蔚来:“技术控”背后的三电思维

  • 2019/04/08
  • 车云网

蔚来的三电技术,做的怎么样?

谈及蔚来汽车,相信很多朋友会联想到位于大洋彼岸的特斯拉。从所属市场的电动车研发经历来讲,二者很像,尤其是科技控属性与区域市场中的领导地位,以至于坊间戏称蔚来是“中国版特斯拉”。

但在车云菌看来,这个说法并不准确。

从最初的“拿来主义”到自行研发,特斯拉在前行的过程中走了不少弯路。正如蔚来汽车联合创始人 执行副总裁郑显聪所言,“三电系统”占据了纯电动汽车成本的一半,也就是说,缺少核心技术的企业,势必会在发展之路上受制于第三方。

这也促使蔚来汽车在成立之初便已认识到“科技”的重要性,所以对蔚来汽车来说,特斯拉更像是前车之鉴而非复刻的蓝本,而这也让蔚来具备了掌握核心技术的主观能动性。

至此,贯穿品牌发展的主线有了,那属于产品的DNA是什么?

作为积极投身Formula E并拥有自研跑车项目EP9的车企,“高性能”奠定了该品牌旗下车型的基因。

当然,量产车与赛车或跑车不同,强调先进性与速度的同时,也对驾乘感受、耐用性和人性化等方面提出了更高要求,因而延伸至产品落地,“高性能”蕴含的维度不再单一,并形成了“科技控”前行的推动力。

从“三电系统”到用户思维

对纯电动车型而言,并称“三电”系统的电池、电驱和电控技术,可谓是产品发展的基石,除了技术研发,“三电”还搭建了蔚来与用户间的桥梁。

1、电池包的全生命周期管理

目前ES8和ES6车型采用的电池包,内部设计有32个电芯模组,单一电芯模组由12个源自宁德时代的硬壳电芯组成,在继承该类型电芯高安全性的同时,蔚来还通过对电芯模组的逐一检测,保证了封装在同一个电池包内的“模组”,均为性能达标且彼此差异甚微的产品,从源头保证了质量的稳定性。

不仅如此,蔚来将封装操作和气密性检测分别交给机器与人工操作,可谓将机械手的精确性与人工判断的“智能化”合二为一,进一步在保证质量的前提下优化了生产效率。

另外,除了“老生常谈”的过火、水浸和自由落体等,关于安全的各项检测外,在优化用户体验方面,蔚来汽车也考虑得十分周全。

首先,紧贴电芯模组的铝制板材及四周均分布有液冷管路,同时这套恒温系统还可实现降温及预热双重功效,强化电池包环境适应能力之余,更让用户开车“走出去”提供了技术支持。

其次,电池管理系统借助电池电量、温度、电压和电流等多项数据,能够判断出电池电芯的健康程度,当预测到电池存在风险时,系统会告知用户并将数据上传至蔚来的大数据平台,而该平台则能够统筹车载与换电站内的电池信息,利于厂方监管并把产品问题解决在用户感知之前

需要说明的是,蔚来不仅将电池包视为“能量源”,也是“储能系统”的组成部分,因此电池组能量密度与全生命周期的工作稳定性就显得至关重要。

较之ES8搭载的容量70kWh电池组,ES6部分车型装备的84kWh电池组,已将能量密度从135Wh/kg提升到了170Wh/kg。此外,蔚来汽车表示,电池组1500次循环充放电后,能量衰减可控制在20%以内,即便电池组从车辆上“退役”,也能够担任其他用电设施的供能任务,直接或者间接地为用户继续服务。

2、性能“一步到位”的电驱系统

即便电池包集成了蔚来汽车诸多先进技术,不过它并非三电系统中最闪亮的星,ES8与ES6采用的电驱系统同样有嚼头。

以输出功率240kW的感应异步电机为例,得益于选用铜转子与激光冷焊技术,在导热性能超过传统铝制转子40%之余,其自身的导热性与一致性表现也更加出众。

不仅如此,蔚来独创的“双三相拓扑结构”逆变器,通过将两个逆变模块并联,规避了单一功率器件在高功率状态下的不稳定性,虽然该部分的芯片源自英飞凌,但高度集成化设计与内部冷却装置均由蔚来自行设计,让蔚来对关键技术已经有了自己的话语权

蔚来ES8车型蔚来ES8车型

值得一提的是,虽然该电机已助力ES8和ES6已双双跻身“0-100”4秒俱乐部,但其设计之初的目标输出功率可达300kW(眼下产品标称240kW),也就是说,无需更改机械部分,凭借自身潜力依旧可让现有车型的性能再次升级。

 

当然,加速表现并非衡量产品的唯一指标,特别是对于纯电动汽车而言,续航里程的重要性可想而知,这便是蔚来汽车在ES6部分车型中引入永磁同步电机的初衷,只是各大供应商与之对应的高性能产品投产日期,无法满足蔚来的发展规划,所以自研成了必经之路。

蔚来ES6车型蔚来ES6车型

为此,输出功率160kW、采用国际领先的定子扁导线技术、功率密度高达2.83kW/kg且效率达到96.7%的永磁同步电机应运而生(ES6上搭载),而与之匹配的减速器,在降低传动损失与提升NVH表现等层面进行了优化。

3、电机为何要“前后有别”?

