文 | Karakush 蔚来ET7定在明年一季度交付,早是早不了的。 最新进展是9月首批全工艺生产的试制ET7下线。 外围看着总不免替他们操心,手速不够快。电动车的市场竞争并不如老板们互吹的那么友爱,在ET7按部就班搞量产的同时,就出现了不少新产品,参数暴力,配置内卷,并宣称明年 (有些在今年内) 交付,令年头发布的ET7犹如明日黄花。 所以前阵子蔚来组织学习了ET7的电驱动系统技术。就像非纪念日送的玫瑰,意思不单纯;没有实车的技术讲解,目的也是多维的,主要是给四处赶场乱吹的媒体老师和持币游走的用户爸爸一个友情提示:我还是最牛逼的。 先来复习一下ET7的动力基本面: 双电机,前180kW永磁同步电机,后300kW异步感应电机,整体峰值功率480kW,整体峰值扭矩850N·m,百公里加速3.9秒。相比ES6和ES8上搭载的前后160/240老组合,ET7在整体峰值功率和峰值扭矩上分别提升了20%和23%。 一句话总结,即便到明年,也配得上高端、耐得住横评。 其中最大的技术亮点是主驱180kW永磁同步电机采用了碳化硅,这种半导体材料在电机控制器中用作功率模块,是目前业界的魔法道具,相比主流的IGBT,能实现多点增益,比如开关速度快、关断电压高、耐高温能力强,同等体积下最大电流能力提升30%,大幅提升电机的效率。 拿180kW电机来说,其综合工况功率做到了91.5%,而业内一般IGBT三合一系统在88%、89%。落到体验上就是能带来更好的续航里程。 提升续航大抵两个办法。直接的是增加电池装机容量,ET7扩也是扩了的,三种电池包75kW (三元铁锂) 、100kW、和150kW(半固态电池) ,对应续航扩展到500-1000km。但是你不可能没有尽头地做加法,做减法的办法就是降低损耗。 从特性来说,碳化硅模块开关速度快,那么开关时的功率损耗更小;而在低载情况下,对应常用的城市工况,碳化硅的导通损耗也更小。所以应用之后,电控系统的综合损耗能降低4%-6%。 每一种被吹捧的优势背后总有代价,碳化硅的问题是贵,通常是IGBT的3-5倍,并且现阶段都是进口,国内没有产业链。以蔚来而言,最上级的衬底材料来自业界龙头Cree,在韩国工厂做的晶圆,到马来西亚做的模块,再发到国内在蔚来南京XPT工厂进行压装。 对于一般厂商来说,使用碳化硅而在电池上省下来的成本,或许要再还给电机供应商,过于人间悲剧了。因此目前能够率先应用碳化硅的车企,就是屈指可数的特斯拉和比亚迪,他们都有自己成熟的电驱动研发生产体系。当然蔚来也是 (还有零跑也是) 。 很多朋友或许依旧认为,电驱动没有技术门槛,不然民族工业怎么就挑了这个软柿子超车呢。然而至少个中是存在实力参差的。为什么有些电动车就是快不了,有些快了也会很吵,有些续航长一尺加速就弱一丈,有些开久了竟然也能变肉的。厂商或许会告诉你是根据定位做的选择,本质是技术拉不下来我全都要的成本。 电驱动研发,很重要。 "大家总是强调蔚来的服务好,"蔚来高级副总裁曾澍湘在沟通会上说,"我还是希望借这个机会说一下,我们的技术功底也真的很扎实。" 站在自研鄙视链的顶流 令曾澍湘骄傲的扎实,源自蔚来整个电动车核心技术是全栈自研的。仅仅电机这么一个小产品,就申请了215项专利,其中81项是发明专利。 很多车厂都会吹自研,但不是所有的自研都配称为特仑苏。很多厂商的"自研"只是在产品开发后段进行验证;而全栈自研,要看你软件是不是自己写的,电路板是不是自己开发的,芯片是不是自己选的……意味着长期且大额的投入。 蔚来从2015年组建电驱团队,到现在相关总投入大概2.5亿元,其中试验与车型匹配和开发验证投资高一点,测试外包约1.3亿,一批试验台架设备约9600万,各种软件工具近3000万,"正版软件工具的费用真的很高。" 同时,制造也是蔚来自己承包的,就在南京XPT基地,这是蔚来最早的工厂。到今天已经生产了30万台电机,跟着整车数量每年翻番。 自我制造能保障研发落地的完成度。他们能同时生产感应电机和永磁电机,拥有全栈的生产装备,三个核心零件都是自制的——业内来说非常罕见,是"全球唯二具备这样的生产制造能力"的企业。这也意味着重资产、重投资,所有新势力中是没有多少的。 早期这种模式其实不被看好。大功率电机找Tier 1一样做,事实上大多数车企都找供应商,自己就做验证,只要差异化做得好也能保持不错的竞争力,为什么蔚来要斥巨资重新发明轮子,并且坚持斥到今天? 这是由品牌决定的。蔚来要做一个高性能高端电动车,对电驱的要求就比做买菜车、家庭车、城市漫游车要高——得多,在这个前提下,通过外部购买成熟的产品就不太容易。 从近期芯片断供、电池短缺等事件,我们应该认识到,产业链的优质资源其实是紧缺的,如果外购,合作方的工程资源能不能按时按量保证,越来越成为一个问题。比如业内缺16,000转以上的测试平台,大家都在打架,好歹自己有一点,就不用全部依赖外部。 建立比较体面的全段能力,就能在供应链和产品设计转型中拥有更大的自由度,开发周期相对加速,产品优势和投放时间也就更有保障。比如2018年量产双电机,就是中国电动车里第一个三合一电驱产品,到2019年蔚来又是第一个量产扁线电机。 