理想冬季用车技术揭秘:不只是卷续航和充电,还要卷座舱舒适

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划重点

01理想汽车在冬季用车技术日上展示了MEGA和L6两款车型在冬季空调采暖、续航及补能等方面的技术成果。

02为了提高冬季续航,理想采用多源热泵系统和智能预冷预热算法,分别提升电池低温时的放电量和充电速度。

03除此之外,理想首创双层流空调箱设计,提高热量使用效率,降低空调能耗。

04在冬季补能方面,理想通过高倍率电芯设计、高效热管理设计以及多项智能充电控制策略,实现冬季补能的全面优化。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

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理想汽车的“座舱舒适”已经卷到了冬季用车的限定场景下。


在理想冬季用车技术日上,理想展示了旗下MEGA以及L6两款车型在冬季空调采暖、续航及补能等方面的技术成果,从多个维度逐一击破当前电车冬季用车痛点。


众所周知,续航和补能是新能源车最常见的两大痛点,但理想从实际用车场景和体验出发,意识到冬季座舱过冷也是许多用户面临的一个重要挑战,于是在这一领域也进行了大量投入以改善用户体验。


“舒适”一直是理想最大的卖点,从理想这次冬季用车技术日活动,驾仕派发现,理想的技术创新并不只是停留在冰冷的参数上,而是将舒适驾乘摆在了首位。作为一家成立第一天就把“为家庭造车”视为企业使命的车企,理想真正的目标是要做冬季用车体验最好的新能源车。


下面,就来看看理想冬季用车技术究竟有何过人之处?


01

让移动的家更温暖

先问大家一个问题:冬季影响室内舒适的最大因素是什么?


驾仕派认为是温度。


举一个例子大家就知道了,每年冬季在互联网上都会有关于北方更冷还是南方更冷的讨论,作为一个在北京和成都两个城市都有多年生活经历的人,对此很有发言权,我的答案是南方更冷。


因为北方虽然绝对温度更低,但有集中供暖,室内热得甚至能穿短袖,而且每天大部分时间都呆在室内,所以不会觉得太冷。但南方就不一样,室内不开空调跟室外没什么区别,晚上睡觉盖三层被子都不觉得暖和。


所以汽车作为移动的家自然是一样的道理,环境温度是影响车内舒适性体验最大的因素,因此空调系统的制热能力就非常重要,需要兼顾制热快、能耗低及NVH等因素。


而行业的常规做法要么是PTC加热器直接加热水或空气,缺点是能耗高;要么是用热气旁通系统,通过电动压缩机产生热量,缺点是初始段制热慢且噪音大,两者都不是最理想的解决方案。


于是理想自研出多源热泵系统,这个系统有点像是上面两种方案的结合,并且还设计了多达43种模式应对全温域、多场景的能量调配。


比如在低温环境下,让压缩机实现“自产自销”快速制热,具体操作方法是:利用空调采暖后温度比较高的冷却液来加热冷媒、激活热泵单元,从而让电动压缩机产生更多热量。


据理想调研显示,和采用传统做法的产品相比,搭载该系统的理想MEGA采暖速度更快,峰值制热能力更大。


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拥有强大的制热能力是保证冬季车内舒适性的关键,但这还不够,还要确保车内每个座位体验一致,以及考虑到低温下人体不同部位热需求不同,比如四肢热需求更高,所以在脚部温暖的同时还要做到头部清爽,也就是能实现温度分层。


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这就要求空调系统要能做到对整体热量的精细化分配,所以理想MEGA将主驾吹脚出风口数量增加至5个,相比行业常规2~3个多出一倍,并将出风方向对准人体对温度感知最敏感的脚面和脚踝位置,升温更快;此外,理想MEGA还借助仿真计算优化了风量分配的比例,解决前后排制热不均问题。


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而且理想MEGA的空调系统还有一个过人之处,那就是强大的感知能力,全车一共配备了51个传感器,相比只有38个的理想L9,增加了优化空气的二氧化碳和负离子传感器,以及天气预报、地图导航等信息识别传感器,即便在特殊场景下也能保证车内舒适。


