今年成都車展上,蔚來汽車CEO李斌語出驚人「單電機都是耍流氓」,引發熱議。實際上,雙電機是蔚來汽車的「底線」,至於為什麼瞧不上單電機,立場決定了態度。從蔚來汽車的立場出發,就很容易理解蔚來汽車為何會持有這種觀點了。
「不要省不該省的錢」
幾乎所有人都清楚一臺電動車最大的成本支出是什麼,是電池。除此之外的電機、逆變器以及電控系統並非核心成本,也就是說到了電動車時代,衡量一輛車成本的關鍵點已經不再是動力,而是續航里程了。
電動車讓馬力變得廉價,此言的確不虛。
可能消費者陷在傳統汽車的思維裡還不能很快了解純電動車的邏輯。對於傳統汽車而言,發動機是最至關重要的部分,從1.5T到2.0T再到3.0T,更有甚者到V12引擎,動力線性增長,但成本是呈指數級增長的。
一臺主流的豪華中級轎車,搭載1.5T發動機售價大概為30萬,搭載2.0T高功率發動機則可以到40萬,如果是3.0T的版本基本是60萬,而4.0T則會賣到百萬。
他們的加速時間是這樣的:1.5T零百加速為9.4秒,2.0T加速時間為8.3秒,3.0T為4.7秒。4.0T為4秒。
傳統引擎加速時間從9秒到4秒需要多付出60萬,雖然不能嚴格意義上等於支出,考慮到稅費、研發、成本,這個成本肯定是驚人的。
可是,這一切反應在純電動車上,需要花費多少呢?
比亞迪漢,官方聲稱雙電機版本最快可達3.9秒,單電機卻來到了7.9秒。
廣汽Aion LX,官方聲稱80D雙電機版本最快可以跑進4秒內,單電機版卻到了8秒附近。
消費者在對車輛性能的感官體驗上出現了巨大的差異,而這部分性能差異體現在純電動車上又有多少成本呢。簡單粗暴的問一句,一臺電機到底值多少錢。
蔚來汽車說,一臺電機的成本大概只有2-3萬左右,所以蔚來說如果是經濟型純電動汽車,採用單電機無可厚非,但對於定價不菲的豪華純電動來說,採用單電機是不能容忍的耍流氓行為。
2萬左右的支出對蔚來汽車這種定位的高端純電動而言,並不敏感,但減少這兩萬的支出,給用戶帶來效能、安全和性能上的妥協,蔚來汽車是絕對不肯做的。蔚來汽車不允許高端純電動車沒有一個強大的動力。
這是蔚來汽車的出發點,理解了這個出發點就明白了蔚來汽車如何看待單電機。
「各司其責,效能第一」
曾經向蔚來汽車提問過一個問題,雖然比亞迪、廣汽推出的純電動汽車單電機和雙電機在性能上差異甚大,但特斯拉Model Y和Model 3卻不甚明顯,性能一說是否能夠自洽。
特斯拉Model 3雙電機性能版可以做到3.4秒的加速成績,單電機也能做到5.6秒,是一個非常不錯的成績。
特斯拉是一家三電研發能力優秀的極客企業,Model 3單電機版本後橋永磁電機功率達到了202千瓦,屬於高功率電機,所以這臺電機可以驅動Model 3這一臺小車跑出很快的加速能力。國內幾乎沒有對應的電機產品,國內許多企業採用的永磁電機功率普遍在160千瓦左右,自然跑不出好成績。
另一方面,為了不斷拉低售價,使產品能更多的銷售出去,特斯拉從一開始就有做單電機版本的想法,所以Model 3在造型上更加註重風阻、座椅也變得更加輕薄,一切能控制成本的地方都努力控制,為了保證單電機版的加速能力,也必須要把永磁電機功率做高。
蔚來汽車認為雙電機是實現效能和性能平衡最合理的配備,不會推出單電機的產品,所以在搭配上一直是整體雙電機輸出為著眼點的,這一點和特斯拉有明顯不同。
在蔚來看來,單永磁電機或許也能做到很好的加速能力,但是隻依靠永磁電機只能在中低速下發揮出效能優勢,在高速效能和加速性能上做了很多妥協。這是電機先天特性決定的。
永磁電機的轉子為永久磁體,感應電機的轉子不是磁體而是封閉線圈。
這兩種結構決定了感應電機具有更高的轉速極限,最高可達15000轉每分鐘,並且有更強的過載能力,最大可達額定值的5倍。同時感應電機結構堅固、成本低和可靠性好。
凡事有利有弊,跑得快的耐力不行,耐力好的爆發力不足。感應電機雖然在性能上有一定優勢,但是峰值效率最高95%,低於永磁同步交流電機的97%。尺寸上,感應電機在相同功率下也要更大一些。
