小米SU7热管理技术解析:电车冬季性能标杆

原创 汽车电子设计 2024-12-07 08:30
芝能科技出品


在电动汽车领域,热管理技术是决定车辆性能与用户体验的关键之一。小米SU7以其领先的热管理系统为行业树立了新标杆,尤其在冬季极端低温环境下表现出色。


通过全面自研的双模热泵技术、124级电池温控算法以及湿度平衡AI技术,小米SU7在低温续航、充电效率、座舱舒适性和安全驾驶辅助等方面实现了显著提升。




本文将详细分析小米SU7热管理技术的独特之处与创新亮点,深度挖掘其驱动技术突破的核心要素,并探讨其对电动汽车开发理念的启示。


01

小米热管理系统的核心特点


热管理是电动汽车性能优化的核心,涉及电池、电机和座舱环境温度的精准控制,尤其在冬季至关重要。


低温不仅降低电池活性、延长充电时间,还增加了能耗。高效的热管理系统能够提升电动车冬季续航能力、改善充电速度,并确保驾乘舒适性与行车安全。



小米 SU7 的热管理系统注重在满足热量需求的同时,最大限度地减少能耗。例如,行业首创的双模热泵技术,采用直接热泵和间接热泵相结合的方式,使热泵覆盖更多工作场景,减少了对能效比低的 PTC 加热器的依赖。




小米SU7的双模热泵技术将直接热泵和间接热泵整合,直接热泵与间接热泵的协同工作模式,使小米 SU7 的热泵系统在低温环境下的制热能力显著提升。




直接热泵为座舱供热,间接热泵则同时兼顾座舱和电池的加热需求,这种设计使得热泵系统在更广泛的温度范围内高效运行,减少了对 PTC 加热器的使用频率,从而降低了能耗。


为不同温度场景提供针对性解决方案:


直接热泵通过高效冷媒循环为座舱供热,在低温环境下快速提升车内温度。


间接热泵利用冷却液传导热量,满足电池加热与座舱供暖的双重需求。


在寒冷的冬季,当其他车辆可能需要大量依赖 PTC 加热时,小米 SU7 的双模热泵能够从空气中高效吸热,为座舱提供温暖;


同时保持电池处于适宜的工作温度在 - 15℃时,小米 SU7 的热泵系统无需额外开启 PTC 就能维持座舱舒适温度,且在 - 20℃时仍能从空气中吸热,为座舱补充热能,有效降低了能耗。


124 级电池温控算法是小米热管理的一大亮点。通过根据电池不同温度、不同 SOC 以及不同加热量需求设定 124 级加热策略,实现了电池加热的精准控制。



相比行业里采用的固定温度开关或较少级别的加热策略,小米 SU7 能确保电池在不同工况下都能保持最佳状态,避免了因加热过多或过少导致的能量浪费,有效延长了电池使用寿命。


三热源耦合加热通过电驱堵转、压缩机余热和PTC加热的协同作用,最高提供18kW的电池加热功率。


电池双面换热设计实现大面积快速升温,提高热能利用效率,缩短电池预热时间。


算法能够实时监测车内湿度和温度,智能切换内外循环。在保证车内玻璃不起雾的前提下,尽可能减少外循环,降低座舱热量流失,从而减轻空调制热负荷,有效解决了冬季车内起雾与能耗增加的矛盾,提升了驾乘舒适性的同时实现了节能。


小米 SU7 的湿度平衡 AI 算法在保证除雾效果的同时,能更好地维持座舱温度稳定,减少了因频繁调整空调制热而产生的额外能耗,智能切换内外循环,平衡车内温度与湿度,在冬季有效解决车窗起雾问题,同时降低空调负荷。


湿度平衡AI算法在优化冬季驾乘舒适性方面表现出色:


实时监测湿度智能调节内外循环,保证车窗不起雾的同时,减少座舱热量流失。


能耗控制避免因过度使用外循环导致的能耗增加,与竞品相比减少了空调制热的频率。


在低温续航方面,小米 SU7 在 - 7℃和 - 15℃的 CLTC 工况续航达成率优于竞品车型,如 Model 3 焕新版后驱和四驱等。其热管理能耗在 - 7℃和 - 15℃时也显著低于友商,如 Model 3 Performance 等车型。



