記者 花子健
編輯 高宇雷
理想汽車在北京研發總部建了一座整車環模排放試驗室，這是理想汽車的將近100個專項試驗室之一。
這座實驗室可以最大程度模擬不同溫度、溼度、日照、氣流等環境，進行油耗、冷啟動、續航里程等測試，更可根據企業標準進行熱平衡熱害試驗、空調降溫試驗、除霜除霧試驗等各類可靠性試驗。
理想汽車的每一款車，不論是在試製階段還是SOP（Start Of Production，意為“開始量產”），都要在這座試驗室進行大量測試。這座試驗室的高低溫環境倉可提供-40℃~60℃的高低溫環境，以及最大1200W/㎡的紅外陽光模擬環境，溼度最高可達95%。
其中一項試驗是針對人體舒適度。人體舒適度的其中一項核心衡量指標是是人在車內對溫度的體感，如果要用直觀資料來體現，比如，北方地區如果冬天的最低溫度達到零下20攝氏度，那麼人在車內會感覺更冷，體感不佳。如何在短時間內把車內溫度提高到20攝氏度，以保證人體各個部位處於舒適溫度，就是這一項試驗要解決的問題之一。
但在冬天，人體軀幹的不同部位對於暖風的需求不同，腳部因為更容易感覺到冷，因此暖風量要大一些，而頭部空間需要的暖風相對少一些。對新能源汽車來說，分割槽加熱，給需要更多熱量的空間輸送更多暖風，不需要快速加熱的地方供熱要慢，實際上有利於整車能耗的管理，對於續航而言至關重要。
為此，理想汽車自研了一套可穿戴式舒適度測試單元，該單元內建了13個感測器模組，由測試者佩戴在頭部、手臂、腿部和軀幹等13個部位，有效採集區域性的資料，最終目的是在冬天透過座艙內的高效供熱幫助低溫工況的能耗最佳化。
從南往北，冬季溫度越來越低，低溫影響鋰電池的活性，且在低溫環境下電池維持工作溫度也需要更多能耗。因此，北方地區的純電車主在冬天就能明顯感受到車輛的續航能力不如夏季。冬季期間，北方常見純電汽車突然趴窩，或者曾有純電車主擔憂續航不夠用，只能車內多穿衣服，避免開空調暖風。
一方面，受限於成本和車輛設計，一輛純電動汽車不可能堆砌電池。另外一方面，當下主流的三元鋰、磷酸鐵鋰等鋰電池，在能量密度上已經基本觸及天花板。市面上在售的純電動汽車，最大的電池容量也只是比100kWh多一點。
理想汽車的第一款純電車型理想MEGA是擁有5350mm車身長度、3300mm軸距的七座MPV車型，電池容量為102.7kWh。隨後上市的理想L6，雖然還是增程車型，但這是理想汽車第一款使用了磷酸鐵鋰電池的車型。今年冬季，這兩款車型第一次接受低溫環境的考驗。
理想汽車針對純電動汽車的能耗進行了一項研究，他們發現，純電動汽車在冬季能耗增加，續航下降，大約有35%是因為使用空調的額外消耗，65%則是因為驅動能耗增加。而在額外的驅動能耗中，最大影響因素是輪胎滾阻受低溫影響變化。
在北方的冬季期間，座艙的起始溫度和人體舒適溫度的溫差比夏天更大，因此冬季使用空調比夏天更耗電；當氣溫為零下7攝氏度，車輛驅動能耗會明顯增加，因為輪胎滾阻會增加50%，卡鉗和軸承的拖滯阻力增加50%，風阻增加10%，但驅動系統的效率降低了2%。因此，空調能耗和輪胎滾阻造成的驅動能耗增加，是純電動汽車冬季續航下降的主要影響因素。
理想汽車提高冬季續航效率也就是從這兩方面著手，降低車內能耗和驅動能耗，提升電池在低溫氣候的放電能力。在補能上，則是減少低溫氣候對充電效率的影響，保證補能體驗的一致性。
整車環模排放試驗室進行的人體舒適度試驗，就是降低車內能耗的其中一項措施。空調及其背後的熱管理系統是能耗最佳化的重點。在行業主流的PTC（加熱器，用於電池或乘員艙加熱的熱源產生）和壓縮機熱氣旁通（也就是特斯拉首創的“熱泵”）的基礎上自研多源熱泵系統，把兩個方案合二為一，解決了PTC能耗高和熱泵制熱慢的問題。
該系統具備43種模式，可以應對全溫域多場景下的能量調配。在低溫環境下下，空調採暖可透過壓縮機“自產自銷”快速制熱，然後利用空調採暖後溫度依然比較高的冷卻液快速加熱冷媒，啟用熱泵單元，使電動壓縮機產生額外的制熱能力。
在理想L9上，全場景舒適性的感測器數量為38個，理想MEGA空調標定可呼叫全車感測器則達到了51個，這些訊號來源透過理想汽車車控計算單元（XCU）統一處理，進而實現全車溫度的智慧控制，儘可能降低空調加熱的能耗。