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比如在隧道中,得益于光照及外温传感器,理想MEGA系统能自动识别出隧道场景,调节温度的同时隔绝外界污染。


02

“开源节流”提高冬季续航

解决了座舱空调系统的加热难题,还要解决冬季电池的“续航焦虑”。


很多人都知道新能源车冬季续航会大幅“缩水”,但并不清楚背后的原理,这其实是低温导致材料物理特性变化,导致能耗增加,而不同材料能耗变化比例不同,理想对此进行了细致的研究。


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从上图可以看到,轮胎、驱动系统、卡钳、轴承等部件在-7℃时物理特性都会明显改变,成为冬季耗能的“潜在杀手”,但基础材料的研究毕竟并不是短时间内能突破的,于是理想把重点放在空调及电池这两个“耗能大户”上。


据理想研究发现,在冬季续航的下降中,空调和电池的消耗占比分别为15%及10%左右。


对此,理想团队给出的解决方案是“开源节流”,乍一看好像没有什么创新之处,行业传统做法也一直是这个思路,但如何开源,如何节流,里面其实又有很多门道。


以续航为例,都知道续航越长里程焦虑就越少,那是不是增加电池容量就行?当然不是!更重的电池包也会带来一系列问题,包括购车成本增加、座舱空间利用率低、能量密度低‌等。


好的解决方案不只是解决表面看到的问题,背后还要做好一系列成本和体验的平衡。


所以理想一方面提升电池低温时的放电量以实现开源,另一方面在确保座舱舒适性的前提下,通过热管理系统降低空调消耗,达到更好的节流效果。


而且针对不同能源形式的车型,理想的处理方式也有所不同。


比如理想MEGA是一款纯电车,搭载麒麟5C超充电池,因此主要是通过降低电芯内阻水平,来实现超充过程中的低发热要求和提升低温时的可用电量。


据了解,通过超导电高活性正极、低粘高导电解液等技术,理想MEGA电芯低温阻抗降低了30%,功率相应提升30%以上。整车低温续航测试工况下,电池加热损耗减少1%,整体续航增加2%——别小看这2%,以理想MEGA在CLTC工况下续航710km来算,就可相应增加14.2km的续航里程。


再来看理想L6,虽然增程车没有里程焦虑,但理想也通过自研算法对其电池进行了优化,在ATR自适应轨迹重构算法与功率控制APC算法的合力下,L6低温环境下纯电续航可提升15%之多。


说完开源,再来看理想如何节流。


基于空调能耗占比最高,因此空调及其背后热管理系统的效率是理想开发的重点方向。


冬季在北方开过车的朋友就会知道,车内冬季开空调除了保暖外,还起到防止玻璃起雾的作用,而传统解决起雾的方法是开外循环,但冷空气进入车内又会加重空调的制热负担,导致能耗增加。


针对这个问题,理想首创了双层流空调箱设计,顾名思义,该设计的工作原理是上下分层进气,其中车舱上部分为外循环进气,既防起雾又保证车内有新鲜空气,车舱下部是来自内循环的温暖空气,保证脚部温暖。


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在设计创新的基础上,理想又通过软硬件结合,使得内循环空气比例提升至70%以上,有效节能。以理想MEGA为例,在-7°C工况下,该设计能减少57W能耗,增加3.6km续航。


除了空调箱的结构创新,理想同时还对热管理架构进行了创新,新架构能够针对不同场景灵活分配热量,提高热量使用效率。


例如,在冬季早晨冷车启动时,传统热管理会将电驱的余热先用于电池加热,提高其放电能力,然后剩余的热量再传递至座舱,但如果此时电池电量较高,这其实是多余的步骤,会造成能量浪费。


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因此理想在其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。


而在高速行驶时,电驱余热更足,即便给座舱供热还能剩下不少,这部分热量又可储存在电池里,在进入城区电驱余热不够用时给座舱供热,而且理想MEGA搭载的102.7度大容量电池,天生就是优良的热量储存单元。


