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中国造车的老大难题,终于要破解了吗?
大家车言论 1491浏览 2020-09-17

别看电动车是最近几年才火起来的,但我认真回想了一下,最早接触“电动车”这个新鲜事物,其实是在读初中那时候,而我人生的第一台电动车,还是辆“奥迪”。如果你是70后或者80后,那应该会秒懂了。

可能你们已经猜到了,我说的就是那时受日本动漫《四驱小子》影响,风靡一时的“四驱车”,严格讲好像应该叫“奥迪双钻”。虽说只是一个小玩具,放在现在根本算不上什么,但在当年汽车还是奢侈品的年代,给了我们这批80后小男孩,对车最直接的了解和感受。

对照来看,玩具四驱车的确已经具备现在电动车的一些最基本元素,电池包(5号电池)就不用多说了,电机(马达)以及减速器(那两三个塑料齿轮)都一应俱全。当然了,这四驱车毕竟只是玩具,简单得很,这里拿来说事,也只为更容易给大家建立一个初步概念而已,组成一套真正的电动车电驱系统,结构要远远复杂得多。

我们之前谈论电动车,总习惯于都把焦点放在了电池特性、续航里程和充电这些方面,但实际上,作为常说“三电系统”之一的电驱系统,才是对车辆的动力性能起决定性作用的。

前段时间,我受蔚来汽车邀请,前往旗下XPT蔚来驱动科技公司位于南京的电驱动生产线参观。或许很多人不知道,蔚来是国内造车新势力中,唯一实现电驱系统“自给自足”的厂家,即使放在国内所有新能源车企中,也是屈指可数的。蔚来160kW和240kW的电机,都产自XPT的南京工厂。

我觉得这可能是蔚来最“传统”,也是挺了不起的一点。传统车企基本上都会自行研发生产发动机,难道新能源车企就无需拥有自己的动力总成研发能力了?目前绝大多数电动车企的动力系统零部件,都是通过购买第三方产品获得。自行研发电驱系统的确十分不容易,但蔚来还是这么干了。

提到电驱系统,相信不少人都对蔚来所坚持的双电机策略颇感兴趣。

蔚来一直希望把自己打造为高端豪华的电动车品牌,所以在蔚来眼中,”高端“的其中重要一个体现,就是采用双电机。从逻辑上讲,就正如过去所有豪华品牌的高端车型,都需要采用多缸数的大排量发动机,必须拥有出色性能同样的道理。

特斯拉几款车型、奔驰EQC、奥迪e-tron、小鹏P7(参数|询价)、广汽新能源的高端车型Aion LX(参数|询价)都提供了双电机四驱的高性能版本。

评价电驱系统的性能无非两个主要方面,一是电机的最大功率和最大扭矩,以及车辆的加速性能,这个和普通发动机一样很容易理解;二是系统综合效率,直白地讲就是评价动力传递传递过程中的损耗情况,综合效率越高,损耗越小,系统越牛。

学过高中物理的朋友应该多少都会对什么左手定则和右手定则有点印象吧,来来去去讲的都是电和磁之间的相互关系。电机就是电磁学的常见应用之一。电机又分为直流电机和交流电机两大类别,目前电动车用的都是属于交流电动机,而且主要是永磁同步电机和异步感应电机两种。

我们都知道,蔚来一直坚持采用双电机的方案,而且在ES6售价更高的性能版、签名版和新款ES8全系上,都采用了前160kW永磁同步电机+后240kW感应异步电机的方案,使得这两款自重超过两吨的SUV,百公里加速时间都跑进了5秒之内。

由于都实现了电机、逆变器和减速器的“三合一”设计,所以在总重量和系统效率方面都能有更好表现,其中永磁同步电机系统综合效率达到94%,功率密度达到1.82kW/kg。

蔚来汽车总裁秦力洪告诉我们,这是一个他们认为能同时兼顾爆发力和耐久力,实现高性能和长续航的最佳组合。为什么呢?

先天的结构和原理差异,导致这两大类电机在性能上可谓各有长短,粗略打个比方,感应异步电机就好像一个短跑运动员,反应快,爆发力强,适合短途加速冲刺;而永磁同步电机的特点则更像一个长跑运动员,爆发力没那么强,但运转的效率高,损耗少,可靠性好,所以有助于提供更长的续航里程。

双电机的工作策略是,在正常低功耗行驶时,主要由永磁同步电机负责驱动,减少电量消耗增加续航,需要急加速时感应异步电机才迅速介入,发挥爆发力强的优势,实现更强的加速性能。

除了性能提升外,双电机的设计还能带来一个人们最容易忽略的好处,那就是安全方面的冗余。越高等级的自动驾驶,对各系统的稳定性能要求越高,甚至需要采用双系统的设定,确保在一套意外失效的时候,另一套系统能随时顶上,避免意外的发生。双电机的设计,也从另外一个角度,保证了不会因为单一电机故障而造成动力突然中断的情况出现。

这点在传统汽油车上就无法避免了,此前都出现过不少因为发动机问题而导致行驶途中突然熄火,丧失动力的危险情况。

所以从理论上讲,蔚来认为这是一个“1+1>2”的方案,而由此带来的直接成本,仅为两三万元左右,但相比起由此带来的性能及用户体验上的提升,是物超所值的,也是品牌高端定位的体现。秦力洪不忘反复强调,“中低端品牌采用单电机是完全没有问题的,高端品牌用单电机才是耍流氓“。

的确从电驱系统的性能上看,目前特斯拉相对仍更优秀一些,秦力洪也没有否认,但XPT的CEO曾澍湘告诉我们,功率的释放还是取决于逆变器,或者说是里面IGBT模块的性能问题,XPT研发的采用下⼀代碳化硅技术的逆变器总成,是可以把功率提⾼到300kW以上,后续蔚来是会有更⼤功率电机的推出。

再好的设计也离不开工艺先进的生产线。在XPT工厂我们看到,整条电驱系统的生产线自动化程度都相当高,只要寥寥可数的工人,在进行一些机器人还无法取代的操作。技术人员告诉我,目前160kW和240kW的电驱系统生产线年产能达到30万台。

其中240kW电机生产线,自动化率达到了100%,按照技术人员介绍,相当多的工艺流程和技术都达到了世界先进的水平,其中最厉害的是世界顶尖的铜转子装配工艺以及铜转子激光焊接工艺,5台ABB高精度六轴机器人相互配合完成铜转子所有组件装配作业,然后通过使用全世界同类型最大激光发生器,实现铜转子的激光焊接。

说实话,我并不是十分清楚XPT的技术实力和目前世界上其他电驱系统生产企业之间的真实差距有多大,但至少从这次XPT工厂参观过程中得到的信息,是令我颇为兴奋的。这并不是因为蔚来汽车日后的产品将会有多么的牛逼,而是因为看到了我们国家在一些电动车相关核心技术的研发和生产上的已经走在世界前列。

在传统燃油车的时代,由于众多客观原因导致中国品牌始终在发动机和变速箱这两个技术领域落后于人,在即将到来的新能源时代,我们的车企难道还打算只依赖向博世、博格华纳、麦格纳等国外零部件巨头采购电驱动力总成来实现”弯道超车“吗?

我们已经见识过被国外技术垄断所带来的巨大尴尬了,相信只有真正拥有核心技术的中国品牌,才能在未来世界新能源车市场上占有一席之地。

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