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  • 电动车如何解决冬季里程焦虑?尖子生高合HiPhi X是这么做的
    时间:2022-01-05 13:00  来源:汽车圈  作者:笃志
    【新闻稿】随着一波全国大范围降温,“三九”天很快就要来了。对于电动车来说,寒冬是一场“大考”,低温状态下电动车的续航只有标称续航的50%是常态,前不久某网站的冬季纯电动车测试中也证实了这一点。在-20℃的极端测试温度下,40台测试车中最终只有10台能跑到标称续航的50%以上。而北方冬季日常使用环境中,大部分纯电动车用户一般也只能开出50%-60%的续航里程,因此冬季续航焦虑依然困扰着纯电车车主。在电池技术没有革命性突破的前提下,如何解决冬季里程缩短的问题就成了车企们重点攻关的领域。

    影响电动车冬季续航的两大因素
          解决问题之前先分析一下问题,是什么导致了纯电动车的冬季里程下降。目前来看主要原因有两个:锂电池低温下性能降低;车上的加热设备使能耗增加。

          目前纯电动车普遍使用锂电池作为动力源,低温下电池内部的电解液导电率、负极SEI膜导电率、化学反应速率都会降低,最终的表象是电池的容量和充放电性能明显降低。应对电解液低温冻结的方法也很简单,给电池加热。这就引出了下一个问题,能耗增加。电动车在冬季有许多因加热需求而消耗电能的部件,包括电池保温、车内暖风、座椅加热、方向盘加热。而车上的电池只有一块,所有这些用电器都是在和续航里程抢电能。

          在极端环境下,因以上两个因素损失的电能会达到电池总容量的50%甚至更多。保障低温环境下的续航里程就成了目前电动车企业急需攻克的重要难题之一。那么头部电动车企业都是怎么做的呢?
     
    冬季续航的决定因素——热管理系统
          除了电池本身特性的差别,热管理系统的先进与否是决定电动车冬季续航的关键因素。打个比方,热管理系统就如同一个精打细算的账房,能把全车的每一点热量都收集起来,用到需要的地方,例如电机行驶时产生的热量被传导至车内给车舱升温、其它大功率用电器产生的额外热量也被收集并利用。此外,优秀的热管理系统还有一个共同特性:热泵空调。

          绝大部分电动车的加热元器件是PTC,它就是一个电热元器件,就像电吹风,通过消耗电能产生热量,特点是用多少电就产生多少热。热泵则是基于热力学第二定律设计打造的,它能将低温环境中的热量转移到高温环境中,也就是说它能从气温处于零下的环境中提取热量并输送到温度在20℃以上的车内,让外界变得更冷、车内变得更暖。由于热泵并不直接产生热量,只是在搬运热量,所以它的能耗只有PTC的一半不到。因此热泵空调就成了电动车挽救冬季续航里程的重要道具,但因其造价很高,特斯拉和保时捷Taycan上都是选装件。即便如此,热泵空调也并非完美无缺,其工作原理意味着外界温度越低,它能获取的热量就越少,工作效率也就随着温度的降低而降低。在极低温度下反倒是PTC的效率高了起来。

          有没有一套热管理系统能做到兼顾二者优点?这就要看看高合HiPhi X了。
     
    开源节流,高合HiPhiX“CrossLoop”高效能量管理系统
          高合HiPhi X“CrossLoop”热管理系统的核心是一套间接式水介质热泵,桥接起电池、电驱和座舱的制热、制冷等多个回路,通过余热回收、能量拆借和循环利用等方法,达到各个系统之间精确的温度管理以及节能的目的。通过创新地将空调热泵、PTC和电池电驱温控系统全面融合,高效制冷制热, 快速拥有适宜温度,综合能耗相较于常规电车方案能耗降低接近一半。能量转化率更高,能耗更低,通过智能控制电池电驱温度,使冬季续航相比非热泵空调提升15%。

          HiPhiX 的能量管理系统拥有四条回路:座舱制冷循环、座舱制热循环、电池温控循环、电驱温控循环,与传统热管理系统相比有两个优点:1.双热源热泵效率高,空调系统与电池及电驱热管理系统相连,同时使用空气源热能和水源热能,充分回收电池电驱余热补偿空调需求。2.强化电池电驱热管理,当电池和电驱需要加温或者降温时,座舱热管理回路接入电池电驱系统,使其工作在最佳状态下。

          通过主动温控,高合 HiPhi X 的电池电驱能够时刻保持最佳工作状态。 电驱动系统冷却主动温控功能,可以在不同状态下(不同驾驶模式、充电等)智能分配能量流向,为电池精准控温,保证行驶性能和能耗处于最佳状态。另外,在接入品牌充电桩的状态下,“智能预约蓄能功能”会利用充电桩的外部电源给电池预热并保温。只要通过手机APP就可以预设出行时间,车辆会在出行前自动将车舱温度提升至舒适温度。同时也优先保持了电池电量、相当于间接增加了整车的续航里程。

          早在早期研发阶段,高合就在-30℃以下的内蒙古牙克石进行了多轮极寒测试,收集了大量的低温测试数据。而续航只是低温测试中的一小部分,还有低温耐久度、低温可靠性、冰面失稳、雪地动态性能,甚至是电动车门破冰能力等项目的测试,因此北方用户也不必担心HiPhiX的低温性能。
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