电动汽车主动车舱空气质量系统探讨

电动汽车热管理越来越被行业所重视，而且热管理也越来越成为电动汽车的核心技术了，此前威马与格力签署战略合作，其目的除了建设智能化工厂以外更多就是关注到了格力掌握的空调热泵技术，而热管理技术又是各家难以解决的大技术难题那么蔚来汽车是怎么做的呢？

在早些时候美国专利商标局（U.S. Patent and Trademark Office）公布了蔚来美国公司（NIO USA, Inc.）的几项新专利申请。所有的专利申请都以某种形式涵盖了电池热管理，表示了温度控制在电动汽车中的重要性。其专利申请表明了蔚来正在积极创新，而此类创新将帮助蔚来等市场新人在市场中脱颖而出，并且比竞争对手更具优势。

其中一项专利申请指出，随着越来越多的电动汽车使用大型电池，管理电池的热量变得越来越重要。目前使用相变材料或其他液体的电池冷却系统通常只关注冷却电池或冷却其他单一系统，效果和效率都不如预期。蔚来在专利中提出的解决方案是，在纯电动汽车（BEV）的接线盒内安装一个散热片，为母线（带电流的金属条）和同一个接线盒的电源电子设备提供冷却。

第二种解决方案使用一种可被动捕获热量的相变材料，旨在减少接线盒内聚集的热量。蔚来表示，由于平均电流低，“传统的”电动乘用车并不会产生大量热量，但是采用快速充电标准后，“所有高压元件上的持续电流”都会增加，也意味着需要新的散热方案。

电池过热对电动汽车是有害的，蔚来的另一项专利申请就提到，当让冷却液流经电池组的液体冷却泵发生故障时，如何防止过热。

一个解决方案就已经是冗余组件和系统，不能将两个解决方案都投入使用，因为会“大大增加整个冷却系统的质量，从而对电动汽车的续航里程造成负面影响。” 该公司认为最好的解决方案是，使用次数最少的冷却循环和数量最少的冷却泵处理冗余，即会在管道中配置带有阀门的两个液体冷却泵，当其中一个泵失效时，可以根据需要改变冷却剂的流向。

电动汽车空气质量和传统汽车空气质量有哪些不同？

电动汽车发展的三个趋势，电气化，另外就是智能化和网联化，对于整个的控制逻辑还有互联网网联数据应用，以及在控制逻辑方面对空气质量提升会是一个比较大的机会和平台。

共享化汽车有很多公司在投入这方面的研究，汽车在不同用户之间流通的过程中，对空气质量有一些更高要求，整个大方向发展可能会对空气质量也是一个机会，这就需要一个更智能化平台实施主动的空气质量。

传统空调有免费热源，电动汽车尤其在冬天制热工况下，为了保持续航里程不受太大程度影响，肯定是用一些循环空气，而蔚来需要怎么样既能保证驾驶安全性不起雾，也能同时保证空气质量，在冬天的时候不要差很多，这是蔚来要面临的挑战。

用户体验方面在不同用车阶段对空气质量有哪些希望和要求？

当前主动空气质量系统是怎样的构成以及一些主要功能，另外就是整车标准。

VOC会有一个评价指南，包括PM2.5和二氧化碳，跟空调系统相关是没有整车标准，就是VOC闻到并不是有毒，这块还是被动从材料方面进行把控。

另外就是跟空调相关的，因为有一些动力源还有一些微生物在空调系统的滋生，

另外就是湿度，最基本是除霜除雾，这是影响驾驶安全的。

另外对于水的处理，也属于停车之后没有湿度要求，但是对于车的蒸发器水分，都会一定情况下防止。蔚来对用户体验特别关注，服务不光是及时把车交给用户就结束了，也会有远程一个软件升级。在用户交付之后，有任何的Bug，或者根据不同的地区，用户不同使用习惯，在未来智能化去匹配不同的一些控制逻辑标准。

空气评价的五个指标

第一是健康，材料VOC角度控制；

第二是清洁，接下来是新鲜空气，可以通过二氧化碳，传感器，没有的话可以用一些离线仪器来保证空气质量；

第三还有车舱内湿度传感器可以进行监控和标定；

第四还有智能香氛系统，结合摄像头确认驾驶员是否疲劳，可以调节到提神的香氛；

第五个做程序监控，探测到一些不稳定可以同时配合香氛系统进行情绪的平复这样一些工作。

所有主动式空气质量系统组成，最主要是跟空调系统集成。电动空调要考虑到能耗，很大一部分在冬天是处于半内半外准备，整个空调设计结构上也有考虑内外循环的短路问题，这个也是特别重要的，否则过滤好车厢空气质量也是没有办法保证的。

