電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

電動汽車最怕什麼?兩個字:低溫!

電動汽車核心部件動力電池有個特性,那就是必須要在合適溫度環境下(約20-30攝氏度)才能發揮其最佳效能。而一旦溫度過低,電池活性會急劇下降,導致電量雪崩式下滑,造成電動汽車在冬季的續航里程大跳水。

電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

為了解決這一問題,很多電動汽車製造廠家提出了熱管理的概念。通俗來說,就是透過加熱元件,消耗電池內的電能為電池升溫,使其達到最佳活性溫度,進而提升電動汽車的續航里程。但這有點像左腳踩右腳上天,有那麼些效果,可並不能解決根本問題。

然而,人類的發展就是向各種問題提出挑戰,作為全球最大且最具活力的新能源汽車市場,中國的電動汽車品牌是如何解決這一問題的呢?

冬季實測 效果是關鍵

電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

黑龍江黑河-30℃極寒環境,是絕大多數電動汽車的“生命禁區”,但哪吒S經受住了嚴苛的低溫考驗,各項功能穩定執行,包括了車輛的空調、電池熱管理、低溫充電、動力性、操控性等等眾多核心專案。

其中,在哪吒S搭載先進的HozonEPT4。0恆溫熱管理系統的幫助下,車輛冬季續航里程提升了20%。要知道,在如此低溫狀態下,電動車由於電池活性衰減,續航里程腰斬也十分正常,不降反升,這是什麼原因呢?

傳統電動車的熱管理效能存在2大痛點:

系統複雜:管路多、部件多;

環境適應性差:-10℃以下啟動困難;

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傳統熱管理大多采用割裂式管理策略:空調、電池、座艙等熱管理分系統“各自為政”,加熱管道複雜,也很容易造成熱能浪費、協同效率低下。

與傳統熱管理策略不同,HozonEPT4。0恆溫熱管理系統是基於高整合水源式熱泵的一體化熱管理系統,能夠將獨立的各個系統整合起來,統一管理,做到熱量的最小浪費,最大程度降低熱管理系統對電池電量的消耗,保障車輛續航里程。

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HozonEPT4。0恆溫熱管理系統透過整車熱量管理“大腦”,實現乘員艙、電池、電驅、電子部件集中管理。與此同時,一體化設計將所有部件物理部分集中和部件控制部分集中,實現管路數量降低40%,可靠性提升50%,並且在滿足舒適性要求的前提下,將熱泵的工作溫度由業界的-10℃降低至-18℃,搭配智慧/自選兼顧的高效保溫功能助力哪吒S的冬季續航提升20%。

車內採暖方面也有技術突破,哪吒S搭載了智慧雙區空調,在-20℃,40km/h行車過程中,每分鐘車內溫度提升3℃,其表現甚至優於傳統燃油車,終於不用因為擔心續航而捨不得開空調,被迫無奈使用“大棉被取暖”了。

先進技術 熱泵是核心

在不同氣溫狀態下,不同種類車型的溫度調節方式存在差異:

燃油車:

制熱:透過發動機餘熱;

製冷:透過壓縮機執行;

新能源車無熱泵系統:

制熱:PTC加熱;

製冷:透過壓縮機執行;

新能源車熱泵系統:

制熱:熱泵加熱;

製冷:透過壓縮機執行;

從上述不同車輛的溫控方式我們能很明顯看到,新能源汽車熱管理核心區別就是這套熱泵系統。其實它的原理與市場上的空氣能熱水器類似,都是透過“壓縮釋能 降壓吸能”的原理,從寒冷的外界空氣中吸收熱量,給車內取暖。一般來說,相比傳統的PTC(電熱絲)制熱,使用熱泵系統之後,電動汽車的冬季續航里程將會有10%左右的提升。

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需要注意的是,傳統熱泵在-10℃以下就無法啟動了,並且天氣越冷熱泵空調的工作效率越低,因此制暖效果也就越差。一般搭載熱泵系統的電動車,都會啟用PTC制熱,雖然有一定效果,但動輒6-8kW的制熱功率,對車輛的續航影響很大。

哪吒S的熱泵透過電驅餘熱回收等路徑,實現熱管理各部件智慧化協同控制,達到整體能效最優。在室外環境溫度-18並開啟外迴圈的工況下,出風口溫度依舊可以保持在48℃,此時整個系統的COP可達到2。05以上,單熱泵無需PTC即可滿足乘員艙採暖要求。(COP:轉換熱量與輸入能量的比值。

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與此同時,哪吒S採用架構極簡的整合水源式熱泵系統,使用一個九通閥替代傳統熱泵方案中的2個三通閥和1個四通閥。九通閥可以精確按比例開閉,並且透過VCU實現功率無級調節,達到進一步節能的目的。

能量管理 演算法是保障

哪吒S優異的冬季綜合測試表現,離不開其搭載的國內首個整車系統級智慧熱管理策略。透過打通乘員艙、電池、電驅、電子部件熱管理,保證座艙和電池供熱的前提下實現能耗最小化。

電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

熱管理系統的主要功能包括:

在電池溫度較高時進行有效散熱,防止產生熱失控事故;

在電池溫度較低時進行預熱,提升電池溫度,確保低溫下的充電、放電效能和安全性;

減小電池組內的溫度差異,抑制區域性熱區的形成,防止高溫位置處電池過快衰減,降低電池組整體壽命。

有限而寶貴的能量,如何高效利用,成為哪吒S電動汽車演算法的核心。透過熱管理系統主動加熱,自適應智慧熱管理控制策略,單次充電節能約2%;電池包自保暖,採用電池恆溫液冷系統,放電過程中電池自加熱,收集電機在行駛過程中發出的熱能,讓冬季續航提升約4%。小到流量控制閥、水泵,大到熱泵、散熱風扇,都能實現精細化控制。再加上電機餘熱、電池餘熱等等能量的細節回收,實現效率的最大化。

電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

種種“摳細節”的能量管理演算法,節約每一點熱能,讓電動汽車在低溫狀態下跑得更遠。

總結

電動汽車怕低溫是天性,就像原始人類面對猛獸無力反擊一樣。但是,伴隨著武器的誕生,在懸殊的力量和速度差異面前,人類也具備了降維打擊的能力。

同理,正因為有了像哪吒這樣的企業,在智慧驅動下透過各種技術克服困難,實現了電動汽車低溫狀態下各項效能指標質的飛躍。

電動車如何挑戰-30℃低溫?哪吒S極寒測試告訴你答案

所以,有超低溫熱泵的哪吒S,不怕低溫。