今天小編分享的汽車經驗：低溫續航“攔腰砍半”，理想汽車有何解法？，歡迎閱讀。
圖片系 AI 生成
新能源汽車產業蓬勃發展，中國已經确定連續 10 年成為全球第一大新能源汽車產銷市場。
然而，如果從不同省市的滲透率來看，仍然存在較大的差異。氣候溫暖溼潤的南方對于新能源汽車 ( 尤其是純電動汽車 ) 的接受度遠高于嚴寒的北方地區。
根據易車榜發布的《2024 年 9 月各省新能源汽車滲透率排名》數據顯示，滲透率高于 50% 的省份一共有 15 個，其中南方省份占據 9 席，占比為 60%；滲透率低于 50% 的省份一共有 16 個，其中北方省份占據 10 席，占比 62.5%。
這一數據背後也是中國新能源市場發展的薄弱點——新能源汽車尤其是純電動汽車如何戰勝漫長的冬季？比如續航裡程短、充電耗時長等問題。
低溫續航為何" 攔腰砍半 "？
"-7 ℃下，低溫續航只有常溫續航的 55%。"
這是理想汽車整車電動產品負責人唐華寅在近日的一次分享中展示的一份内部研究數據。
至于損耗的 45%，最大部分在于驅動負載增加。比如冬季空氣密度提升，行車風阻增大、冬季胎加上胎壓變低滾阻增大，以及在雪地、溼滑路面行駛更容易有頻繁加速減速甚至急刹車的駕駛行為。
上述數據顯示，低溫下材料物理特性的變化，輪胎滾動阻力相比常溫增加 50%、風阻增加 10%，驅動系統中潤滑油變粘稠導致效率降低 2%，以及卡鉗和軸承的拖滞阻力也會增加 50%。
圖片系現場拍攝
其次，在冬季續航的下降中，空調消耗占比 15%。在寒冷天氣中，為了保持車内的溫度，車主需要開啟暖風空調等設備。這些設備的運行會消耗大量的電能，減少車輛的續航裡程。
其中，座艙加熱是耗能 " 大戶 "，所以空調及其背後的熱管理系統的效率，是開發電動車時優化能耗的重點方向。
除了需要考慮采暖，冬天在車内開空調還有一個考慮是避免起霧。車内的溼暖空氣遇到冰涼的玻璃，很容易起霧。一個通常的解決辦法是開啟空調的外循環，引入車外幹燥涼爽的空氣進行除霧。但相比讓溫暖的空氣在車内循環，開啟外循環意味着額外的制熱負擔，勢必會帶來空調能耗的增加。
此外，電池損耗占比 10% 左右。 锂電池工作的原理放是由負極的锂離子通過電解液遊離，穿過電池隔膜，運動回正極的過程中產生電流。回正極的锂離子越多，放電容量越高。低溫環境下，電池的化學活性降低，電池内部的電阻增大，導致電池能夠釋放出的電量減少，使得車輛的續航裡程明顯下降。
種種因素結合起來，也就不奇怪為何電動汽車在冬天裡打折如此嚴重了。
節流：降低采暖負荷
針對冬季車内采暖所造成的負荷，理想汽車采用了雙層流空調箱的設計加以解決。
所謂雙層流空調箱，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。
空調箱的創新以外，為了應對冬季不同場景，理想汽車對熱管理系統的架構也進行了自研創新。比如冬季早晨通勤時的冷車啟動場景，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設計，減少熱管理系統本身的熱耗散。
據唐華寅介紹說，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%。
開源：減少 " 放電折扣 "
電池作為新能源車的核心部件之一，針對 " 溫度越低，‘放電折扣’越大 " 的問題，理想汽車則是通過降低電芯内阻水平來解決。
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，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%。
此外，許多電動車用戶在用車時都曾遇到過電量估不準的困惑：明明儀表盤上顯示還有電量，卻突然發生失速、甚至 " 趴窩 " 的情況。
唐華寅表示，根源在于磷酸鐵锂電量估不準，主要原因是校準機會少。
行業内一般采用電池開路電壓校準電量。對于三元锂電池，由于開路電壓與剩餘電量通常呈現一一對應的關系，因此可以通過測量電壓來準确估算電量。但磷酸鐵锂電池則完全不同，同一個開路電壓可能對應多個電量值，導致電量難以校準。為了解決這一困擾，許多車企建議用戶定期将電池充滿，用于校準電量。
然而，這樣的做法并未從根本上解決磷酸鐵锂電池電量估不準的問題。特别是對于增程或插混車型，用戶的駕駛習慣使得電池充滿的機會更少，因此電量校準變得難上加難。
針對這個問題，理想汽車研發了 ATR 自适應軌迹重構算法，依據車主日常用車過程中的充放電變化軌迹，實現電量的自動校準。即便用戶長期不滿充，或者單純用油行駛，電量估算誤差也能保持在 3% 至 5%
目前該算法已經在理想 L6 車型上應用。據悉，理想 L6 在低溫場景下使用時，相比于傳統算法放電電量提升了至少 3%。
提升電池的低溫放電能力的同時，為了保證電池壽命，行業内通常會采用較為保守的功率控制算法，限制低溫下電池放電時的電壓落差。但傳統方法會留有非常多的功率冗餘，造成 " 有力使不出 " 的情況。
對此，理想汽車推出了自研的 APC 功率控制算法，通過電池電壓預測模型，實現了未來工況電池最大能力的毫秒級預測。
在新能源汽車滲透率超過 50% 的當下，車企想要獲得更多增量就需要更深入地研究如何提高電動車在極端天氣下的可靠性與實用性，當新能源汽車到達續航、充電等方面的體驗都繼續得到更多改善的時間點，或許我們會看到下一個行業的爆發點。
（本文首發于钛媒體 App，作者｜韓敬娴，編輯｜張敏）
