新能源汽車(純電動(dòng))發(fā)展的速度太快,以至于哪怕只有區(qū)區(qū)幾個(gè)月,我們也期待在新產(chǎn)品上看見實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。否則,便覺得失望,甚至不屑。
一旦接受這種節(jié)奏,回過頭看就會發(fā)現(xiàn),自特斯拉發(fā)布Model 3以來,市面上似乎確實(shí)沒有一款產(chǎn)品在核心參數(shù)上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。因此我不禁開始考慮,下一代電動(dòng)車何時(shí)才能到來。
而在解答when(什么時(shí)候)之前,應(yīng)該先回答what,即下一代電動(dòng)車什么樣?
這個(gè)問題其實(shí)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,尤其當(dāng)我們站在時(shí)間線上向未來展望時(shí),更無從判斷哪條路才正確。因此不妨借助馬斯克的第一性原理,把產(chǎn)品趨勢轉(zhuǎn)化為需求分析。特斯拉從最開始就提出了電動(dòng)車應(yīng)該滿足的基本核心需求:充電(換電)快,續(xù)航長,夠聰明。
所以下一代電動(dòng)車就應(yīng)該是:充電更快,續(xù)航更長,更聰明。
很巧,廣州車展上小鵬發(fā)布的G9完美地覆蓋了上述三點(diǎn)。
充電更快
提升充電速度即提升充電功率(我們暫且擱置大功率充電和換電技術(shù)路線之爭),從原理上看,功率=電壓×電流,提升功率無非提升電壓或者提升電流兩條路。又因?yàn)榘l(fā)熱量Q=I2Rt,電流的提升會導(dǎo)致發(fā)熱指數(shù)型增加,所以最直接的腦回路便是提高電壓平臺。對應(yīng)到小鵬G9上,便是800V高壓平臺。
當(dāng)然,基于現(xiàn)有的400V(實(shí)際國標(biāo)500V)平臺提升電流的方案也有,最典型的就是特斯拉,還有極氪001。以特斯拉為例,想要達(dá)到V3峰值250kW的充電功率,電流需要600A。粗略計(jì)算下來同樣的充電功率800V平臺只需300A的電流即可,而發(fā)熱量更是大電流的1/4。
而且兩種技術(shù)路線在峰值功率持續(xù)時(shí)間上也存在較大差異,華為車載電源領(lǐng)域總裁王超曾公開表示,根據(jù)華為的研究,采用800V高壓模式的快充支持從30%-80% SOC范圍內(nèi)的最大功率充電,而低壓大電流模式僅能在10%-20% SOC維持最大充電功率,在其他區(qū)間功率衰減非常明顯。
考慮到華為押寶大電壓的立場背景,這句話我們可以打折聽。當(dāng)然,不可否認(rèn)的事實(shí)是,特斯拉的大電流充電方案的確會很快進(jìn)入斷崖式下降的涓流充電期,從而給整體的充電效率拖后腿(但u1s1,在其他吹牛X的項(xiàng)目量產(chǎn)之前,特斯拉V3充電方案依舊是效率最高的存在)。
如果把格局打開的話,就能發(fā)現(xiàn)國際上標(biāo)準(zhǔn)化的方向都朝著高電壓在進(jìn)發(fā)。不論是中日統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)的下一代方案ChaoJi(年底完成標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)),最大功率900kW(1500V,600A),還是歐美最終走向統(tǒng)一的CCS方案,最大功率460kW(920V,500A),均明確指向了高電壓平臺。
如此一來,堅(jiān)持大電流的“特斯拉方案”就顯得格格不入,孤軍奮戰(zhàn),甚至有幾分悲涼。當(dāng)然,基于足夠龐大的市場占有率,布局足夠強(qiáng)大的充電網(wǎng)絡(luò)倒也可能走出一條類似蘋果的唯我獨(dú)尊之路。只不過在未來全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的大勢之下,這就有種今天你開燃油車一定要加101號汽油才能發(fā)揮性能的感覺。
言歸正傳,說回小鵬。其實(shí)在800V之外,G9又同時(shí)加碼了600A大電流技術(shù),因此才有480kW的峰值充電功率和PPT上充電5分鐘,增加續(xù)航200+km的能力。換句話說,小鵬不僅要解決高壓充電帶來對電網(wǎng)的沖擊,還要像特斯拉一樣應(yīng)對大電流的發(fā)熱問題,對此發(fā)布會上小鵬表示會自建超級儲能站和帶液冷散熱技術(shù)的高壓充電樁,顯然這對成本控制會提出極大的考驗(yàn)。
續(xù)航更長
小鵬G9在車展上的亮相并未針對電池信息作出過多闡述,目前粗略了解的只有100kWh和600km-700km續(xù)航幾個(gè)簡單并且算不上突出的數(shù)字,個(gè)人認(rèn)為SiC碳化硅才是更值得關(guān)注的技術(shù)。
許多人認(rèn)為SiC的使用是由于IGBT可承受的電壓極限在750V,采用800V高壓平臺后傳統(tǒng)硅基IGBT無法耐高壓。顯然現(xiàn)成的反例就在面前,保時(shí)捷Taycan作為全球首款使用800V高壓平臺的量產(chǎn)車,就沒有在車身功率器件上使用SiC,而是沿用了IGBT。而SiC最核心的優(yōu)勢其實(shí)是提升效率,以及附屬性能優(yōu)勢。