这得益于小米 SU7 全面的热管理技术优化,从产热、调热到能量回收等多个环节协同工作,有效降低了整车能耗,提升了冬季续航能力。


● 在-7℃环境下,其CLTC工况续航达成率高达70.20%,优于多款竞品车型。



双模热泵系统实现了冬季快速制热与节能,并减少了PTC电加热器的依赖。


● 124级电池温控策略显著提高了低温充电速度,使其在-10℃环境下的快充时间明显优于竞争车型。



02

小米热管理的核心驱动力


小米通过整合多种先进技术,实现了热管理系统的协同优化,双模热泵技术通过整合冷媒和冷却液两种媒介,提高了热能传递效率,三热源逐级加热技术结合了多种热量来源,优化了电池升温速度和效率。


这些还是做了很多的努力的!其次对于做空调的小米来说(这也是一位做家电的选手),在车上的空调设计需要以用户体验为核心,从用户痛点出发。


● 在冬季,座舱舒适性面临着多方面的挑战。


◎ 首先,低温环境下需要快速有效地提升座舱温度,让驾乘人员感到温暖。


◎ 其次,车内湿度的控制也很关键,过高的湿度容易导致车窗璃起雾,影响驾驶视线。此外,座椅和方向盘的寒冷也会影响驾乘体验。


● 小米 SU7 的热管理系统在提升冬季座舱舒适性方面采取了一系列措施。


◎ 全系标配的方向盘加热和座椅加热功能,为驾乘人员提供了直接的温暖感受。


座椅加热和方向盘加热支持三挡可调,并且前排座椅加热 / 通风和方向盘加热还提供 AUTO 挡位,系统会根据车内和车外环境温度以及空调系统运行状态自动调整加热 / 通风模式和挡位,实现了智能化的舒适控制。


◎ 同时,湿度平衡 AI 算法确保车内湿度适宜,避免玻璃起雾。


◎ 此外,车载智能冰箱不仅支持制冷,还能在冬季提供 35 - 50℃的制热功能,让驾乘人员在车内可以享受到温暖的饮品,进一步提升了座舱的舒适性。



● 重点解决了冬季电动车使用中的实际问题:


◎ 快速制热与节能的结合,确保驾乘人员在低温环境下能够获得舒适的座舱体验。


◎ 针对续航衰减和充电效率问题,通过电池温控与热能回收技术,实现了显著改善。


● 在冰雪路面驾驶时,车辆容易出现打滑现象,这对行车安全构成了严重威胁。


◎ 车轮打滑会导致车辆失去控制,增加碰撞事故的风险。


◎ 此外,冬季低温还会影响车辆的动态性能,如加速和制动性能。


小米 SU7 配备了丰富的电子辅助系统来保障冬季安全驾驶。


ESC(电子稳定控制系统)、TCS(牵引力控制系统)、四驱扭矩控制、动态扭矩控制和动能回收扭矩控制等系统协同工作。其中:


◎ TCS 为分布式牵引力控制系统,响应时间更快,能够及时监测车轮的打滑情况并进行调整。


◎ 动态扭矩控制算法的响应速度比传统方案快 5 倍,能够根据路面情况快速调整车轮扭矩,提高车辆的稳定性。


◎ 动能回收扭矩控制则根据附着力监测,动态调节动能回收与机械制动比例,避免车轮在动能回收过程中打滑,同时确保车辆减速度体验一致。


这些技术的综合应用使得小米 SU7 在冰雪路面上能够保持良好的操控性和稳定性,有效降低了安全风险。


小米SU7的热管理技术展现了其“以用户为中心、以技术为驱动”的开发理念:


用户需求导向针对电动车冬季使用痛点,设计了一系列创新解决方案。


技术领先战略通过全面自研热管理系统,小米在技术性能上显著领先于市场主流车型。


能源效率优先在保证用户体验的前提下,最大化提升热能利用效率,实现续航与节能的双赢。



小结



小米SU7在热管理系统重新定义了电动汽车在冬季使用中的性能标准,在技术创新和用户体验优化方面的领先能力,以用户为中心、以技术为驱动的开发理念不仅提升了自身竞争力,确实是有所不同的。




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