蔚來:“技術控”背後的三電思維

談及蔚來汽車,相信很多朋友會聯想到位於大洋彼岸的特斯拉。從所屬市場的電動車研發經歷來講,二者很像,尤其是科技控屬性與區域市場中的領導地位,以至於坊間戲稱蔚來是“中國版特斯拉”。

但在車雲菌看來,這個說法並不準確。

從最初的“拿來主義”到自行研發,特斯拉在前行的過程中走了不少彎路。正如蔚來汽車聯合創始人 執行副總裁鄭顯聰所言,“三電系統”佔據了純電動汽車成本的一半,也就是說,缺少核心技術的企業,勢必會在發展之路上受制於第三方。

這也促使蔚來汽車在成立之初便已認識到“科技”的重要性,所以對蔚來汽車來說,特斯拉更像是前車之鑑而非復刻的藍本,而這也讓蔚來具備了掌握核心技術的主觀能動性。

至此,貫穿品牌發展的主線有了,那屬於產品的DNA是什麼?

作為積極投身Formula E並擁有自研跑車項目EP9的車企,“高性能”奠定了該品牌旗下車型的基因。

當然,量產車與賽車或跑車不同,強調先進性與速度的同時,也對駕乘感受、耐用性和人性化等方面提出了更高要求,因而延伸至產品落地,“高性能”蘊含的維度不再單一,並形成了“科技控”前行的推動力。

從“三電系統”到用戶思維

對純電動車型而言,並稱“三電”系統的電池、電驅和電控技術,可謂是產品發展的基石,除了技術研發,“三電”還搭建了蔚來與用戶間的橋樑。

1、電池包的全生命週期管理

蔚来:“技术控”背后的三电思维

目前ES8和ES6車型採用的電池包,內部設計有32個電芯模組,單一電芯模組由12個源自寧德時代的硬殼電芯組成,在繼承該類型電芯高安全性的同時,蔚來還通過對電芯模組的逐一檢測,保證了封裝在同一個電池包內的“模組”,均為性能達標且彼此差異甚微的產品,從源頭保證了質量的穩定性。

不僅如此,蔚來將封裝操作和氣密性檢測分別交給機器與人工操作,可謂將機械手的精確性與人工判斷的“智能化”合二為一,進一步在保證質量的前提下優化了生產效率。

蔚来:“技术控”背后的三电思维

另外,除了“老生常談”的過火、水浸和自由落體等,關於安全的各項檢測外,在優化用戶體驗方面,蔚來汽車也考慮得十分周全。

首先,緊貼電芯模組的鋁製板材及四周均分佈有液冷管路,同時這套恆溫系統還可實現降溫及預熱雙重功效,強化電池包環境適應能力之餘,更讓用戶開車“走出去”提供了技術支持。

其次,電池管理系統藉助電池電量、溫度、電壓和電流等多項數據,能夠判斷出電池電芯的健康程度,當預測到電池存在風險時,系統會告知用戶並將數據上傳至蔚來的大數據平臺,而該平臺則能夠統籌車載與換電站內的電池信息,利於廠方監管並把產品問題解決在用戶感知之前

蔚来:“技术控”背后的三电思维

需要說明的是,蔚來不僅將電池包視為“能量源”,也是“儲能系統”的組成部分,因此電池組能量密度與全生命週期的工作穩定性就顯得至關重要。

較之ES8搭載的容量70kWh電池組,ES6部分車型裝備的84kWh電池組,已將能量密度從135Wh/kg提升到了170Wh/kg。此外,蔚來汽車表示,電池組1500次循環充放電後,能量衰減可控制在20%以內,即便電池組從車輛上“退役”,也能夠擔任其他用電設施的供能任務,直接或者間接地為用戶繼續服務。

2、性能“一步到位”的電驅系統

即便電池包集成了蔚來汽車諸多先進技術,不過它並非三電系統中最閃亮的星,ES8與ES6採用的電驅系統同樣有嚼頭。

蔚来:“技术控”背后的三电思维

以輸出功率240kW的感應異步電機為例,得益於選用銅轉子與激光冷焊技術,在導熱性能超過傳統鋁製轉子40%之餘,其自身的導熱性與一致性表現也更加出眾。

不僅如此,蔚來獨創的“雙三相拓撲結構”逆變器,通過將兩個逆變模塊並聯,規避了單一功率器件在高功率狀態下的不穩定性,雖然該部分的芯片源自英飛凌,但高度集成化設計與內部冷卻裝置均由蔚來自行設計,讓蔚來對關鍵技術已經有了自己的話語權

蔚来:“技术控”背后的三电思维

蔚來ES8車型

值得一提的是,雖然該電機已助力ES8和ES6已雙雙躋身“0-100”4秒俱樂部,但其設計之初的目標輸出功率可達300kW(眼下產品標稱240kW),也就是說,無需更改機械部分,憑藉自身潛力依舊可讓現有車型的性能再次升級。

蔚来:“技术控”背后的三电思维

當然,加速表現並非衡量產品的唯一指標,特別是對於純電動汽車而言,續航里程的重要性可想而知,這便是蔚來汽車在ES6部分車型中引入永磁同步電機的初衷,只是各大供應商與之對應的高性能產品投產日期,無法滿足蔚來的發展規劃,所以自研成了必經之路。

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蔚來ES6車型

為此,輸出功率160kW、採用國際領先的定子扁導線技術、功率密度高達2.83kW/kg且效率達到96.7%的永磁同步電機應運而生(ES6上搭載),而與之匹配的減速器,在降低傳動損失與提升NVH表現等層面進行了優化。

3、電機為何要“前後有別”?

