車重 2.3 噸,百公里加速 3.9 秒,蔚來 ET7 無疑是一款高性能車。
3.9 秒,讓蔚來 ET7 追平了寶馬 M 760Li,也讓這款車對(duì)標(biāo)寶馬 7 系至少在動(dòng)力上沒有成為一句空話。
突破 4 秒級(jí)后,在燃油車領(lǐng)域通常被稱為性能猛獸。在純電動(dòng)車領(lǐng)域,打破 4 秒同樣難能可貴。
目前,加速成績(jī)排在蔚來 ET7 前面的純電動(dòng)車,只剩下特斯拉 Model S Plaid、保時(shí)捷 Taycan Turbos 等少數(shù)選手。
但我們今天要聊的并不是蔚來 ET7 究竟有多快,而是想換個(gè)角度,聊一聊這款車強(qiáng)勁動(dòng)力的來源——電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
蔚來 ET7 搭載的是由蔚來自主研發(fā)的二代電驅(qū)平臺(tái)。站在今天回看來路,自研電驅(qū)這一舉措,暗藏著蔚來從一開始就不愿受制于人的想法。
電驅(qū)平臺(tái),其實(shí)也就是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),又叫電驅(qū)動(dòng)總成(EDS),是一輛純電動(dòng)車的核心部件,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之于純電動(dòng)車,相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)之于燃油車,均是車輛的動(dòng)力「心臟」。
但對(duì)于純電動(dòng)車來說,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又不僅僅意味著動(dòng)力。
由于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)、變速箱和逆變器三大件組成,三者的協(xié)作,讓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既成為純電動(dòng)車的動(dòng)力來源,同時(shí)又影響著車輛的續(xù)航和 NVH 靜謐性等。
總體來說,蔚來 ET7 的二代電驅(qū)之所以值得被解讀,是因?yàn)樽匝须婒?qū)動(dòng)這件事,國(guó)內(nèi)很少有電動(dòng)車玩家會(huì)這么做,它是理解蔚來造車的一條重要支線。
1、蔚來二代電驅(qū),究竟是什么?
在明年一季度交付的蔚來 ET7 上,將會(huì)帶來一份閃亮的參數(shù)數(shù)據(jù):
前永磁同步電機(jī)最大功率 180 千瓦,后異步感應(yīng)電機(jī) 300 千瓦,相比之前蔚來 ES8、ES6、EC6 的上面的前后電機(jī)功率分別提升了提升了 20% 和 23%。
最終,蔚來 ET7 的百公里加速可以實(shí)現(xiàn) 3.9 秒。
超強(qiáng)動(dòng)力的背后,主要源于這是一款搭載了碳化硅電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車型,蔚來將其稱之為「二代電驅(qū)平臺(tái)」。
在全球,目前在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中采用碳化硅技術(shù)的車企之前只有兩家,分別是特斯拉,以及國(guó)內(nèi)的比亞迪,而且比亞迪僅在漢高性能四驅(qū)版旗艦上面搭載了碳化硅電驅(qū)動(dòng)。
在二代電驅(qū)平臺(tái)上,蔚來采取了「優(yōu)化電機(jī)電磁方案」、「優(yōu)化減速器速比」和「精準(zhǔn)預(yù)估模塊壽命」等一系列技術(shù),而且,這一系列技術(shù)均是由蔚來全面自研而成。
那么,什么是碳化硅電驅(qū)動(dòng)?