除了採暖，冬季還要考慮的一個問題是起霧。傳統的做法是利用空調外迴圈引入乾燥低溫的空氣進行除霧，但低溫空氣進入勢必需要空調多制熱來維持座艙溫度，導致能耗增加。理想汽車設計了雙層流空調箱來解決這個問題。
雙層流空調箱對空調進氣結構進行上下分層，引入適量外部空氣分佈在上層空間，可以解決玻璃起霧的問題，也能給座艙提供新鮮空氣。然後再結合溫溼度感測器、二氧化碳感測器等感測單元採集的資料，利用智慧控制演算法在確保不起霧的前提下將內迴圈空氣的比例提升到70%以上。
以理想MEGA為例，在-7°C CLTC標準工況下，雙層流空調箱減少了57W的能耗消耗，對應則是意味著3.6km的續航提升。
在熱管理架構上，如果採用傳統方案，電驅的餘熱在向座艙傳遞時會經過電池為電池加熱，但在城市行駛工況中，如果電池電量比較高，實際上並不需要電驅的餘熱來加熱。為了充分利用電驅餘熱為座艙提供熱量，理想汽車在熱管理系統的迴路中增加了繞過電池的選項，讓電驅直接為座艙供熱，相比傳統方案節能12%左右。
自研的熱管理架構確保了不同場景下的熱量靈活分配。比如，在高速行駛中，電驅餘熱除了給座艙採暖，還有結餘。熱管理架構可以把這些熱量儲存在電池裡，從高速進入城區後，如果遇到堵車，電驅餘熱不足，這些熱量就可以從電池調出為座艙供熱，減少空調的能耗。
另外，理想汽車還對熱管理系統的零部件重新設計，減少熱管理系統本身的熱耗散。理想MEGA的熱管理系統將泵、閥、換熱器等16個主要功能部件整合在一起，將管路長度減少了4.7米，管路熱損失減少了8%。
“節流”之外，還要“開源”，那就是提升電池的低溫放電能力。理想L6使用的是磷酸鐵鋰電池，理想MEGA使用的是三元電芯的5C麒麟電池，兩者動力形式也有不同，因此思路也不同。
理想汽車提到，理想L6是目前市面上唯一一款搭載了熱泵的增程車型，因為理想汽車是按照純電動汽車的思路來設計理想L6。
但理想L6使用的是磷酸鐵鋰電池，電量估算精度不如三元鋰電池，這是困擾了整個行業很多年的“痼疾”。目前主流的做法仍然是使用磷酸鐵鋰電池的車企指導使用者定期把電池充滿，逐步校準提高電量估算精度。
理想L6則是應用了ATR自適應演算法，並不要求使用者需要定期充滿電池。技師使用者單純用燃油驅動，理想L6的電池電量估算誤差也能保持在3%至5%之間。在低溫場景下，理想L6也可以比傳統演算法放電電量提升至少3%。
同時，理想汽車還利用APC功率自適應控制演算法，透過高精度的電池電壓預測模型，確保在安全邊界內靈活調節功率，最大限度釋放動力，而不再拘泥於傳統方法的在安全邊界內上下波動，從而導致功率冗餘，出現“有力使不出”的情況。
理想MEGA則主要是透過設計電池、降低電池內阻的方法提高低溫放電能力。理想汽車和寧德時代合作研發麒麟5C電池，對電芯裡面的內阻和電池包之間的散熱進行了最佳化。理想汽車的測試資料現實，MEGA的電池在常溫工況下內阻下降40%，在低溫工況下也可以下降30%，功率能力提升30%。
為了應對冬季續航考驗，理想汽車優化了純電動汽車在充電效能，併為MEGA推送升級大幅度提升了末端充電功率。
麒麟電池對電芯材料（正極、負極、電解液、隔膜）進行了最佳化，改善了鋰離子的傳輸路徑。在低溫條件下，充電倍率能力相對傳統2C電芯提升超過100%。
麒麟架構的超大換熱面積可以在冬季有效提升電池加熱的速度，讓電池在短時間內達到最適宜5C超充的溫度。在零下10℃的極低溫環境下，麒麟5C電池也能實現1.2°C/分鐘的電池包加熱速率。
理想汽車還設計了一套智慧預冷預熱演算法。使用者在設定去超充站的導航路線後，車輛在到達超充場站前，演算法就可以根據電池的實時狀態、場站的實時距離，自適應地調節電池預熱開啟時間和預熱水溫，確保到達充電站開始充電時，電池溫度得以控制在最優溫度區間，從而確保低溫環境下的充電效率不被影響。
為了提升末端充電功率，理想汽車從電壓、電流、溫度三個方向提升控制精度，釋放了電芯的充電效能。在升級到OTA 6.3後，理想MEGA從10%充到95%僅需17分鐘時間，相比之前縮短了5分鐘。在電量充到95%的情況下，充電功率依舊可以維持在100kW以上。
