随着我们身边越来越多的产品逐渐走向智能化，许多用户也都有了越来越严重的“续航焦虑”，以手机为例，坐在办公室里的时候可能没什么感觉，不过只要是外出旅行或者出差在路上，这手机电量要是飘红了，心里总觉得不太踏实。不过如果说手机的续航不足只是让我们心里不踏实，那么如今逐步普及的纯电汽车在冬天的续航表现，就更让许多用户“不踏实”，尤其是许多北方的油车车主，谈到换纯电车的问题时，总会表现出对冬季续航表现的担忧。
那么为了探索目前车企在纯电车冬季续航方面做出的最新探索和努力，IT之家本次来到了理想汽车冬季用车技术日，与理想的工程师们一起探讨了他们在提升冬季续航方面的最新成果。
一、“节流”
其实大多数可以计量的东西，想要节约，无外乎四个字“开源节流”。不过这四个字说起来简单，做起来可并不容易。对于电动汽车来说，冬季处处都要用电，无论是空调、座椅加热、方向盘加热，还是电驱、电控，都要耗电。
牺牲用户体验降低电耗是万万不可能的，那么如何在保证体验甚至提高体验的情况下降低电耗实现“节流”呢，理想的工程师和我们分享了两个“法宝”。
双层流空调箱
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 的 CLTC 标准工况下，双层流空调箱能够带来 57W 的能耗降低，这也意味着 3.6km 的续航提升。看起来不多，不过我们讨论的是“节流”，自然要积少成多。
全栈自研热管理架构
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。其实这个思路就有点像理想做增程的思路，两套系统，按需使用，必要的时候同时工作，最大化的保证运行效率和使用体验。
不过增加系统冗余度的同时，也势必会带来零部件复杂度、整车重量的增加，这也是需要克服的问题，因此，理想汽车还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。
此外，增程热泵系统的超级集成模块也搭载在了理想 L6 上，解决了空间布置难题，实现了增程车型从 0 到 1 的突破。
多源热泵系统
冬季北方的另一个“耗电大户”，也是日常痛点，就是早上起来的“热车”环节，经历过的朋友想必都了解个中滋味。
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（-20°C）的采暖需求，体积、重量和能耗都会大幅增加；此外也有车企采用热气旁通方案，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。
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，具备 43 种模式可以应对全温域多场景下的能量调配。
对于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。
通过先进的热管理系统设计、核心零部件的创新开发以及精细化的标定控制，在冬季用车的“节流”方面，理想汽车可以说是成功的在不损失甚至一定程度上提高了用户体验的同时，实现了优秀的能耗控制。
二、“开源”
聊完了节流，我们在来聊聊开源。对于电量的开源，最简单的办法，自然是多充电，这在大多数人听起来可能是废话，没错，确实是废话，毕竟车不是手机，随用随充的道理大家都懂，不过这车也不能走哪儿都带个充电宝不是。
低内阻电芯麒麟 5C 电池
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，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，理想的研发人员成功将 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%。
ATR 电量估算算法“夯实”铁锂电池续航
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。不过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，理想自主研发了 ATR 自适应轨迹重构算法，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%，让冬季续航更扎实。
功率控制 APC 算法强化低温表现
另一方面，许多小伙伴可能不知道的是，无论是手机还是电动汽车，系统所显示的 100% 电量，并不是对于电池来说所有的电量，这是因为电池还需要留一小部分电量来“保护自己”，这部分电量称为“安全边界”。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，将冬季的纯电续航进一步提升。
ATR 算法和 APC 算法的成功开发，可以说是拨开了笼罩磷酸铁锂电池的“两朵乌云”。两大算法合力，让理想 L6 的低温纯电续航提升 15% 之多；而低内阻的麒麟 5C 电池，也让纯电的 MEGA 的电量能够从源头上得到节省。
总结
作为产品定位始终如一针对家庭用户的理想汽车，在产品定位清晰的基础上，也是深挖家庭用户的痛点，对于家庭来说，安全、舒适是重中之重。而此次理想汽车在冬季用车体验上的研发成果展示，可以说覆盖了安全、舒适这两大核心痛点。
磷酸铁锂电量的准确估算、5C 充电的温度管理，这些都是涉及到用车安全的问题，毕竟谁也不想在全家出行的时候车辆“趴窝“。而双层流空调箱、多源热泵系统等技术的应用，则大幅提升了用车的舒适性，让一家人能够舒适的坐在一台热得快、热的稳的车里。
作为用户，我们也期待车企能够在安全、舒适相关的技术上实现更多的创新和突破，进一步提高用户在各种场景下的用车体验。