分開來看,碳化硅,指的是一種化學(xué)式為 SiC 的無機(jī)物,它具備化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、耐磨性能好等特性,可以被應(yīng)用到磨料磨具、鋼鐵、珠寶等多個(gè)領(lǐng)域。
上面提到,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、變速箱和逆變器組成。
其中,電機(jī)的控制核心是電機(jī)控制器,電機(jī)控制器的核心是逆變器。
所謂的碳化硅電驅(qū)動(dòng),就是以碳化硅為原材料制造成半導(dǎo)體,這種半導(dǎo)體又被稱為第三代寬禁帶半導(dǎo)體。
然后,再將碳化硅半導(dǎo)體用于制造電動(dòng)車的 SiC 功率器件——逆變器,由碳化硅制成的 MOSFET(金氧半場(chǎng)效晶體管,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 簡(jiǎn)稱 MOSFET),可以承受 kHz 的頻率,進(jìn)而能制造出來具有開關(guān)速度快,關(guān)斷電壓高和耐高溫能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的電機(jī)控制器。
簡(jiǎn)單來說,采用碳化硅技術(shù)的電機(jī)控制器,可以大幅提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率及功率密度。
一直以來,蔚來在量產(chǎn)車搭載的是前永磁同步電機(jī)和后異步感應(yīng)電機(jī)。
在蔚來 ES8、ES6、EC6 這三款量產(chǎn)車上,其電機(jī)的逆變器主要是以 IGBT 硅基材料為主。
而蔚來 ET7 的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),開始采用 SiC 也就是碳化硅材料,又被蔚來稱為二代電驅(qū)平臺(tái)。
蔚來將碳化硅應(yīng)用在了前永磁同步電機(jī)上面,根據(jù)其官方披露的數(shù)據(jù),采用碳化硅功率模塊后,永磁同步電機(jī)從原來的 160 千瓦提升到了 180 千瓦,系統(tǒng)輸出力矩也從 160 千瓦的輸出力矩 305 牛米,提升到了 180 千瓦的輸出力矩 350 牛米。
同時(shí),碳化硅模塊的應(yīng)用,還使電控系統(tǒng)的綜合損耗降低了 4%-6%,改善了 ET7 在城市工況下的功耗表現(xiàn)。
至于后驅(qū)系統(tǒng)上的 300 千瓦異步感應(yīng)電機(jī),雖然沒有采用碳化硅模塊,但也將 IGBT 的模塊從 900A 變?yōu)?960A,同時(shí)基于整個(gè)熱管理系統(tǒng)的優(yōu)化,以及基于應(yīng)用工況下對(duì)模塊的壽命的精準(zhǔn)預(yù)估,將電流能力進(jìn)行了一定的提升。
整體上,搭載二代電驅(qū)系統(tǒng)的蔚來 ET7 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的峰值功率和峰值扭矩,相比于現(xiàn)有的 160kW 和 240kW 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),分別提升了 20% 和 23%,百公里加速達(dá)到 3.9 秒。
其中,前 180 千瓦永磁同步電機(jī)控制器電流提升,并優(yōu)化了電機(jī)電磁方案,來提升電機(jī)功率;減速器速比也進(jìn)行了調(diào)整,從 9.57 到了 10.48,以獲得更高的輪端扭矩。
后 300 千瓦異步感應(yīng)電機(jī)的控制器電流能力同樣進(jìn)行了提升,并優(yōu)化了電機(jī)電磁方案,提升了電機(jī)輸出力矩。
新的電驅(qū)在降噪方面也采取了一系列策略。
相比于 160kW 電驅(qū)系統(tǒng),通過懸置融合控制的 EDS 總成模態(tài)優(yōu)化、電機(jī)非均勻氣隙及高正旋氣隙磁密、齒軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制器諧波注入與控制策略的優(yōu)化,ET7 上實(shí)現(xiàn)了更好的 NVH 效果,車內(nèi)綜合工況噪音進(jìn)一步降低。
具體的降噪處理手段可以不用深究,我們只需知道,根據(jù)蔚來提供的數(shù)據(jù),電驅(qū)動(dòng)噪聲降低了 5~15dB(分貝)。
值得注意的是,蔚來二代電驅(qū)的碳化硅模塊目前主要依靠進(jìn)口。
通常來說,碳化硅的產(chǎn)業(yè)鏈包括:襯底材料、外延生長(zhǎng)、晶圓制造及封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,目前只有三安光電在今年 6 月開始投產(chǎn)了國(guó)內(nèi)第一條包括四大環(huán)節(jié)的生產(chǎn)線。
而蔚來 ET7 二代電驅(qū)的碳化硅模塊,襯底材料來自 Cree,在韓國(guó)工廠做的晶圓,到馬來西亞做的模塊,之后通過物流發(fā)往國(guó)內(nèi),在蔚來的 XPT 工廠進(jìn)行壓裝,可以說,碳化硅模塊目前沒有任何國(guó)產(chǎn)化的成分。
而負(fù)責(zé)壓裝的 XPT,其實(shí)是蔚來整個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上線背后的關(guān)鍵角色。
2、XPT 開啟自研,請(qǐng)來技術(shù)牛人,現(xiàn)金流危機(jī)時(shí)亦未止步