較之更早問市並採用前後雙感應異步電機的ES8,ES6不僅是差異化定位的產物,在動力輸出邏輯和電機佈局等方面,更折射出蔚來汽車基於用戶體驗的深層思考。

眾所周知的是,ES6選用的是前永磁同步電機,後感應異步電機的組合方案,在權衡續航和動力表現等因素之餘,蔚來還考慮到作為SUV車型的ES6,即便位於車身底部的電池包有助於降低重心,可相比轎車,“高重心”仍是SUV車型難題逃避的問題。

蔚来:“技术控”背后的三电思维蔚来:“技术控”背后的三电思维

在蔚來汽車看來,結合“異步電機”的高功率輸出特性,將其放置於後軸則能夠有效緩解加速時車頭上翹的現象,更有助於提升車輛行駛的穩定性。此外,VCU會在不同的駕駛模式下,協調前後電機發力,以實現續航里程的最大化。

可見採用永磁+異步的雙電機設計,除了讓ES6獲得更佳的性能與續航表現外,“差異化”的佈局方式,也兼顧了駕駛感受層面的改善,而基於用戶角度的考量,則是“一石三鳥”背後的核心。

技術儲備+前瞻預研

對任何一家車企而言,長期可持續性發展與自身的技術探索、進步密不可分,而結合市場背景尋求“特色技術”也是重要的戰略重點,就好比是蔚來的換電技術。

蔚来:“技术控”背后的三电思维

有別於海外市場,國內擁有私人車位或車庫的用戶僅為少數,給車輛充電仍需依靠國家電網布局的公共充電設施完成,因而時間成本更低的“換電”更適用於國內環境。為此蔚來汽車的換電策略分為“兩步走”。

一來,蔚來在強化電池包儲能屬性的商業化用途,並計劃以6-12個月為週期,推進電池能量密度的迭代,削減用戶對續航里程與電池耐用性的顧慮。

值得一提的是,為了減少多次換電操作後相關固定機構的磨損,蔚來採用兩個定位螺栓+8個受力螺栓的固定方案。

蔚来:“技术控”背后的三电思维
蔚来:“技术控”背后的三电思维

後者作為該品牌的專利技術,其內部設計有彈簧鎖緊機構,通過螺紋與彈簧雙重應力,規避了常規螺栓多次使用後螺紋磨損的現象,從而提升了產品各項性能的穩定性與耐久性表現。

二來,蔚來汽車下一代電池組將獲得800V快充能力,以應對我國日後推行的高功率充電設備。

換言之,選擇與國家規劃接軌更新自身電池技術,而非單獨開發先進充電設備,更加符合國情並能夠合理控制研發成本。

著眼未來的技術佈局

車雲菌在上文曾多次說到蔚來提升電池組能量密度做出的努力,在標榜自身先進性之餘,還可實現在電池包體積、規格保持一致的情況下,通過能量密度的提升,產品研發與續航里程優化無需再為電池包占用的空間發愁。

蔚来:“技术控”背后的三电思维

不僅如此,蔚來設計現有平臺之初,在電池包與後軸間預留了一定餘量,併為推出中大型SUV-ES8和中型SUV-ES6之後,再研發新產品時直接在平臺允許的範圍內放縮軸距即可

值得關注的是,日前有相關媒體稱,蔚來將在2019上海車展其間發佈旗下首款轎車產品——ET7,雖然目前關於該車型的信息仍較為有限,但在蔚來佈局SUV市場之後,即將向轎車領域進發的趨勢已見雛形

此外,蔚來汽車日後還計劃進行囊括三電系統在內的技術輸出,且目標用戶不拘泥於廣汽、江淮等現有的合作伙伴。與向第三方開放MEB平臺的大眾相似,從車型佈局到“整車+技術”多維度產品提供者的身份轉換,已成為車企未來的發展方向。

我是“科技控”

截至目前,對純電動汽車各部件的熱管理,仍是該領域前行的重心之一,作為科技控的蔚來自然不會停下腳步,在活動的Q&A環節中車雲菌獲知,蔚來的技術團隊正積極圍繞以下兩部分進行預研發:

1、電機油冷

蔚來全球電動力工程部副總裁、蔚來驅動科技首席技術官黃晨東表示,在該公司未來的規劃中,為電機引入油冷技術已進入試驗階段,該技術若實現量產,將有助於提升電機散熱效率並進一步縮減其體積。

2、用相變材料優化電池熱管理

關於蔚來汽車將在電池熱管理組件中引入相變材料的“傳聞”也得到了黃總的實錘,據悉該公司或將電池組等容易造成熱量聚集的組件“浸泡”在相變材料中,通過材料相變帶走多餘的熱量。

不過考慮到相變過程難免涉及到自身體積變化、內部應力甚至磁性的改變,如何克服相變後材料的相關特性與弊端,仍需多領域技術進行突破。不過可以確定的是,相變材料的“散熱”原理與常規熱傳導不盡相同,用“吸/放熱”相容更為恰當。

當然,該技術目前仍處於開發初期,且蔚來對其它類型電芯和自動駕駛等領域的技術開發也在同步進行,至於相關技術何時量產,還是讓我們一同期待吧。

車雲小結:

綜上所述,貫穿蔚來汽車“昨天、今天和明天”的主線離不開科技二字,無論實現盈利還是提升行業地位,在眾多因素中,自身技術儲備與前瞻思考的重要性均不可撼動。

當然,技術與產品最終都要服務於用戶,如何以汽車為“平臺”,搭建更符合消費者期待的生活願景,並讓科技成為“人”的有力助手,可能需要各大車企的進一步努力。至少現階段的蔚來,已從換電和AI等多領域融入生活,不過相比“點”、“線”最終形成的“面”,更值得我們期待。


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