较之更早问市并采用前后双感应异步电机的ES8,ES6不仅是差异化定位的产物,在动力输出逻辑和电机布局等方面,更折射出蔚来汽车基于用户体验的深层思考。

众所周知的是,ES6选用的是前永磁同步电机,后感应异步电机的组合方案,在权衡续航和动力表现等因素之余,蔚来还考虑到作为SUV车型的ES6,即便位于车身底部的电池包有助于降低重心,可相比轿车,“高重心”仍是SUV车型难题逃避的问题。

在蔚来汽车看来,结合“异步电机”的高功率输出特性,将其放置于后轴则能够有效缓解加速时车头上翘的现象,更有助于提升车辆行驶的稳定性。此外,VCU会在不同的驾驶模式下,协调前后电机发力,以实现续航里程的最大化。

可见采用永磁+异步的双电机设计,除了让ES6获得更佳的性能与续航表现外,“差异化”的布局方式,也兼顾了驾驶感受层面的改善,而基于用户角度的考量,则是“一石三鸟”背后的核心。

技术储备+前瞻预研

对任何一家车企而言,长期可持续性发展与自身的技术探索、进步密不可分,而结合市场背景寻求“特色技术”也是重要的战略重点,就好比是蔚来的换电技术。

有别于海外市场,国内拥有私人车位或车库的用户仅为少数,给车辆充电仍需依靠国家电网布局的公共充电设施完成,因而时间成本更低的“换电”更适用于国内环境。为此蔚来汽车的换电策略分为“两步走”。

一来,蔚来在强化电池包储能属性的商业化用途,并计划以6-12个月为周期,推进电池能量密度的迭代,削减用户对续航里程与电池耐用性的顾虑。

值得一提的是,为了减少多次换电操作后相关固定机构的磨损,蔚来采用两个定位螺栓+8个受力螺栓的固定方案。

后者作为该品牌的专利技术,其内部设计有弹簧锁紧机构,通过螺纹与弹簧双重应力,规避了常规螺栓多次使用后螺纹磨损的现象,从而提升了产品各项性能的稳定性与耐久性表现。

二来,蔚来汽车下一代电池组将获得800V快充能力,以应对我国日后推行的高功率充电设备。

换言之,选择与国家规划接轨更新自身电池技术,而非单独开发先进充电设备,更加符合国情并能够合理控制研发成本。

着眼未来的技术布局

车云菌在上文曾多次说到蔚来提升电池组能量密度做出的努力,在标榜自身先进性之余,还可实现在电池包体积、规格保持一致的情况下,通过能量密度的提升,产品研发与续航里程优化无需再为电池包占用的空间发愁。

不仅如此,蔚来设计现有平台之初,在电池包与后轴间预留了一定余量,并为推出中大型SUV-ES8和中型SUV-ES6之后,再研发新产品时直接在平台允许的范围内放缩轴距即可

值得关注的是,日前有相关媒体称,蔚来将在2019上海车展其间发布旗下首款轿车产品——ET7,虽然目前关于该车型的信息仍较为有限,但在蔚来布局SUV市场之后,即将向轿车领域进发的趋势已见雏形

此外,蔚来汽车日后还计划进行囊括三电系统在内的技术输出,且目标用户不拘泥于广汽、江淮等现有的合作伙伴。与向第三方开放MEB平台的大众相似,从车型布局到“整车+技术”多维度产品提供者的身份转换,已成为车企未来的发展方向。

我是“科技控”

截至目前,对纯电动汽车各部件的热管理,仍是该领域前行的重心之一,作为科技控的蔚来自然不会停下脚步,在活动的Q&A环节中车云菌获知,蔚来的技术团队正积极围绕以下两部分进行预研发:

1、电机油冷

蔚来全球电动力工程部副总裁、蔚来驱动科技首席技术官黄晨东表示,在该公司未来的规划中,为电机引入油冷技术已进入试验阶段,该技术若实现量产,将有助于提升电机散热效率并进一步缩减其体积。

2、用相变材料优化电池热管理

关于蔚来汽车将在电池热管理组件中引入相变材料的“传闻”也得到了黄总的实锤,据悉该公司或将电池组等容易造成热量聚集的组件“浸泡”在相变材料中,通过材料相变带走多余的热量。

不过考虑到相变过程难免涉及到自身体积变化、内部应力甚至磁性的改变,如何克服相变后材料的相关特性与弊端,仍需多领域技术进行突破。不过可以确定的是,相变材料的“散热”原理与常规热传导不尽相同,用“吸/放热”相容更为恰当。

当然,该技术目前仍处于开发初期,且蔚来对其它类型电芯和自动驾驶等领域的技术开发也在同步进行,至于相关技术何时量产,还是让我们一同期待吧。

车云小结:

综上所述,贯穿蔚来汽车“昨天、今天和明天”的主线离不开科技二字,无论实现盈利还是提升行业地位,在众多因素中,自身技术储备与前瞻思考的重要性均不可撼动。

当然,技术与产品最终都要服务于用户,如何以汽车为“平台”,搭建更符合消费者期待的生活愿景,并让科技成为“人”的有力助手,可能需要各大车企的进一步努力。至少现阶段的蔚来,已从换电和AI等多领域融入生活,不过相比“点”、“线”最终形成的“面”,更值得我们期待。

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