回顧蔚來的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)之路,可以追溯到公司成立時(shí)期。
在蔚來公司成立不久,蔚來的電驅(qū)動(dòng)團(tuán)隊(duì)就在 2015 年開始組建了,相當(dāng)于從起步階段就在布局電驅(qū)研發(fā)。
2015 年,蔚來在南京注冊(cè)成立的蔚然動(dòng)力有限公司,也就是上面提到的 XPT。
之所以布局如此之早,是因?yàn)槲祦韴F(tuán)隊(duì)早期在美國(guó)加州考察時(shí),發(fā)現(xiàn)特斯拉最早的車型在三電領(lǐng)域有一部分采用了臺(tái)灣供應(yīng)商的技術(shù),團(tuán)隊(duì)認(rèn)為三電是核心技術(shù),所以就將之前供應(yīng)電機(jī)的零部件一級(jí)供應(yīng)商,轉(zhuǎn)為了提供定子、轉(zhuǎn)子等部件的二級(jí)供應(yīng)商,自己開始從頭開始做最核心的電機(jī)研發(fā)。
「與其將來恩將仇報(bào)的翻臉,不如一開始就自己研發(fā)核心技術(shù)?!惯@是時(shí)任蔚來汽車聯(lián)合創(chuàng)始人、執(zhí)行副總裁、XPT 首席執(zhí)行官鄭顯聰當(dāng)時(shí)的想法。
以鄭顯聰為首,蔚來組建了一支電驅(qū)動(dòng)的明星團(tuán)隊(duì),其中包括曾在 NASA「冰與火」冥王星探測(cè)器計(jì)劃中擔(dān)任動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工程師 Charles Huang,出任蔚來電動(dòng)力工程副總裁。
此外,蔚來早期的電驅(qū)動(dòng)團(tuán)隊(duì)中還有來自美國(guó)知名汽車品牌的資深專家等。
XPT 在蔚來的發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。蔚來上海團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā),XPT 的團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)工業(yè)化和工藝開發(fā),以及生產(chǎn)制造工作。在蔚來江淮合肥工廠成立之前,蔚來 ES8 的白車身試制也是在 XPT 的工廠完成。
2018 年,蔚來蔚來 ES8 的量產(chǎn)交付,XPT 研發(fā)生產(chǎn)的三合一電驅(qū)動(dòng)總成亮相。2019 年,XPT 研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)量產(chǎn)扁線電機(jī)。
2019 年底,蔚來遭遇現(xiàn)金流危機(jī),在「缺錢少糧」的情況下,按照李斌再苦不能苦研發(fā)的理念,XPT 繼續(xù)頂著壓力研發(fā)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),從比較小的電機(jī)研發(fā)開始,一直堅(jiān)持到 2020 年二季度公司財(cái)務(wù)情況好轉(zhuǎn),整個(gè)研發(fā)開始加速。
二代電驅(qū)就是在那一階段立項(xiàng)的。
據(jù)蔚來高級(jí)副總裁 ES & EI 負(fù)責(zé)人(ES&EI,指「電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)」+「電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)」工業(yè)化部門)曾澍湘介紹,在 2020 年 7 月份,團(tuán)隊(duì)基本上是加班加點(diǎn)。
「7 月份到 9 月份兩個(gè)月,為了評(píng)估碳化硅模塊,全世界所有做碳化硅模塊的芯片廠都主動(dòng)找過來申請(qǐng)?jiān)u估,本來我們只想選一家碳化硅模塊供應(yīng)商,結(jié)果三四家等著我們?nèi)ピu(píng)估。接著就是產(chǎn)品開發(fā)的展開,所有的團(tuán)隊(duì)都是超常規(guī)在工作?!?/span>
今年 7 月,蔚來宣布,蔚來 ET7 的首臺(tái) 180kW 碳化硅電驅(qū)系統(tǒng) C 樣件在南京先進(jìn)制造技術(shù)中心正式下線。
C 樣件,意味著這款碳化硅電驅(qū)產(chǎn)品已經(jīng)完成了所有關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和工程驗(yàn)證工作,模具和產(chǎn)線已經(jīng)全面完成量產(chǎn)前準(zhǔn)備,進(jìn)入到驗(yàn)證生產(chǎn)工藝和過程的 PV 生產(chǎn)驗(yàn)證階段,并逐步優(yōu)化到量產(chǎn)狀態(tài)。
按照最新計(jì)劃,碳化硅電驅(qū)將在今年年底進(jìn)行量產(chǎn),并將搭載在明年蔚來 ET7 的量產(chǎn)車上面。
從成立到現(xiàn)在,蔚來共在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試、試驗(yàn)設(shè)備、軟件工具等方面總投入約為 2.5 億元。
其中,單電機(jī)這一產(chǎn)品已經(jīng)申請(qǐng)了 215 項(xiàng)專利,其中 81 項(xiàng)是發(fā)明專利。
如今,XPT 已經(jīng)成為蔚來的高性能電機(jī)和電控系統(tǒng)的生產(chǎn)基地,占地 528 畝,規(guī)劃電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)能 32 萬套/年。
