為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

10 月 19 日,蔚來在其南京 XPT 電驅動工廠召開了以蔚來第二代電驅動系統為主題的講座。

講座的核心包括蔚來新的組合

前 180 kW 永磁 + 後 300 kW 感應電機

、首次應用的

SiC 碳化矽功率模組

,以及蔚來在使用者體驗方面的一些新嘗試,例如

電機加熱

NVH 軟硬體最佳化

,等等。

值得一提的是,蔚來的第二代電驅動系統開發始於蔚來史上財務最為緊張的 2019 年年底。這最終也不可避免地影響了第二代電驅動系統、蔚來 ET7 乃至 XPT 的開發走向。

我們一起來看一下。

全棧軟硬體自研的自由

先來簡單介紹一些蔚來第二代電驅動系統的成績單。

最直觀的當然是賬面資料的提升。蔚來 ET7 前永磁電機 180 kW,後感應電機 300 kW,放眼全球範圍內的純電轎車,ET7 的綜合性能都是頭部陣營的。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

先從 300 kW 說起 ,在即將/已量產的高效能電機中,

300 kW 及以上的汽車電機只存在於 4 個品牌:Lucid Motors、保時捷、特斯拉和蔚來

Lucid Air 後電機:493 kW

Model S Raven 後電機:>420 kW

Taycan Turbo S 後電機:335 kW

ET7 後電機:300 kW

高效能一直是蔚來的品牌基因的一部分

。實際上 2018 年 6 月交付的 ES8,搭載的就已經是 240 kW 的、彼時最高效能的國產電機,三年後,ET7 又把這層天花板往上捅了捅,躋身 3 秒俱樂部,百公里加速 3。9 s,是蔚來旗下加速最快的車型。

當然,更高的效能也帶來了很多的新問題。例如,在其他條件不變的前提下,更高的效能往往意味著更大的噪音

和振動

,也就是更差的 NVH。

蔚來從軟體和硬體兩個維度入手,嘗試去解決這個問題。例如,蔚來開發了

迭代最佳化的諧波抑制演算法,對應諧波電壓進行補償

,將電驅動系統的整體噪音降低了 5-15 dB。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

此外,蔚來透過

非均勻氣隙均衡電磁徑向力、高正旋氣隙磁密最佳化扭矩波動、微米級精加工齒形齒向

,進一步優化了 ET7 的 NVH 表現。

不用懷疑,上面這段不是貓跑過了鍵盤,這只是一些專業級術語,代表著蔚來在電驅動方面的硬體工程能力。

再來說前永磁後感應這個組合。設計邏輯簡單清晰:永磁電機更省電,對應日常通勤;感應電機爆發力強,對應激烈駕駛。

但到目前為止,

蔚來是為數不多的會在全驅車型上同時搭載永磁和感應電機的品牌,最多再加一個特斯拉

這一點要歸功於蔚來汽車創始人李斌自創立伊始就堅持的自研策略。自研幫助蔚來獲得了更大的選擇空間。更直白地說,「如果市面上沒有符合需求的電機,那就自己造一臺」。所以,當蔚來需要永磁感應組合的時候,他們會選擇直接造一臺新的。

而尚未建立起體系化電機研發能力的跨國公司們,不得不採用供應商的雙感應或雙永磁的全驅方案。

自研的另一個優勢是,以體系或全域性的視角來呼叫每一個零部件,以實現效率的最優解。蔚來基於 ET7 的兩臺電機,做了一個驅動車輛行駛之外的新嘗試:電機產生熱量以加熱電池。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

將電機作為一個發熱功率件的思路在特斯拉 Model 3 上首次量產。得益於自研能力,蔚來可以高效率地跟進,研發了共 6 個動靜態加熱的檔位、最高 4 kW 的加熱功率,以最佳化電池的低溫表現。

考慮到蔚來剛剛才釋出了其「三元鐵鋰」電池,低溫工況下以四角的三元電池驅動電機發熱,熱量溫暖中央的磷酸鐵鋰電池,不失為一種精巧又保證使用者體驗的工程方案。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

蔚來還做了更多的工作。

在 ET7 的前橋位置,蔚來量產了 SiC 碳化矽功率模組

。SiC 於 2017 年在特斯拉 Model 3 上首次量產,2020 年,比亞迪漢成為第二款搭載 SiC 的車型。

然而無論是已經上市的豪華品牌旗下的保時捷 Taycan、奧迪 e-tron,還是即將投產的賓士 EQS、寶馬 iX,均未搭載 SiC。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

