小米汽车低温热管理技术详解

冬天越来越冷，电车续航虚、充电慢、空调升温慢、动力衰减等问题也日渐凸显。小米作为诞生于北方的车企，深知电动汽车用户冬季低温用车痛点，小米汽车立项开发时的目标之一就是致力于要做“冬季电车之王”，终结电车冬季不好用的魔咒。

01  低温环境下，小米SU7续航保持率、空调升温速度、充电时间三项核心指标同级领先。

小米作为诞生于北方的车企，在小米汽车立项开发时的目标之一就是要做“冬季电车之王”。我们在关键的热管理系统设计之初，就针对冬季低温工况做了专门的设计考虑，创新地采用了「双模热泵」和「三热源逐级加热技术」，实现了同级别更高的低温续航保持率、更快的低温充电时间、更低的低温动力性能衰减、更快的低温空调升温速度，让电车用户从此告别冬季焦虑。

02  小米SU7热管理系统性能强、效率高，能轻松应对-30℃极端低温环境。

很多用户都担心电动车能否扛得住北方的冬天？冬天是电动车的魔咒，随着冬季天气越来越冷，电车续航虚、充电慢、空调升温慢、动力衰减等问题越发凸显，实际续航往往会严重打折。克服这个问题的关键在于「热管理系统」的效率。

这是因为电动车的电机转换效率非常高（小米超级电机V8s最高效率为98.11%），相比油车，电动车没有了发动机余热这个热量大户，而冬季低温环境下，乘员舱、电池、电机等所有的系统都需要热量，那么热量从哪里来？因此需要一整套热管理系统，用来产生热量、收集热量、搬运热量。

小米SU7的热管理系统针对北方冬季低温工况专门设计，制热性能强、制热效率高。在CLTC工况下，能实现-15℃，无需额外开启加热器，即可维持乘员舱的舒适温度；在-20℃，热泵系统依旧能从冷空气中吸取热量，为乘员舱补充热能；在-30℃极端低温环境，整个热管理系统依然能轻松应对。

03  小米高效双模热泵，兼顾「直接式」和「间接式」两种技术优势。

热泵是热管理的关键，简单介绍一下热泵的工作原理。热泵是从低温环境中吸热，通过压缩机做功向高温环境释放热量的系统装置。热泵循环的热力学原理和制冷循环的完全相同，制冷是将车内热量搬到车外，热泵则是将车外热量搬到车内，恰好是一个相反的过程。

·夏季工况：系统工作在制冷模式，冷媒路径：压缩机→室外换热器（冷凝器）→膨胀阀→室内换热器（蒸发器）→压缩机。

·冬季工况：系统工作在制热模式，冷媒路径：压缩机→室内冷凝器或水冷冷凝器→膨胀阀→室外换热器（蒸发器）→压缩机。

热泵是热管理的关键

目前，热泵技术在电动车已经普及，但如何让热泵的效率更高、工作温度范围更广，是整个行业都在解决的课题。小米SU7的热管理系统，采用行业首创的「高效双模热泵」技术，融合了直接式和间接式两种工作模式。

·直接式：专热专用。热量直供乘员舱，提高传热效率。

直接式热泵在空调箱体里面布置了一个内置冷凝器，直接与空调箱体内的空气进行换热释放热量给乘员舱，传热效率更高。

·间接式：一热多用。连接多条热路，满足更多场景需求

间接式热泵则是采用一个板式换热器充当冷凝器，实现压缩机排出的高温高压制冷剂气体与低温冷却液的换热。换热后的高温冷却液一热多用，连接多条热路，可以满足更多的场景需求。

在这样高效双模热泵的加持下，我们可以在-15℃环境下（CLTC工况），不需要加热器介入，仅靠热泵从大自然搬运热量就可以维持乘员舱的舒适温度。甚至在-20℃，热泵依旧能从冷空气中吸取热量，而目前行业中大多数纯空气热泵的最低工作温度还停留在-10℃左右。所以说，小米的高效双模热泵是更优的大自然热量“搬运工”，既节能又强劲，是电动车冬季福音。

小米高效双模热泵，CLTC工况下，-15℃无需额外开加热器就可以维持乘员舱的舒适温度

04  小米三热源逐级加热技术，电池加热功率高达18kW，两倍于行业平均水平

电动汽车上的热源相对燃油车要少，除了要尽最大可能吸收大自然空气中的热量，还要将车内的热源“能用尽用”。为此我们进行了一项系统架构创新，打造了三热源逐级加热技术，将电驱、压缩机、加热器的热量逐级聚在一起，实现更高的电池加热功率，从而提升低温环境下的充电速度，降低用户充电时间。

那么三热源逐级加热技术，具体是怎么实现的呢？简单来说，是通过热量“接力”的方式，将电驱的发热，通过压缩机来进一步接力，然后压缩机接力的热量再通过加热器接力传递到电池内，最终实现「三热源逐级加热」。

·步骤1：电驱的热量传递到冷却液。电驱堵转生热控制算法，提高电驱产热的效率和速度，快速加热电驱回路冷却液；

·步骤2：电驱回路冷却液热量传递到压缩机回路。优化匹配压缩机的转速控制和P-T（压力-温度）调节控制策略，以及电驱水泵控制策略，充分吸收电驱产热并叠加压缩机做功产生的热量；

·步骤3：压缩机回路的热量传递到加热器回路。通过水冷冷凝器将电驱堵转产生的热量和压缩机做功产生的热量传递到加热器回路，优化加热器控制策略，使得加热器的能力尽可能充分发挥；

·步骤4：加热器回路传递到电池回路。通过九通阀控制算法，把加热器回路和电池回路串联，使得电驱堵转、压缩机、加热器产生的热量都进入到电池回路加热电池。

最终，我们创新开发的「三热源逐级加热技术」能实现在极端低温的工况下，给到电池的加热功率最高可达18kW，两倍于行业平均水平，从此不再畏惧严寒。

三热源逐级加热技术，给到电池的加热功率最高可达18kW，两倍于行业平均水平