在实验过程中也会检测对整个过滤的影响，是可以加快过滤速度的。另外还有一个PM2.5Sensor可以显示，数据可以支持PM2.5自动净化功能的逻辑在里面。开启的时候有两种选择，一个是静音，一个是自动。

另外是智能香氛系统，也是认为空气质量的一部分。接下来是对于车内空气质量PM2.5分项一些标准探索，借鉴了AQI空气质量指数，其中PM2.5分级污染物指数的分级，一共分六级，各个都会有不一样的标准。根据项目销售市场，都是一个总的要求，在空气过滤系统最大性能情况下都能够达到一级，就是优的水平。中国大概是35毫克每立方米，美国标准是12毫克每立方米。

整个过滤系统最大性能，除了最终静态指标之外，还有动态净化速率要求。第一行以室外污染物，冬天的污染物为例我们的净化速度要求三分钟达到EGU标准，销售到美国市场可能会净化到12毫克每立方米是5分钟，对于室内污染源有乘客吸烟的情况，整个净化速度是要结合控制逻辑在里面。也会用互联网大气的指标做的一些逻辑，什么情况下先是外循环进行稀释，然后进行内循环进行过滤，整个控制在8分钟之内可以达到的。

再接下来一个平均用车水平，因为有一个自动净化逻辑在里面，所以可以在检测到污染物超标的时候可以启动一些净化逻辑，对已经过滤好环境进行保护。PM2.5水平控制，不能是单方面大风量，内循环，实施这个策略之前还要考虑综合评分。

讨论标准目的也是能够引起足够重视，能够成立一些相关标准建立。蔚来实测工况举例，第一个传感器本身进行标定，领域对于车舱中部点的较核，是在不同工况下，包括不同空调内模式，包括不同内外循环，负离子是不是开关，进行标定，ESE都是可以达到我们刚才说的EGU水平，国标，包括美国的12毫克标准。

讨论一下二氧化碳，因为二氧化碳最近也是一个非常重要的维度。在不同浓度下会有不同反映，尤其是对驾驶安全性，会引起一个视觉和逻辑项，反应力变慢，整个驾驶是有潜在危害在里面的。

现在可以参考二氧化碳浓度标准主要是室内的评价二氧化碳，考虑到二氧化碳控制简单的就是开外循环就行了，同样开外循环要求要考虑室外温度还有舒适度影响，还有节能度。

还有内外循环风能控制还要考虑外温，考虑车速，因为不同车速同样的外循环比例进来车厢的外界环境，或者新鲜空气质量是不一样的，都会在控制逻辑里面进行一些精确标准。还有AQS，空气质量传感器检测室外污染物，一个是尾气，氨气，如果污染物变差的情况下我们会切换为内循环，另外就是PM2.5也是需要内循环控制，要综合平衡这些，在大家能接受的范围内提升二氧化碳的控制。

最终看一下展望，要提升空气质量最直接是要提高滤芯性能，另外在滤芯加一些扛菌处理。VOC可以使用活性炭，让密度增加，还可以使用一些特殊处理过活性炭，能够吸附一些氨气，因为是有限的，吸附一定程度下就不能吸附了，空调主动控制系统还是非常有限的。

还有就是跟过滤系统相结合的一些，比如说发生器，可以延长过滤效果等等，这些都是发展的。包括材料上进行扛菌处理，另外二氧化碳和智能控制，二氧化碳用于儿童检测，这个效果还是有待验证的，目前是以摄像头或者其他一些信号为主。

另外是臭氧来消毒除菌这样的系统，这个系统会在车停好，过了一晚上，过夜的过程中，晚上去启动臭氧除菌，可以进行全车甚至内室表面的消除，对于一些共享车，在不同用户之间流转车辆除菌，也要担心臭氧也是对人体有害，最好是晚上能够有比较长一个扩散稀释的时间留给它，另外是智能香氛系统，针对车上不同乘客我们空调会有一些不同设计的。

总结一下

空气质量这块，优先级和关注度，关注度是有的，优先级在热舒适度，包括里程，NH，成本综合考虑下来优先级还是比较低的，如何在软件上做优先级程度的提升，对于提升车厢空气质量是非常有标准。

还有整车标准也是有待于完善的，如果是电动车或者智能车的一个平台，搭载这个平台上空气质量会有更多机会和更多工作可以提升，尤其是跟传统的手动空调来比，有很多控制逻辑都可以实施的。从用户需求角度，开发主导思想以智能逻辑和一些成本控制提升优先，比如说在技术或者某些硬件开发程度比较高的情况，引入一些必要的硬件支持。