對比前代技術,

禁頻寬度

、熱導率、熔點、電子速度、擊穿場強

,SiC 在幾乎所有指標上都實現了超越。但為什麼跨國車企無動於衷?因為還有產業鏈成熟度、良率以及最重要的,成本因素。

蔚來方面的資料顯示,得益於 SiC 電機的上車,

ET7 的電控系統綜合損耗降低了 4% - 6%,主驅電機在 CLTC 工況下效率 ≥ 91.5%

。作為對比,IGBT 電控系統下的效率大約在 88% - 89% 之間。

以上就是蔚來基於第二代電驅動系統所做的全部工作,更高的效能和效率、更好的 NVH、全新的電機加熱方案,這所有的共同點是:

無不依賴自研軟硬體工程的協同最佳化

自研,為什麼不呢?

聊完了技術,我們來聊聊更上層的部分:自研策略本身。

一直以來,李斌習慣在各個場合主動談起蔚來持續投入的自研策略。但另一方面,外界對蔚來的自研策略導致的財務壓力也一直頗有微詞。

創業公司應該自研電驅動系統嗎?從蔚來身上,我們可以給出完全肯定的答案:是的。

首先,

自研為蔚來創造了巨大的差異化優勢

,這種優勢直到今天仍在延續。

比如,蔚來由此成為中國首個量產三合一電驅產品的品牌、首個量產扁線電機的品牌。截至目前,蔚來形成了 32 萬臺/年的電機產能,可以同步支援 100 - 200 kW 永磁、240 kW - 300 kW 的感應電機產品。

為什麼蔚來要自研 ET7 的電驅動系統?

此外,蔚來和特斯拉是全球唯二的車企內部自主完成電機裝配、電機繞線及工藝控制器生產的車企。

在推動前沿技術的量產中,自研的主動性尤其淋漓。

蔚來電驅動高階副總裁曾澍湘介紹,2019 年下半年,蔚來以有限的資金啟動了 180 kW 電機的研發,但囿於財務壓力,

直到 2020 年 Q2,蔚來才開始大幅加速包括 SiC 在內的其他部件的研發

在 2020 年 7 月,蔚來和幾乎全球範圍內的 SiC 晶片企業都做了交流評估,超常規加班兩個月,最終敲定了安森美。

ET7

SiC 最上層的襯底材料在韓國安森美工廠做晶圓,在馬來西亞做模組,最後在蔚來南京 XPT 工廠做壓裝。

透過自研,

蔚來比除特斯拉和比亞迪外的大多數競爭對手快 6 - 12 個月量產了 SiC 控制器

,這是一個關鍵的差異化優勢。

事實上,不僅僅是第二代電機,蔚來 ET7 本身的研發,也受限於資金壓力,經歷了先減速後加速的研發歷程。

自 1 月 9 日釋出後,為了追回進度,趕上 2022 年第一季度 SOP 的節點,蔚來 ET7 在今年 8 月首次去紐西蘭做了高寒測試,隨後又在海南三亞和川藏線分別做了高溫和高原測試。

那麼,蔚來的財務壓力是電驅動系統自研導致的嗎?答案是否定的。

據曾澍湘介紹,

從 2015 年至今,蔚來 XPT 累計的研發投入為 2.5 億人民幣

(不含研發薪酬和場地成本),包括車型匹配與開發驗證相關的測試外包約 1。3 億、試驗檯架裝置約 9600 萬、以及近 3000 萬的各類軟體工具費用。

作為對比,李斌在 2021 年在包括財報會議的多個場合強調,

2021 年蔚來計劃花掉 50 億人民幣投入研發

如此對比來看,這累計的 2。5 億研發投入即使是在蔚來沒有營收的 2018 年 6 月前,也只能算「燒」了一點點的錢。

從全球來看,蔚來 XPT 已經很好,但依然不夠好。我們必須對 XPT 寄予更高的期望,希望 XPT 接下來,能早日做出更多將定語「中國市場」摘掉的技術突破。

至於那些真正主流的、尚未建立起體系化電機研發能力的車企們,你們要加速了。