打造一輛 NEDC 續航超過 700 km 的車需要幾步?

打造一輛 NEDC 續航超過 700 km 的車需要幾步? | 幕後獨家

如果站在 2017 年底這個時間點,在主流電動車續航普遍在 300 km 左右的情況下,我很難想象 2020 年的純電動車續航已經可以達到 700 km。

但事實就是特斯拉做到了,小鵬汽車也做到了。

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看到小鵬 P7 續航突破 700 km 之後,我問了同事們一個問題,如果 2017 年底給你一個機會,造一輛純電動車,你想做什麼車型,規劃續航在什麼水平?

除了某些不正經同事放飛自我、馬後炮式的回答之後,剩下幾位的選擇都是做一臺 SUV 車型,目標續航 500-600 km。

而小鵬汽車的選擇是造一臺中型運動轎車目標 NEDC 續航 550 km,是不是和現在 P7 的成績有一些出入?

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現在我們從第一個故事說起。

一個來自小鵬品牌的一個大目標

小鵬 P7 立項的時間點是 2017 年底,在立項之初的會議上,很多人都希望做一臺 SUV。

畢竟從市場的角度來看,2017 年末中國 SUV 市場正處於快速增長階段,SUV 車型的銷量同比 2016 年,月增長率穩定在 10% 以上,截止 2017 年底,SUV 車型佔汽車總銷量比例已經超過 44%。

而且在電池能量密度沒有重大突破的情況下,電動車鋪在地板下的電池組至少會佔用車輛 15 cm 的高度,做一輛 SUV 不僅留給電池的空間更大,留給成員艙的空間也更大。SUV 車型高度上的富裕可以極大程度地降低電池對車內空間的影響,也極大程度的降低了技術門檻。

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簡單做一個盤點:

  • 蔚來的第一款車 ES8——SUV
  • 蔚來的第二款車 ES6——SUV
  • 威馬的第一款車 EX5——SUV
  • 威馬的第二款車 EX6——SUV
  • 理想的第一款車 ONE——SUV
  • 愛馳的第一款車 U5——SUV
  • 天際的第一款車 ME7——SUV


因此,站在 2017 年末這個時間節點,研發一輛 SUV 車型的難度顯然會小不少,這也是 80% 以上的造車新勢力的選擇。

但是最終小鵬汽車董事長兼 CEO 何小鵬拍板,既然將來純電動 SUV 會成為一片廝殺激烈的紅海,我們不如進入一片藍海市場。

沒有人做的「純電動運動轎車」就是一片藍海,並且何小鵬希望做一款面向高端市場的「純電動運動轎車」

如果你瞭解何小鵬對小鵬汽車品牌的戰略規劃,就不難理解這個在 2017 年看似不那麼明智的選擇。

在汽車商業評論對何小鵬的專訪中,何小鵬表示:

中國汽車到了後面,如果不能品牌上行,就沒有毛利,沒有毛利就不會有研發,沒有研發就不會有差異化,這是一個正向的循環。所以越是打性價比(牌),一定不會有差異,你不能有差異,你怎麼能真正做強?

小鵬汽車的目標很明確,中國汽車產業想要藉著電動化、智能化的浪潮實現彎道超車,車企就必須實現向上突破。只有品牌溢價更高,才有更多的毛利,車企才有足夠的資金做更多的研發,在研發上有足夠的投入,才能產出更有價值的產品,對於企業來說才能進入一個良性循環的狀態。

所以小鵬 P7 就是小鵬品牌向上突破路上非常重要的一款車型。

在小鵬汽車看來,P7 是一款中高端轎車,面向的人群非常看重續航能力,並且電動汽車在中國市場還處於滲透階段,所以

續航能力仍然是一個非常重要的指標。

在立項初期,小鵬內部制定的續航目標是 550 km,但是電池技術和電耗控制的能力這兩年發展得非常快,小鵬內部也不止一次提高過 P7 的目標續航。

小鵬汽車副總裁劉明輝告訴我們:

去年小鵬內部希望 P7 的續航達到 650 km,後來又經過不斷的努力、不斷優化,最終達到了 706 km。(電動車)這個整個開發過程和傳統車的開發不太一樣,傳統車的開發,你說這個車的百公里加速時間、最高車速、多大的油箱、續駛多長,一開始都是定好的。但是電動車,尤其是續航這件事情上,因為電池的技術、相關的低能耗技術快速發展,所以有一個開發過程。但是,我們從一開始就把長續航作為一個重要指標,要做到最好。

這是小鵬汽車希望做到的核心「差異化」之一,也是實現品牌上行的重要支撐。

既然目標明確了,剩下的則是通過技術手段實現這些目標,小鵬汽車實現長續航手段有兩個——「更大的電池」和「更低的電耗」。 ​

在電池的選擇上小鵬給自己畫了一個新的選項

如果僅從 P7 2996 mm 的軸距數據來看,塞進 80.87 kWh 電池並不是困難,但是大家忽略了一個重點,這是一輛「轎車」。

先讓我們來回答一個問題,為什麼除了特斯拉,沒有人做純電動轎車?

