理想MEGA功率
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%。
首创ATR电量估算算法,铁锂电池续航更扎实
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,理想汽车历经3年时间,自主研发了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%,让冬季续航更扎实。
功率控制APC算法,低温动力依然澎湃
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,将冬季的纯电续航进一步提升。
在联名充电站合作领域,双方已取得初步成果。中国石化与理想汽车的首座联名站已于2024年7月1日在重庆市合川服务区投入运营,配备1个最高功率可达520kW的5C全液冷超充终端和3个最高功率250kW的2C快充终端。接下来,双方将在全国范围内继续联合推进新能源汽车充电站布局,从而为广大用户提供更加便捷高效的充电服务。
在平台互联互通方面,双方已完成对接。自9月29日起,用户可通过理想汽车APP查找、启动中国石化遍布全国的充电终端,在刚刚过去的国庆7天假期中,共有来自全国29个省份的中国石化充电桩成功通过理想汽车APP启动,顺利护航了车主的长假出行。中国石化功率超过240kW的超充桩更将作为理想汽车“优选站”呈现,助力广大车主充电体验再上新台阶。
据悉,单桩峰值功率从250kW提升至360kW,以理想MEGA车型为例,充电时间从24分钟缩短到15分钟,续航可增加500km。而在4C超充桩下,理想L系列最大功率为75-90千瓦。
动力方面,理想MEGA搭载544马力的双电机驱动系统,电动机总功率400千瓦,总扭矩542牛·米,三元锂电池容量为102.7千瓦时,快充时间仅需0.2小时,纯电续航里程可达710公里。传动系统匹配电动车单速变速箱,底盘结构为前双叉臂式独立悬架和后多连杆式独立悬架,并配备双电机四驱系统。
理想2C充电桩的最大功率输出能力是250千瓦,此最大功率为桩的能力。不同的车辆由于其电池电量和整车的充电系统设计,车端充电能力存在差异。理想24款L7、L8 Max/Pro 和理想L6的车端充电最大功率设计为75千瓦,所以在2C桩上充电只能充75千瓦。
而增程车型的NVH技术方案是否又能套用在纯电车型上呢?事实证明并不行,因此NVH团队在研发理想MEGA过程中,遭遇了不小的难题。典型案例就是理想MEGA所采用的5C超充对散热功能具有很高的需求,因此不得不装上一个功率1100瓦、直径535mm的大风扇,而像这么大功率的风扇是第一次用在一台家用纯电车型上,之前基本上只有大排量柴油车才会使用,多数是一些皮卡、货车,因此供应商提供的硬件完全不符合对NVH水平的要求。最终是NVH团队根据风扇叶形数模自主优化,找到了最终量产的九片仿生波浪形叶片方案,将风扇噪音控制在最低。
后来,从理想ONE进入到L系列增程器开发的初期,理想汽车NVH团队很有信心,设想之前在理想ONE上积累的经验肯定能避免很多问题。但在开发初期,团队收到了调整目标的消息,公司希望增程系统的发电功率要比之前增加20千瓦,这会对NVH开发增加很大的难度。为此,NVH团队花了整整半年时间优化增程系统的结构噪声。然而这套增程系统并没有通过公司的首轮评审。于是团队立下军令状,用一个月时间对软硬件进行了优化:硬件上,围绕中冷箱体和管路做了结构优化,换上了新结构的隔振垫和支架;软件上,再次微调了XCU的标定策略,让增程器的噪声和车速做了更好的匹配,掩蔽噪声。这些努力最终使理想L系列的增程2.0系统,在NVH性能上前进了一大步。
在研发初期,L9的NVH目标是对标宝马X7,有85%的NVH指标不输宝马X7就合格,NVH团队也做到了65%指标超过宝马X7,20%指标与X7持平。但是,李想对L9在过粗糙沥青路面的噪声非常不满意,坚持要求:“L9的NVH指标要全面超过X7,而不只是满足85%的水平”。当时仅有两周时间,团队马不停蹄地在道路上做测试、采集数据、修改方案。最后,综合减振性能、重量、可靠性、成本、时间等等因素,给出了最好的方案,就是安装在上叉臂上的谐振块。
到了开发MEGA的时候,虽然没有了增程器这个声源,但是MEGA的5C超充,却给团队带来了从没有想象过的挑战。作为行业里第一款超充功率达到500千瓦以上的量产车,MEGA的开发其实很多时候就和之前开发理想ONE一样,理想要做很多开创性的工作。比如热管理系统,在超充的时候,车辆的散热需求会非常大,只有把电池温度维持在合适的区间内,才能把充电功率保持在400千瓦,甚至500千瓦以上。所以理想MEGA配备了一个功率1100瓦、直径535毫米的大风扇。这么大功率的风扇是第一次用在一台家用纯电车型上,成品试装之后,开发团队发现高转速下风扇的声音就像一台小摩托,根本接受不了这种声音。
在技术层面,长城拥有完整的新能源核心产业链布局,动力电池电芯、模组,高压电控以及功率半导体等核心零部件都可以自研开发,自研的碳化硅模块与6C技术已经在开发,可实现充电10分钟补能500公里。