過去蔚來ES8推出時,面對特斯拉的競爭,要求加速能力比特斯拉更快,所以當時前後軸採用了兩臺大功率感應電機,為ES8提供了十分強大的加速能力,最終實現了比特斯拉快0.1秒的目標。不過,這種情況的弊端是,ES8的續航里程打折比較嚴重,電耗控制有進一步提升的空間。
後來蔚來汽車意識到,如果要實現比較好的能耗就需要感應電機和永磁電機相互搭配,於是在ES6和全新ES8上,修改為後軸佈置傾向於高速高性能的感應電機,前軸佈置低速時高效運轉的永磁電機。
如此蔚來ES6即可在中低速時,獲得更長的純電動續航,同時高速路況時雙電機同時工作,兼顧車輛的加速性能,減速時根據制動需求進行電機調配,普通制動由永磁電機制動能量回收,急減速則由雙電機同時提供製動扭矩回收能量。
如果採用單電機,無論是感應電機還是永磁電機,都無法在性能和能耗之間找到一個平衡,性能很好的,續航打折比較嚴重,續航比較優秀的,性能又開始遜色了。
動力冗餘
動力冗餘實際上並非只有蔚來汽車一家提及,就連有志推出單電機版本Model Y的特斯拉,也在其官方頁面強調雙電機的冗餘設計。
對電動車冗餘設計的理解可以分為兩方面,一方面是動力上的冗餘,另一方面是安全上的冗餘。
動力上的冗餘很容易理解。
過去豐田在發動機上的可靠性一向不錯,原因是原本可以輸出更大功率的發動機,豐田只是將其調教在一個相對安全、夠用的水平上。比較典型的是豐田發動機在同排量發動機的參數上一向不如同級別產品。
以可靠性著稱的漢蘭達(2013款),搭載2.7L發動機,最大功率只有188匹,另外一款同樣以可靠性著稱的普拉多(2015款)搭載2.7L發動機,最大功率卻只有163馬力,這樣的動力輸出實在稱不上夠力,這臺發動機如果發揮出全部潛力,220馬力非常容易。
豐田清楚普拉多面對的工況要更加惡劣,必須保證動力系統有足夠的耐久,所以零部件不能過分壓榨,因此豐田通過冗餘度打造了其產品安全可靠的印象。
蔚來汽車也是如此,電機、電池以及電控自身的耐久是時時刻刻關注的重點,雖然有極其強大的動力輸出,但細水長流,保證電機、電池的耐久性,需要做冗餘的動力設計。
另外一點是安全上的冗餘。
蔚來對於安全冗餘的解讀是電動車在電子化之後,有電機失效的可能,為了不讓一臺電機失效無法行駛,兩臺電機的佈置可以很好的解決這種顧慮。
這種比喻就像是飛機上搭載兩臺發動機,其中一臺發動機失效、異常後,另一臺可以迅速啟用,相當於有一種備用應急方案。
單純從這點上,我認為概率比較低。飛機採用兩臺發動機畢竟是行駛在天上,一旦失事是巨大的損失,汽車在陸地上行駛,即便出現電機失效的狀況也有大量的救援服務,況且電機如今失效的幾率本身已經很低,兩臺電機同時失效就屬於「小概率事件」了。
我理解的安全冗餘是,當純電動車強調性能,配備運動模式後,車主有可能會像傳統燃油車一樣激烈駕駛。
在高溫中激烈駕駛,傳統引擎會發光發熱,如果碰上漏機油就自燃了,但整體是相對安全的。電動機包括電池,對熱量的控制實際上是相當謹慎的。
純電動汽車中的電機、電池、逆變器實際上是無法長時間保持大功率輸出的,一旦超過這個功率,三電系統就會對瞬時電流進行限制。與此同時,電池日常工作溫度在25℃~40℃之間,由液冷比較容易控制,逆變器和電機的特質是越涼快,效率越高,如果溫度升高,又沒有很好的辦法進行內部的深度冷卻,所以三電系統的溫控尤為複雜。
這就導致純電動汽車只能在比較短的時間內發揮出電驅系統的最大功率,但如果長時間大功率輸出對三電系統來說就是極端工況了,此時極端工況下利用雙電機則可以有效起到安全冗餘的最終目的和效果,保證車輛駕駛狀態始終安全、平穩。
站在什麼立場上說什麼話,理解任何官方發言都是如此。奔馳可以說,世界上就沒有豪華車;寶馬說,世界上還能有什麼好開的車?蔚來認為的單電機耍流氓,實際上是其堅信雙電機在性能、安全、能耗方面有單電機不可比擬的優勢,更重要的一點是,蔚來並不打算推出單電機版本的產品。
這是蔚來基於自身作為高性能豪華純電SUV的立場,也是基於目前作為豪華純電動SUV銷量扛把子的立場,其他純電動SUV哪個有資格說他錯了?
暫時沒有。
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