到碳化硅模块亦是如此。如果蔚来不是自研,就要等别人做成逆变器或者电驱总成以后才能购买,碳化硅尚处于行业导入期,货架上没有什么合适的产品。如今靠自己,就比大多数友商至少早半年到一年。 这不只是彰显排面,也是兑现对用户的承诺。高端电动品牌的一个重要体验,就是在新技术的应用上,保持早一步、强一档。一个乏善可陈的产品,和一个宣发迷人而交付延宕、被卡脖子的产品,都难以去支持品牌价值。 是先有技术基础,才有后头我们更喜欢看的故事。 海南夏季测试 再苦不能苦研发 蔚来不能更清楚这个道理。 ET7电驱系统开发起步于2019年下半年,正是蔚来最穷的时候。"感谢管理层,"蔚来电驱系统与集成部负责人毕路说,"当时秉持一个原则,再苦不能苦研发,利用有限的资金启动了180kW的产品开发。" 穷有穷的打法,小项目先做。总体原则是,相对老电机,新电机外观要没有差别,保证产线最大程度的物理兼容,也保持跟整车的安装接口相同,通过优化电磁和速比来提升效率。所以理论上来说,ES8、ES6等老产品也是能用。 到2020年二季度财务好转,研发加速,碳化硅才正式立项。时间成为最大的挑战,最初两个月内要完成选型、软硬件设计和所有评估。"全世界所有做碳化硅模块的芯片厂都想和我们交流,都要我们评估,不评估人家不服气,你凭什么不给我这个机会。" 再苦不能苦研发,然而研发仍旧非常苦。评估本身不仅是和芯片厂沟通各自的技术路线、方案、性能,也要进行测试、开发电路板和相关软件,去锁定市场上目前乃至将来最优且产业链安全可靠的那个。 过程中,蔚来自主定义了一套评价指标和应用规范,据说还被合作方拿去推广——突然就升华行业了。现在能马上把碳化硅投产的车企,蔚来绝对占TOP3,对于新技术产业化落地,总是前头费劲铺路,后头共同富裕的。 性能优秀的碳化硅主要看两个指标,一是导通电阻,它决定损耗,测下来1.7,是业内最低的;二是热阻,0.1度每瓦,比现有的散热能力提升了20%。ET7上面用的,当然是"目前整个行业里最顶级的、性能最优的模块。" 以上仅仅是选品。至于怎么应用,进行软硬件优化,也体现系统性思考和设计的优越性。蔚来采用变开关频率加上离散PWM方案去降低开关损耗,在低车速、高速大功率、高重载等不同工况下,会有不同的调制优化策略。此外,还要考虑引入模块的耐压性、寿命、对整个系统的电磁兼容、电机绝缘等等问题。 到产品开发展开,所有团队都在超常规工作。"在星期六我们都不叫加班的,就是普通上班。"因为2019年太穷,整个进度确实被拖拉到,所以蔚来只能从后期赶回来。比如ET7的冬季冰雪测试,是在8月拉到新西兰完成的。 冬季测试在八月 比起时间,老板是更大的挑战。李斌向团队提出的要求是,在满足用户需求的前提下,多做减法。整个项目在多目标优化和多目标平衡之间,反复拿捏。 效率是首要的,但是提升功率和扭矩,就会给NVH带来电磁力的负面影响。研发团队最后把总体噪音降低5-15dB,峰值仅80dB。值得一提的是,在电驱动系统来说,从100dB到85dB的优化是相对简单的,但是从85dB再往下,即使只有几个dB,难度也非常大。 不止要算小账,还要算大账。比如蔚来新发布的75度三元铁锂电池,电驱动系统也配套为它开发了一个特殊的加热功能,会根据SoC状态和电池温度,选择不同的加热档位,一共6档,最大提供4kW的加热功率,去保障电池在低温下的表现。 难点是加热注入新的电流又会带来噪音,并且新的电流和实际运行的电流是两种类型,因为加热不额外产生扭矩,不是正常控制逻辑下的电流,所以还要去考虑其他的扭矩和NVH特性。某些车型充电时噪音很大,就是忽略这些细节体验。 蔚来通过软件在开启时注入一个谐波来抑制噪音。这个功能开发完毕,再应用到160kW和240kW上去就非常简单,后续的车型上据说会导入。 YYDS? 量产的ET7要达到更高效能、更高效率,同时更安静。 很多朋友或许仍旧会把ET7视作砸钱堆出来的产品,因为相比大众化产品,高端产品天然具备炫技的价格空间。但显然,掌握主动权地堆,和无脑堆,是完全两个层次的事。 蔚来也不是跟风技术潮流,他们对是否要引入一项新技术已经发展出自己的判断标准:第一,能否对功能带来提升;第二,开发过程体系化效率是否能得到提升;第三,就是确实的成本能带来多大的优势,不只是单件成本,而是强调全生命周期的成本。 高原测试 目前蔚来已经开始进行下一个平台的研发,研发资源今年增长接近100%,如果算上工艺、质量团队,整个研发资源增加50%。"我们新平台电机的推出一定是行业领先的。"曾澍湘说。 前两天看到一份小样本的电动车用户咨询报告,其中关于蔚来有几个数值很值得注意。它的美誉度非常高,喜欢的用户占比最多,讨厌的用户占比最少;而在推荐度方面,虽然不是最高的,但是没有任何车主表达"不愿推荐",这是一众电动车品牌中唯一一个。 没人比车主更知道,蔚来有很多毛病的,事实上它的体验峰值往往是在产品出问题之后,售后服务给出的无上关怀。但是即使抛开这些,仍旧有一点无可辩驳,它给料良心扎实,经得起仔细推敲,尽力不做产品妥协。 它贵是贵,不过脱水扒皮,也总能让你找到贵的道理。