淮海能源车,绿色出行新潮流,引领未来出行革命
随着全球气候变化和环境问题日益严重,绿色出行成为全球共识。我国政府高度重视新能源汽车产业的发展,将其作为国家战略。淮海能源车作为新...
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在电动汽车销量直线上涨的同时,电动汽车车主冬天不敢开热风,炎天不敢开寒气让不少车主将电动汽车称为电动爹。空调自由彷佛是电动汽车迈不外去的一道槛。热泵的呈现让热量不再单纯寄托电池加热,可以年夜幅度进步加热效力,同时在新一代热治理体系加持下,空调自由是可以实现的。问题是谁有如许完善的办理计划。
文丨智驾网 硕奇
热泵能不克不及让电动汽车实现空调自由。
理论上可以。但实现进程很难。
答复这个问题之前,我们先来相识一下为什么冬季低温会让电动车的续航呈现年夜幅度衰减。
这此中电池在低温前提的衰减是基本缘故原由,锂离子动力电池的低温机能表示为跟着温度的低落,动力电池的阻抗增年夜,放电电压平台低落,且电池的端电压降落较快,导致其可用容量和功率年夜年夜衰减。
从技术原理上来讲,低温情况下,正负极资料中的带电离子的扩散活动才能变差,穿越电极与电解液的钝化膜变得加倍艰苦,通报速率也是以低落。
纵然锂离子达到负极以后,在资料内部的扩散也变得不顺畅,乃至可能在负极形成锂固结,短期反映为电池容量急剧削减,历久反映为电池寿命缩短。
但冬季电动汽车续航降落并不止以上这一个缘故原由,电动汽车经由过程空调制热,空调把电池的电量转换为热量,能耗异常之高,年夜量耗费了动力电池的电量。
以上两方面缘故原由配合导致了今朝纯电动车在冬季的续航相比鼓吹续航年夜幅降落。
当前为相识决这一困扰,研发职员主要从电池的低温机能和热治理两方面进行晋升。
起首是低温电池的研发,今朝进步电池机能,主要寄托资料的提高,但资料的提高必要光阴的积聚,今朝进步锂电池的低温机能仍旧是今朝研讨的热门和难点。
今朝主流厂商将眼光放在了车辆的热治理上,经由过程进步效力的方式将电池加热,让空调加热,到达进步电动车冬季续航的后果。
与燃油车分歧,电动汽车没有动员机,以是整车热治理体系只能寄托空调体系,电池和电机的散热经由过程空调紧缩机,加热则经由过程空调热泵和PTC节制。
在极低的情况温度下,若何在保证车内维持合适的温度同时,做到可以或许快速除霜,电池快速加热,空调调温坚持线性度,主动空调可以或许坚持在较高的舒适度,都属于整车热治理标定的内容,更进一步的寻求则是用起码的电量来实现以上内容,只管即便削减由于开空调导致车辆的续航里程低落水平。
是以热治理并不是简单的加热和制冷,它经由过程一套繁杂的体系让车内每个零部件坚持在最优温度下,简单的说,热治理相似于让车内各部件像人们发热之后使用退烧贴;而当严寒难耐时,可以使用暖宝宝。但无论采纳哪种方式都愿望在各个零部件之间的热治理削减热量损耗、进步效力。
在量产车中,各个品牌会依据自身产物的定位和使用特征进行弃取,拿出性价比最高的计划,再联合软件算法进行优化,这也就使得市场上的电动汽车在热治理计划上表示得千差万别。
可以说,在当前各家品牌动力电池机能靠近的环境下,热治理成为电动汽车车冬季续航得以保障的最紧张体系,也是各个厂家技术硬实力的体现。
——01——
电动汽车热治理体系变更的原理
与传统燃油车分歧,新能源汽车的成长,对付汽车热治理体系是一场年夜的变更。传统燃油车的热治理架构主要包含了空调体系以及动力总成热治理体系。
新能源汽车因为动力源产生了变化,新增了三电体系,是以要对电池、电机、电控等进行热治理的从新构建。此外,新能源汽车的空调体系由于动力方式的改变也发生较年夜的变更,从紧缩机部件到制暖体系都必要进行技术的进级以及产物的替换。
总体而言,从传统燃油车到新能源汽车,汽车热治理体系变得加倍繁杂,对付整车的紧张性愈加晋升。
我们以最早年夜范围量产电动汽车的特斯拉举例,其新老车型的热治理技术迭代,犹如热治理技术的成长简史一样平常。
通以上表格我们可以看到,新车型的热治理逐渐从全车PTC转化到热泵与热量收受接管的方式,以进步效力。
这里我们必要明白两个名词,PTC与热泵。
PTC在汽车上便是汽车加热器, 全称是“Positive Temperature Coefficient”,在纯电动汽车上,PTC的原理与电加热电器相似,像电饭锅、电磁炉、空调等等,PTC技术等于经由过程给电阻丝/陶瓷等热资料通电后发生年夜量热量,以提供车辆所需的热量。
假如一个不够,那么再增长一个,或者加年夜功率。
其所发生的热量Q=I²R*T,当电流稳固,电阻值越年夜,则功率越年夜,它意味着单元光阴内发生的热量也越年夜;当电流稳固,电阻值也稳固,那么光阴越久,则耗能也越多。
但因为电池的能量密度相较于汽油来说,其实是小的可怜,今朝最新量产的锂电池能量密度为260千瓦时/立方米,而汽油是8600千瓦时/立方米,柴油则是9600千瓦时/立方米。
就算电能全体100%转换为热能,车内总体的热量相比燃油车的效力要小的多。
