新能源车冬季续航缩水痛点如何解决？ 理想汽车展示自研技术

凤凰网科技讯 12月6日，理想汽车在北京举办冬季用车技术日，介绍了理想Mega和理想L6针对冬季用车场景，在体验和能效方面所做的创新与努力，以及整体的优化策略和逻辑。

新能源车冬季续航“缩水”，一直是北方车主用车时的痛点。究其原因，最主要的是低温下材料物理特性的变化。-7℃时，轮胎滚动阻力相比常温增加50%、风阻增加10%，驱动系统中润滑油变粘稠导致效率降低2%，以及卡钳和轴承的拖滞阻力也会增加50%。

除了在基础材料科学领域投入研发，解决上述原因导致的能耗增加，理想汽车将提升冬季续航的重点放在了热管理系统和电池上。

在冬季续航的下降中，空调消耗占比15%、电池损耗占比10%左右，理想汽车针对这两项问题提出了一套“开源节流”的解决方案。节流对应的是在确保座舱舒适性的前提下降低空调消耗，开源则对应了电池低温放电量的提升。

在冬季用车过程中，座舱加热是耗能“大户”，所以空调及其背后的热管理系统的效率，是开发电动车时优化能耗的重点方向。

冬天在车内开空调，除了需要考虑采暖，还有一个必须解决的问题是起雾。车内的湿暖空气遇到冰凉的玻璃，很容易起雾。一个通常的解决办法是开启空调的外循环，引入车外干燥凉爽的空气进行除雾。但相比让温暖的空气在车内循环，开启外循环意味着额外的制热负担，势必会带来空调能耗的增加。

针对这一问题，理想汽车采用了双层流空调箱的设计加以解决。顾名思义，双层流空调箱是指对空调进气结构进行上下分层，引入适量外部空气分布在上层空间，在解决玻璃起雾风险的同时，也能让成员呼吸到新鲜的空气。内循环的温暖空气分布在车舱下部空间，使用更少的能量就可以让脚部感到温暖。同时，结合温湿度传感器、二氧化碳传感器等丰富的传感单元，理想汽车开发了更智能的控制算法，在确保不起雾的前提下可以将内循环空气的比例提升到70%以上，节能效果显著。以理想MEGA为例，在-7°C CLTC标准工况下，双层流空调箱带来了57W的能耗降低，这也意味着3.6km的续航提升。

除了空调箱的创新，为了应对冬季不同场景，在各种环境下都对每一份热量精细化利用，理想汽车对热管理系统的架构也进行了自研创新。

其中一个十分常见的场景是冬季早晨通勤时的冷车启动。由于这种情况多为城市行驶工况，电驱尽管有余热可以供给座舱采暖，但热量并不多。如果热管理架构采用传统方案，电驱余热在向座舱传递时还会同时经过电池，为电池加热。但如果此时电池电量较高，实际上并不需要加热来增加放电能力，那么为电池加热反而成了不必要的能量消耗。因此，理想汽车在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。

类似的灵活分配热量的例子还有很多。例如高速行驶时由于电驱余热充足，除了可以给乘员舱供热，还可以将多余热量储存在电池中。理想MEGA的电池得益于102.7千瓦时的大容量，再配合良好的保温性能，使其成为一个优良的热量储存单元。在下高速进入城区后，如果遇上拥堵，电驱的余热不够用，电池中存储的热量就可以支持乘员舱的供热。

理想汽车对零部件做了高效设计，减少热管理系统本身的热耗散。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%，这也是行业首款满足5C超充功能的集成模块。同时理想L6也搭载了增程热泵系统的超级集成模块，解决了空间布置难题。

除了以优秀的热管理降低空调消耗实现“节流”外，理想汽车还在提升电池低温放电量的“开源”方面不断挖掘。冬季电池低温能量衰减的主要原因，是由于在低温环境下，锂离子电池的电化学活性降低，自身放电阻力增大。这意味电池放电效率下降，会有更多的能量在电池内部被消耗掉。同时，电池的功率能力也会下降，低电量下可能无法支持车辆正常行驶的同时，还需要额外消耗能量去加热电池。

针对这一问题，理想汽车在达成MEGA的5C超充性能研究上，投入了大量精力来降低电芯内阻水平，不仅实现了超充过程中的低发热要求，也带来了低温可用电量的提升。在这个过程中，理想汽车对电芯内阻构成进行了分析，拆解了三个层级共17项内阻成分，再针对每一项内阻成分进行优化可行性分析。最后，通过采用超导电高活性正极、低粘高导电解液等技术，成功将MEGA 5C电芯的低温阻抗降低了30%，功率能力相应提升30%以上。如果放到整车低温续航测试工况来看，这意味着内阻能量损失减少1%，电池加热损耗减少1%，整体续航可以增加2%。

除了理想MEGA采用的麒麟5C电池，理想L6的磷酸铁锂电池同样针对冬季用车进行了优化。许多电动车用户都曾有过这样的尴尬经历：明明仪表盘上显示还有电量，却突然发生失速、甚至“趴窝”的情况。问题的根源在于磷酸铁锂电量估不准，这个难题也已经持续困扰了行业近十年。

磷酸铁锂电量估不准，主要原因是校准机会少。行业内一般采用电池开路电压校准电量。对于三元锂电池，由于开路电压与剩余电量通常呈现一一对应的关系，因此可以通过测量电压来准确估算电量。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。为了解决这一困扰，许多车企建议用户定期将电池充满，用于校准电量。然而，这样的做法并未从根本上解决磷酸铁锂电池电量估不准的问题。特别是对于增程或插混车型，用户的驾驶习惯使得电池充满的机会更少，因此电量校准变得难上加难。

针对这个问题，理想汽车研发了ATR自适应轨迹重构算法，并率先在理想L6车型上应用。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，或者单纯用油行驶，电量估算误差也能保持在3%至5%，相比行业常规水平提升了50%以上，使得理想L6在低温场景下使用时，相比于传统算法放电电量提升了至少3%。

对于增程车型而言，纯电续航并非从满电到电量耗尽所行驶的里程，而是指在增程器启动前，车辆依靠纯电驱动的行驶里程。冬季来临时，低温环境会造成电池放电能力减弱，造成剩余电量较高时增程器提前启动，导致纯电行驶里程变短。因此，提升电池的低温放电能力，就成为了提升纯电续航和动力表现的关键。

从原理而言，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，输出的功率就越强。但电压落差并非越大越好，一旦低于安全边界，便会对电池造成一定的寿命影响。由于电池材料对温度较为敏感，在低温下会出现比常温更快的电压跌落和更大的电压波动，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。因此，传统方法会留有非常多的功率冗余，造成“有力使不出”的情况。

理想汽车针对这一问题，推出了自研的APC功率控制算法，通过高精度的电池电压预测模型，实现了未来工况电池最大能力的毫秒级预测，因此，可以在安全边界内，最大限度地释放动力。凭借APC算法，理想L6在低温环境下的电池峰值功率提升30%以上，让用户畅享澎湃动力外，也将增程器启动前的放电电量提升了12%以上。