從 2018 年 6 月份交付,到今天為止累計(jì)生產(chǎn)了 30 萬臺(tái)電機(jī),基本上伴隨著整車銷售呈現(xiàn)了每年翻番的水平。
從成立之初開始研發(fā)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),對(duì)于蔚來而言,XPT 的威力剛剛顯現(xiàn)出來。
3、工程資源稀缺,二代電驅(qū)暫不外供
「打造一輛幾十千瓦功率的電動(dòng)車很容易,打造一輛功率 300 千瓦以上的電動(dòng)車,比傳統(tǒng)的燃油車其實(shí)更難?!?a class="link2" target="_blank">理想汽車的創(chuàng)始人、CEO 李想曾在 2016 年這樣說。
蔚來 ES8 通過搭載前后雙電機(jī),動(dòng)力系統(tǒng)的最大功率做到了 400 千瓦,這還不是終點(diǎn)。
幾年后的今天,蔚來 ET7 搭載的前永磁后感應(yīng)雙電機(jī),整個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大功率為480 千瓦,峰值扭矩為850 牛米。
而且,這款車的百公里加速、續(xù)航里程均達(dá)到了行業(yè)內(nèi)的一線梯隊(duì)水平。
除了上面提到的 3.9 秒百公里加速成績(jī),搭載二代電驅(qū)后,還整體提升了能效水平,搭載 70 千瓦時(shí)的電池包,NEDC 續(xù)航超 500 公里,100 千瓦時(shí)的電池包續(xù)航超 700 公里,150 千瓦時(shí)續(xù)航超 1000 公里。
放眼國(guó)內(nèi)汽車行業(yè),蔚來的大功率二代電驅(qū)絕對(duì)是比較罕見的,只有比亞迪 e 平臺(tái) 3.0 打造了一款號(hào)稱「八合一」的電動(dòng)力總成,將電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、車載充電器 、直流變換器(也就是「逆變器」)、配電箱、整車控制器以及電池管理器。
能夠打造大功率的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),這一點(diǎn)對(duì)于企業(yè)來說已經(jīng)非常重要。
因?yàn)閷?duì)于長(zhǎng)期主打 10 萬級(jí)平均單價(jià)車型的自主品牌來說,打造定位高端的豪華電動(dòng)汽車已經(jīng)成為新的趨勢(shì),而想要緊靠「豪華」,動(dòng)力性能又成為必然選項(xiàng),這就離不開高性能的大功率電驅(qū)。
曾澍湘這樣解釋自研電驅(qū)的邏輯,「蔚來是一個(gè)高性能電動(dòng)車(品牌),對(duì)性能追求比較高,所以對(duì)電驅(qū)的要求就比較高,這個(gè)時(shí)候如果想通過外部購買成熟的產(chǎn)品就不太容易。第二,實(shí)際上,整個(gè)行業(yè)缺什么?比如,缺 16000 轉(zhuǎn)以上的測(cè)試平臺(tái),大家都在打架,好歹我們自己有一點(diǎn),不用全部依賴外部的,建立了這些能力以后,反而增加了我們的自由度,保證蔚來的產(chǎn)品差異化和產(chǎn)品的投放時(shí)間。」
二代電驅(qū)的研制成功,不止讓蔚來實(shí)現(xiàn)了對(duì)于高性能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的「搭載自由」,還一定程度上對(duì)外形成了話語權(quán)。畢竟,市面上很少有供應(yīng)商能做到大功率的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),至于采用碳化硅技術(shù)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品就更少了。
值得注意的是,由于工程資源稀缺,XPT 的二代電驅(qū)暫時(shí)沒有對(duì)外供應(yīng)的規(guī)劃。
實(shí)際上,在蔚來遇到財(cái)務(wù)困難的時(shí)候,也曾考慮過對(duì)外銷售電驅(qū)產(chǎn)品來增加收入,但現(xiàn)在,不缺錢的蔚來,再加上自身產(chǎn)品的市場(chǎng)需求逐漸放量后,反而要先滿足自己的供應(yīng)需求了。
「因?yàn)槲祦肀旧淼男枨蠛艽?,反而發(fā)現(xiàn)最珍貴的東西是工程資源,不是產(chǎn)線資源,所以說我們對(duì)外部項(xiàng)目又開始有一些拒絕,除非和用我們的產(chǎn)品是一樣的,沿著我們的電機(jī)改,而不是我們沿著他的需求改。把我們的工程資源調(diào)整去滿足做定制化的開發(fā),現(xiàn)階段肯定是不可能的,我們的工程資源也有限?!乖姹硎?。
在打造到第四款量產(chǎn)車時(shí),蔚來終于為 ET7 搭載了一顆碳化硅電驅(qū)的動(dòng)力「心臟」,這在市面上的其他車型上是很少能看到的。
自研成分更高的蔚來 ET7 的出現(xiàn),也會(huì)讓這一輪新能源車的造車競(jìng)爭(zhēng)走向縱深。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:汽車之心
本文地址:http://ewshbmdt.cn/kol/160125
文中圖片源自互聯(lián)網(wǎng),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系admin#d1ev.com(#替換成@)刪除。