別槓,我說的是基於純電動平臺正向研發的純電轎車。

先說答案,受限於電池高度。

轎車相比 SUV 整車高度大幅下降,留給電池組的高度非常有限。大家可以仔細觀察一下,目前路上大多數基於油車平臺改的純電動車轎車,雖然車內空間沒有受到太大影響,只要你趴下就能看到底盤吊著一塊電池,非常明顯。

轎車定位的特斯拉 Model 3 和 Model S 車高分別為 1443 mm 和 1445 mm,小鵬為了保證 P7 整車姿態處於一個流暢的轎跑造型,把車高定格在了 1448 mm,但是做到相對低矮的車身的同時,不能犧牲乘坐空間影響舒適性,也不能降低底盤離地間隙犧牲通過性,所以留給電池的空間非常有限。

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在這場「車高」、「車內空間」、「離地間隙」、「電池高度」的博弈中,前三者都是消費者能夠直接感知的差異,為了不犧牲用戶體驗,唯一可以做出犧牲的只有電池高度。

特斯拉採用的圓柱電芯高度只有 65-70 mm,組成 Pack 後高度低於 120 mm,所以在高度上有著天然的優勢,國內主流的電池均為方形電芯,高度超過了 100 mm,組成 Pack 之後高度均為 140 mm-200 mm,只適用於 SUV 車型,並不能滿足小鵬 P7 對高度的要求。

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所以對於像小鵬汽車這樣一個自己不製造電芯的整車廠來說,只有兩個選擇,第一換用高度更低的圓柱電池,第二和電池廠家聯手開發一款電芯高度更低的方殼電池。

在權衡了技術競爭力、供應商資源、開發費用等之後,小鵬選擇了和寧德時代開發一款高度更低的新款高密度電芯。

對於小鵬來說這顯然是一個艱難的決定。

因為小鵬面對的不僅有高額的開發費用,還賭上了未來的毛利率。

寧德時代作為當紅的電池生產廠家,找上門來的客戶絡繹不絕,並沒有理由出錢為小鵬開發這麼一款低高度的電芯,所以這部分成本只能小鵬汽車自己承擔。

雖然成本很高,但是為了實現差異化,小鵬並沒有退縮。小鵬汽車副總裁劉明輝告訴我們,小鵬 P7 電池包的高度做到了 110 mm左右,是目前國內高度最低的電池包,配合寧德時代 590 大模組方案,Pack 能量密度仍然做到了 170 Wh/kg,這款電芯也是小鵬 P7 首發。

對於小鵬汽車而言,越早用上新技術,意味著可以越早佔領用戶心智,就像 2019 年車圈的 811 電芯之爭,手機圈中驍龍 865 芯片之爭,誰先用,誰就是領先。

但是接下來更大的挑戰是,量產之後如何拉低電芯的製造成本?

小鵬汽車副總裁劉明輝也坦言,

小鵬汽車一家用這個電芯這個量不夠,會影響它在成本方面的競爭力。

所以小鵬汽車的這個決策涉及到了將來是否會有品牌也使用這款電芯,以及這款電芯未來的用量。對於小鵬而言只有將來對「低高度電芯」的需求越來越大,不斷提高產量,實現一定的規模,電池製造成本才有可能降低,小鵬 P7 才能獲得足夠毛利。

汽車工程大方向的決策,容錯率並不高,一但明確了方向,就是重資產的投入,在這裡小鵬賭上了未來的毛利率。對此,劉明輝表示有充分的信心,因為已有多個整車友商對這款電芯和 Pack 產品平臺表達了他們的極大興趣。

在電池電芯這道選擇題裡,小鵬給自己畫了一個新的選項,在 2996 mm 的軸距、110 mm 的高度裡塞下了 80.87 kWh 的電池。

從空間的角度來看,小鵬 P7 塞下 80.87 kWh 電池實屬不易,但是從續航的角度來看,80.87 kWh 的電池實現 706 km 的 NEDC 續航並不足以令人信服,這裡就涉及第二個手段,降低電耗。

