本文主要就目前汽車行業(yè)內(nèi)主要通用的一些辦法來探討一下未來面對(duì)冬季的問題,大家的一些解決辦法,特別就兩個(gè) LFP 的版本,特斯拉 Model 3 的鐵鋰版本和漢 EV 的版本做一些對(duì)比。
01、針對(duì)車主的辦法
解決問題的辦法對(duì)比,我覺得這些常規(guī)的手段,其實(shí)我個(gè)人覺得最有效的就是設(shè)計(jì)一套完整的 UI 和交互,來分解能量的使用,我首先談?wù)務(wù)麄€(gè)大原則?
1) 其實(shí)冬季最大的差異,是溫度、車輛使用模式和空調(diào)的設(shè)置,簡單來說車輛為了系統(tǒng)的內(nèi)部工作設(shè)置了一系列的參數(shù)設(shè)置,這使得每天單程開 10 公里和每天開 40 公里,續(xù)航是完全不同的,如果消費(fèi)者只對(duì)比表顯續(xù)航里程和儀表盤里程就會(huì)出現(xiàn)很大的差異?
2) 未來的大原則,還是在 VCU 和域控制器里面可以把能量的輸出進(jìn)行分解,這里最主要是從單一的母線電流轉(zhuǎn)化為收集各個(gè)地方的電流,也就是把能量進(jìn)行區(qū)分,然后對(duì)整體的能量可視化 這樣的可視化數(shù)據(jù),可能按照冬季分析的情況,通過 APP 推送給用戶會(huì)更好點(diǎn),做在車機(jī)里面也沒空看,通過 APP 的交互實(shí)現(xiàn)冬季能量去向統(tǒng)計(jì)更合適些,針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)定量給用戶關(guān)聯(lián)使用建議。
圖 1 冬季使用能量流圖?
實(shí)際上,在冬季要么選擇多充電,不怕麻煩,要么就必須在各個(gè)方面上去節(jié)約:對(duì)于電動(dòng)汽車冬季使用的用戶建議,面對(duì)現(xiàn)實(shí)來看,其實(shí)在冬季低溫下使用電動(dòng)汽車,車主如果第一次接觸,還是需要做一些注意事項(xiàng)的整理。簡單的做法,就是盡量在冬天將車子停在室外和室內(nèi)車庫里面差異是很大的。 1、養(yǎng)成檢查胎壓的好習(xí)慣,保證輪胎氣壓正常;?
2、每天用車后就及時(shí)充電,盡量避免在低溫下長時(shí)間靜置,能放在地下就千萬別停地上;?
3、較低電量時(shí),需要等電池熱一些,通過熱車的方式再使用大功率直流充電設(shè)備進(jìn)行充電,能夠提高動(dòng)力電池的活性,進(jìn)而提高充電效率和充入電量;?
4、冬季車輛,應(yīng)緩慢加速,保持勻速行駛,先讓動(dòng)力電池“熱身”;盡量避免猛加速、急給油門,導(dǎo)致車輛頻繁大功率的放電;
5、在制動(dòng)時(shí),多利用車輛的能量回收功能,盡量緩踩、淺踩制動(dòng)踏板,注意提前預(yù)判路況;制動(dòng)能量回饋調(diào)至較大回饋;?
6、在實(shí)際使用中,將空調(diào)設(shè)為 24℃以下的自動(dòng)風(fēng);關(guān)閉日間行車燈,將車輛設(shè)置為 ECO 模式; 其實(shí)電動(dòng)汽車短期內(nèi)就是要說服車主不要怕麻煩,相比夏季的燃燒風(fēng)險(xiǎn),冬季天寒地凍下使用起來很容易感到糟心和沮喪的。通過 APP 把車輛的使用情況和我們實(shí)際在各個(gè)方面的建議關(guān)聯(lián)起來,會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的主意,短期內(nèi)直接作用到用戶是最好的措施。
02、我們工程師能做的事情
目前整車級(jí)別的 HVAC 積極應(yīng)對(duì)措施?
1.1)采用熱泵系統(tǒng):這個(gè)我們之前也是討論過的,目前很多的車企都在研究熱泵方面采取了很多的辦法?
1.2)電池系統(tǒng)的熱管理設(shè)計(jì):這里后面也會(huì)說到,核心的想法是做保溫設(shè)計(jì),還有電池加熱方面目前采取的一些自加熱的手段,總體來說電池在低溫下的考慮無非是隔熱、保溫設(shè)計(jì),還有自加熱的設(shè)計(jì)。?
1.3) 為車輛設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程預(yù)充功能:在出發(fā)之前用手機(jī)連接車輛先把車子熱起來。這里的設(shè)計(jì)是通過手機(jī)來命令車輛從電網(wǎng)中通過車載充電機(jī)取電,來預(yù)先加熱電池。這個(gè)功能設(shè)計(jì),其實(shí)是手機(jī)=》車廠數(shù)據(jù)中心=》車輛的 Telematic 系統(tǒng),通過總線喚醒的方式來喚醒車輛的 VCU,然后打開車載充電機(jī)?
2)兩個(gè)磷酸鐵鋰的版本的對(duì)比差異?
2.1 特斯拉的做法?
?
熱泵是特斯拉在冬季低溫下提高車輛使用的解決方案,這個(gè)方面在之前的文章也寫的很清楚。這個(gè)設(shè)計(jì)是把能結(jié)合的東西結(jié)合在一起,類似于我們做多合一一樣(液冷冷凝器、蓄能器、冷水機(jī),還有背面 Octo valve 和匯流板)。?
2.2 比亞迪的做法?
? 比亞迪在全面轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰的時(shí)候,是考慮到磷酸鐵鋰的低溫特性的,所以在漢 EV 上考慮了低溫的熱管理的,基于刀片所做的無模組大平板加熱效果,比方殼厚電芯來看加熱效果更好,加熱更均勻;在上下采用了保溫棉和保溫材料做了溫度的隔離。 在電池溫度盡量維持在一個(gè)比較好的范圍內(nèi),底盤的隔熱處理減少冷空氣直吹造成的熱量損失,底部防護(hù)和底部隔熱的效果使得電池和外部的被動(dòng)溫度交換會(huì)少一些。當(dāng)然不能光靠帶你吃,整車層面也做了一些努力,采取了一些手段來降低各個(gè)系統(tǒng)的電耗,主要包括座艙隔熱保溫(玻璃、整車三道密封)、空調(diào)配備四合一濕度傳感器(通過濕度感知,增加內(nèi)循環(huán)比例,降低空調(diào)系統(tǒng)能耗)、進(jìn)一步降低了空調(diào)暖風(fēng)的加熱需求(減少冷風(fēng)對(duì)空調(diào)氣道的降溫)。?
我的理解,磷酸鐵鋰在冬季的折損,在五菱宏光 Mini EV 上,消費(fèi)者的心理預(yù)期就是低價(jià)格為導(dǎo)向的,更能接受。在這些 20 萬+,從心理需求上來看是有一定的落差的,這方面在冬季就是需要特殊去考慮優(yōu)化。我個(gè)人覺得黃河的分界線更適合大型車輛(B 級(jí)以上整備質(zhì)量更高)使用三元電芯,磷酸鐵鋰電池會(huì)給用戶帶來一些挑戰(zhàn),很容易在冬天心理崩潰。
小結(jié):從長遠(yuǎn)來看,磷酸鐵鋰在大型電動(dòng)汽車的使用,需要從整車全局角度考慮問題,在電池系統(tǒng)上下功夫,這里一方面有個(gè)適應(yīng)的過程,一方面也需要技術(shù)不斷進(jìn)步。