此时工程师就引入了热泵。
这一技术的引入,曾被马斯克称为“最好的工程设计之一”。
在理论上,只要周边空气高于绝对零度即可经由过程热泵技术网络其热量,也便是说热泵技术可以让电动汽车在地球上任何极寒之地正常行驶,并让车内坚持人所必要的正常温度。
不外热泵并不是新创造,其原理可以简单懂得为“把冷热空气搬出搬进”,也等于冷热空气“搬运工”,使得车内温度到达抱负温度,在电耗上也能勤俭更多电能。
在今朝的高端家用电器中如许的原理也很常见,我们常说的“空气能”热水器和“空气能”空调便是利用了这一原理。
依据测算,今朝主流的热泵效力在常见温度下均能突破100%。
在热泵中,因为热泵制冷剂汽化温度低于-20℃,它可以在任何高于-5 ℃的其他前提下蒸发汽化,高于-5 ℃的其他前提下不另必要辅助加热,经由过程紧缩制冷剂的蒸汽,同理热泵在加热轮回进程中可以发生400%的热效力,而低于-5 ℃只必要少量电加热就可完成高效力运转,在-18℃的环境下,最优秀的热治理体系依然能实现跨越200%的热效力。
是以在今朝的先进纯电动汽车上,热泵险些成为标配。
今朝利用热泵技术的车型主要有BMW i3、Jaguar I-Pace、Audi e-tron等,海内有蔚来ES6(参数丨图片)、荣威Marvel X、哪吒 S等。
但分歧品牌,各家热泵的效力有伟大差别,这里面的因素更多的是取决于厂家对付每一份热量的细节把控。
——02——
好的热治理体系可以将你呼吸的热量收受接管
在上周,即将在二季度预售的哪吒S,搭载了海内首个整车体系级智能热治理策略,这款车在黑龙江黑河-30℃极寒情况下,方才完成了冬季极寒测试。
我们以这款新车为例,看看国产新权势到底在细节上下了什么工夫。
哪吒S体系级其余热治理,被称为买通了整车热量治理,它意味着从乘员舱、电池、电驱到电子部件热治理全体买通,实现了所有部件物理部门集中和部件节制部门集中,一方面实现管路数目低落40%,靠得住性晋升50%。同时,整个体系普遍采纳弹性算法进行智能节制,可以保证座舱和电池供热的条件下实现能耗最小化。
这种高集成化的设计也利用在了热泵的设计中,使用九通阀替代传统热泵计划中的2个三通阀、1个四通阀。
九通阀可准确地按比例开闭,经由过程VCU实现功率无级调节。
小到流量节制阀、水泵,年夜到空调紧缩机,前端冷却模块上的散热电扇,都能实现精细化节制,保障电池、空调、电驱事情在最合适的温度。
而这种精细化的水平实现电池余热收受接管、电机余热收受接管、电池天然冷却、热泵电池加热、热泵乘员舱加热等各类节能事情模式,让热量最年夜可能不被挥霍,细节的把控水平和数目上乃至赛过特斯拉引认为傲的“8爪鱼”8通阀。
传统热泵在-10度以下情况无法启动,天气越冷热泵空调的事情效力越低,制热后果也越差,而低温下PTC制热能耗较高,对续航才能影响极年夜;哪吒S经由过程各部件的精细化治理加持高效的软件体系,其热泵经由过程电驱余热收受接管等实现热治理各部件智能化协同节制,整体能效最优。
在室外情况温度-18℃时打开外轮回工况下,出风温度可以到达48℃,此时整个体系的COP可到达2.05以上,单热泵即可满意搭客舱内的采暖需求。
哪吒S的热治理体系应用热泵+精细化+高集成+智能调节+能量收受接管等方式,经由过程自顺应智能热治理节制策略,单次充电节能约2%;电池包自保暖;采纳电池恒温液冷体系,15℃~45℃恒温占比95%;-20℃低温浸泡6小时,电芯温度≥0℃;放电进程中电池自加热,主要经由过程智能行车加热,冬季续航晋升约4%。
可以说无论是硬件设计,照样软件优化,我国造车新权势最新产物的热治理技术已不弱于国外竞品。
此外,无论是电池、电芯、智能驾驶、智能网联等焦点技术,中国也在快速提高,这此中每个部件的迭代提高都邑带来整车续航、平安机能和体验的晋升。
——03——
市场主导的电动汽车市场开启技术为王的期间
2月20日,国度成长改造委、工业和信息化部、财务部等12部分,提出在2022年继续实施新能源汽车购买补助、充电举措措施奖补、车船税减免优惠政策,然则补助幅度较2021年退坡30%。同时,相关部分确认,新能源汽车购买补助政策在2022年内正式终止,本年12月31日后上牌的车辆将不再赐与补助。
新能源汽车补助在2022年后正式撤消,阐明我国的新能源汽车行业将彻底完成从政策驱动变为市场驱动。在海内新能源企业头部玩家也已经建成了较为完整的财产结构和供给链系统。
这让中国的电动汽车品牌的竞争更聚焦于焦点技术。
即将上市哪吒S的呈现可以说反响了我国造车新权势的信念,它正从拼量产、活下去、多车型、拼销量的阶段,进化到拼技术、拼品德的阶段,而其在产物中敢于表达的个性化特质,这是源自于技术和设计的足够自大。
“3.9秒的加快度、量产更高效的热治理、激进有作风的设计。”这些特征正在吸引越来越多的年青人。
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