小鵬 P7 電耗控制的秘密

在說電耗之前我想先明確一個概念,NEDC 續航並不等於實際續航,這只是工信部在預設工況下測試出來的一個數據,真實的續航與駕駛者當前的使用環境有直接關係。

雖然 NEDC 續航不等於實際續航,但是在統一標準下測試出的成績也可以做一個橫向對比。

小鵬汽車向我們透露,今年 2 月內部實測,在 20 攝氏度左右,開空調的環境下,實測續航大約在 600 km 左右,其中既有高速工況,也有市區工況。

低電耗的背後則由多個方面構成。

首先是車型,P7 是一款中型轎車,低於 2 噸的車重和 0.236 Cd 的風阻係數相比 SUV 有天然的優勢。

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其次是電驅效率,小鵬 P7 首次採用了三合一集成方式,前後電驅共平臺化設計,這種設計會給我們能耗帶來哪些優勢呢?

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第一是集成後其重量更低去除了電機和電控之間的高壓線可以有效降低線路損耗。

第二是電機方面,結合整車工況進行電磁設計、冷卻設計優化,通過與電控 IGBT 模塊的匹配應用,合理優化了電機銅、鐵損的分配,使電機運行的高效區更大。

第三是減速器方面,在國內率先採用了外置冷卻水道的設計通過外置水道冷卻可以降低潤滑油的油量,減少攪油損耗。

還有非常重要的一點是,小鵬 P7 IGBT 也是 P7 實現強動力性的秘訣。

小鵬 P7 性能版車型的最大輸出功率達到了 316 kW,超過了市面上大多數純電動車,為了實現 316 kW 的大功率輸出,小鵬採用了英飛凌 950A IGBT。小鵬汽車告訴我們, P7 是全球首款採用英飛凌 950A IGBT 的車型。

看到這裡你可能會想到有疑問了,在 P7 之前推出的蔚來 ES8 和特斯拉 Model 3, 最大輸出功率都超過了 300 kW,他們是怎麼實現的?

蔚來 ES8 採用了兩個 820A 的 IGBT 並聯實現了 480 kW 的大功率輸出,桎梏於當時的技術,這是蔚來當時的解決方案。

但是隨著技術發展,英飛凌推出了可承載 950A 電流的 IGBT 功率器件,相比使用兩個 820A 的 IGBT 並聯,使用一個 950A 的 IGBT,不僅在結構上可以做到更加緊湊,同時成本低於使用兩個 820A IGBT 並聯的方案。

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至於為什麼沒有和 Model 3 一樣選用效率更高的 SiC 作為功率半導體,小鵬汽車認為,從當前產業和供應鏈現狀來看,效率提升有限,SiC 成本大幅增加,面向 2020 量產的性價比不高。

最後再來聊一個大家最好奇的問題,小鵬 P7 656 km 續航的車型和 706 km 續航的車型電池容量是相同的,那麼多出來的這 50 km 是從哪裡摳出來的?

小鵬汽車給出的原因有三個。

第一,706 km 續航版本的車型裝配的是低滾阻輪胎,同時輪轂也為低風阻輪轂,更低的行駛阻力,一定程度上提升了續航能力。

第二,因為 706 km 續航的車型為低配車型,沒有搭載 XPilot 輔助駕駛系統,也沒有高功耗的丹拿音響,這些減少的電器節省了一些電量,同時低配車型在車重上也會略輕一些。

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第三,706 km 的續航,在控制策略上做了更多的優化。舉兩個例子,第一 P7 的電控策略會在車停的時候把電機控制器關掉,以降低電耗。第二 P7 的動能回收功能可以一直持續到接近停車,並且駕駛性不錯。

寫在最後

從車型定位到外觀設計,從續航能力到三電技術,從輔助駕駛到智能化,可以看得出 P7 是小鵬汽車花了非常大心思打造的一款車,但是就在 P7 研發的這 2 年時間裡,特斯拉把工廠開進了中國。

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小鵬汽車副總裁劉明輝毫不避諱地告訴我們:

無論是當時(2017 年)還是現在,我們認為國內外電動化動力系統做得最好的就是特斯拉 Model 3,從它的成本和性能的平衡,也就是它的綜合競爭力,我們認為 Model 3 的電驅動系統應該是有競爭力,我們很多指標跟它做了對標。

高舉高打的小鵬給自己選了個實力強勁的對手,當然也成就了不凡的自己。

從工信部最新的免徵購置稅目錄來看,國產長續航版本 Model 3 已經整裝待發,這意味著即將在 4 月上市,6 月交付的小鵬 P7 不可避免地會與國產 Model 3 站上同一個擂臺。

雖然兩款車型在車型定位上高度重合,但是外觀設計、細節配置、最終售價都存在一定的差異,這個細分市場沒有絕對的一家獨大,至於消費者會如何抉擇,我們等待市場給出的答案。


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