在最優溫度區間。智能預冷預熱算法的開發，經歷超過 2000 次的整車試驗，不斷迭代模型算法，目前已經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。
自理想 MEGA 開始交付之後，理想汽車關注到很多用戶實際的充電習慣是盡量追求滿充，有不少的超充用戶都會将電池充到 95%（理想超充樁電量限制值）。但由于電池的化學特性，在 80% 以後電池充電速度會降低，導致用戶充電時長增長。理想汽車通過對核心充電控制策略的三項創新，分别從電壓、電流、溫度三個維度顯著提升控制精度，進一步釋放了電芯的充電性能。更新後從 10% 充到 95%，僅需 17 分鍾時間，相比之前縮短了 5 分鍾。即便在電量充到 95% 的情況下，充電功率依舊可以維持在 100kW 以上。
在新能源汽車突飛猛進的時代，造車邏輯、技術思路和之前燃油車時代并不通用，且會面臨很多新出現的問題，這就需要各個廠家充分結合用車場景進行改進和創新。冬季低溫對于新能源車來說就是一個非常典型場景，而理想汽車提出的一系列問題和解決思路對于整個行業來說同樣頗具參考性。