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最后,零部件的结构也会影响热量消耗,于是理想对零部件进行了高效设计,例如理想MEGA的热管理集成模块总零件数减少42%,重量减少19%,管路长度减少4.7米,管路热损失减少8%,是行业首款满足5C超充功能的集成模块。


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03

零下10℃也可5C超充

除了续航“缩水”,充电慢也是冬季用车的最大痛点之一。


由于电池活性会随着温度下降而减弱,所以低温下的充电时间相比常温明显延长。以传统2C电池为例,常温下电池从10%充至80%通常需要30分钟左右,但低温时则要50分钟左右,充电时间延长了六成以上。


之前,理想旗下都是增程产品,不太需要考虑冬季补能的问题,但自首款纯电产品理想MEGA推出后,这个问题自然也就提上了理想团队的日程。


从体验出发,理想的终极目标是为用户带来全年无差别的充电体验,但这并不简单,因为理想MEGA搭载的麒麟5C电池,在常温下能做到“充电12分钟续航增加500公里”。


所以为了在冬季达到同样的补能速度,理想从硬软件两个维度出发,通过高倍率电芯设计、高效热管理设计以及多项智能充电控制策略三大手段,实现冬季补能的全面优化。


比如在电芯材料方面,理想和宁德时代联合研发了5C电芯,从微观层面优化电池材料,改善锂离子的传输路径,使其充电倍率在低温条件下相对传统2C电芯提升超过100%。


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又比如,得益于麒麟架构,理想MEGA的电池包采用的是类似“三明治夹心”的全新结构,这种结构不同于传统采用整块的底部冷板设计,取而代之将液冷板分散插入到每排电芯中间,可带来相比原来底部冷却方案提升5倍的换热面积。


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更大的换热面积能带来两方面的好处:一是在夏季更快带走多余热量,降低自燃风险;二是在冬季提高电池加热速度,让电池能更快达到最适宜5C超充的温度。配合前面提到理想独创的“自产自销”热泵技术,理想MEGA即便在零下10℃的极低温环境下,电池包依然能够实现1.2°C/分钟的加热速率。


软件层面,理想则是开发了一套智能预冷预热算法,该算法的主要特点和优势也是两点:


第一,可根据导航和电池状态自动调节预热,确保最佳充电温度,不过需要注意的是,这一功能目前只有终点是理想超充站时才可实现。


具体表现为,当用户设定好导航路线后,算法就会根据电池的实时状态和到超充站的实时距离,自适应地调节电池预热开启时间和预热水温。在经历超2000次整车试验和多次迭代后,目前该算法对电池温度可做到控制精度小于1℃;


第二,提升末端充电功率,优化80%-95%区间的充电速度,缩短充电时间。


升级后,理想MEGA从10%充至95%仅需17分钟,相比之前缩短5分钟,95%时充电功率维持在100kW以上。目前该功能已通过OTA 6.3推送给所有理想MEGA车主。


04

驾仕结语

说了这么多理想的技术,最后再说说理想的营销。


其实从去年开始,理想已经举办了多场技术日活动,除了这次的冬季用车技术日,还有感知质量技术日和NVH技术日,对此感兴趣可以看看驾仕派推送的《理想NVH技术日感悟:堆料堆不出NVH》以及《“感知质量”被理想玩出花:车辆PQ究竟是个什么?》这两篇文章。


可以看到,这几场活动下来,理想不仅展示了自己在不同领域的技术成果,还逐渐扭转大众对其「没技术」的刻板认知。


其实理想在技术研发上的投入和成果远远超出大家的想象,不仅建立了全栈自研的研发体系,而且不管是硬件还是软件层面,理想目前都能拿出行业一流的表现。


所以驾仕派认为,如果你到现在还认为理想只有“冰箱彩电大沙发”的故事,那就真的是没看懂理想这家车企,它目前不管是技术的深度还是广度,抑或是技术营销能力,都算得上是新势力车企里的第一阵营。


从技术的视角,又能一窥理想强大的品牌势能,作为一家懂用户、市场及技术的车企,理想未来还有更大的想象空间。



(END)