由于SiC MOSFET的核心參數(shù)是導(dǎo)通電阻,IGBT核心參數(shù)為導(dǎo)通電壓,在通態(tài)損耗上SiC損耗功率隨電流變化指數(shù)增長,IGBT隨電流變化線性增長,在相同導(dǎo)通壓降下,SiC的輕載工況下導(dǎo)通損耗顯著小于IGBT。換句話說SiC在城市低速低負(fù)載情況下的損耗會明顯低于IGBT。
另外,IGBT模塊的FRD(快恢復(fù)二極管)在開關(guān)時(shí)存在反向恢復(fù)電流,一方面限制IGBT開關(guān)速度,另一方面增加反向恢復(fù)損耗。因此不論導(dǎo)通損耗還是開關(guān)損耗,SiC均優(yōu)于IGBT。
根據(jù)PCIM Europe的研究,按照WLTC工況測試,基于750V IGBT模塊及1200V碳化硅模塊仿真,400V母線電壓下,由750V IGBT模塊替換為1200V碳化硅模塊,整車損耗降低6.9%;如果電壓提升至800V,整車損耗將進(jìn)一步降低7.6%。
特斯拉在這方面顯然嘗到了甜頭,IDTechEx數(shù)據(jù)顯示,采用SiC后,特斯拉Model 3的逆變器和永磁電機(jī)組合的效率高達(dá)97%,可能是全球最高效率之一(甚至去掉),續(xù)航能力比之前的方案提升了6%左右,而早期的Model S逆變器效率僅為82%。
因此即便小鵬G9沒有用上類似蔚來的半固態(tài)電池,仍能基于現(xiàn)有成熟技術(shù)進(jìn)一步挖掘電池性能。而且除開效率優(yōu)勢,SiC還能帶來小型化、輕量化以及散熱優(yōu)勢,這些都能最終為續(xù)航的增加增添貢獻(xiàn)。
當(dāng)然SiC還有車迷們最期待的性能優(yōu)勢。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速一般通過PWM脈沖調(diào)制進(jìn)行控制,改變脈沖寬度即改變扭矩,改變頻率即改變轉(zhuǎn)速。而SiC在效率方面的優(yōu)勢帶來的高頻率特性,也在性能方面嶄露頭角。這一定程度上為特斯拉的Model S Plaid擊敗保時(shí)捷Taycan奠定了基礎(chǔ),也一定程度上解釋了比亞迪漢何以將功率密度提升一倍,達(dá)到3.9s的百公里加速。
其實(shí)除了成本高昂以外,SiC是非常優(yōu)秀的功率器件。但受限于制造工藝和成品率,目前只有高端車型才能享受得起,或許這也是小鵬在一輛售價(jià)位于40萬元區(qū)間的中大型SUV上采用SiC的緣故。
600km+的標(biāo)稱續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了普通燃油車的續(xù)航水平,而限制這一數(shù)據(jù)含金量的,正是電池在溫度、高速等工況下的衰減。SiC能一定程度上提高電能效率,再配合480kW接近加油速度的高壓快充,G9將為下一代電動(dòng)車作出表率。
更聰明
自動(dòng)駕駛是全行業(yè)達(dá)成一致的發(fā)展趨勢,而在量產(chǎn)車上幾乎登上國內(nèi)頂峰,推出了NGP自動(dòng)輔助駕駛的小鵬,在G9上搭載的硬件設(shè)備竟顯得有些“寒磣”。
從感知硬件上看,G9配備了2顆激光雷達(dá),12顆攝像頭,5顆毫米波雷達(dá),12顆超聲波雷達(dá),甚至比級別更低更早推出的P5還要少一顆攝像頭。對激光雷達(dá)的運(yùn)用,也不像同時(shí)期的許多競品一樣闊綽。
但細(xì)看具體性能,激光雷達(dá)從大疆覽沃提供的轉(zhuǎn)鏡半固態(tài)型換成了速騰聚創(chuàng)M1的MEMS微振鏡型,參數(shù)上有所提升。
更重要的是,小鵬的自動(dòng)駕駛并不完全仰仗于高端的硬件。不論是NGP,或者在1024上發(fā)布但目前尚未交付的P5,XPilot的重點(diǎn)一直在于深度理解的全棧自研平臺。
自動(dòng)駕駛并非簡單堆砌物料就能實(shí)現(xiàn)的技術(shù),特斯拉一直聲張只用攝像頭的視覺方案也能實(shí)現(xiàn)高階自動(dòng)駕駛,就證明一定程度上現(xiàn)階段的硬件是過剩的。或者換句話說,現(xiàn)階段大多數(shù)車企軟件的能力是嚴(yán)重不足的,并未完全發(fā)揮硬件基礎(chǔ)的全部實(shí)力。
鑒于此前小鵬向大家展現(xiàn)的軟件能力,再配合G9上將搭載的2顆總算力達(dá)到508TOPS的英偉達(dá)Orin X芯片,新車的自動(dòng)駕駛能力還是相當(dāng)值得期待的。
當(dāng)然,很大概率前期交付的車型并不會開放所有功能。按照小鵬的節(jié)奏,2023年才會交付XPilot 4.0高階智能輔助駕駛系統(tǒng)??紤]到小鵬曾表示P7的硬件基礎(chǔ)也支持升級到XPilot 4.0,那么完全挖掘出激光雷達(dá)這套硬件的潛力或許也到2025年的XPilot 5.0甚至更晚了。
大咖觀察
簡單總結(jié)一下,800V高壓平臺,大電流液冷充電系統(tǒng),SiC平臺,基于激光雷達(dá)的更高階自動(dòng)駕駛,這些其實(shí)是現(xiàn)階段幾乎所有電動(dòng)新車型在發(fā)布會上“必備”的產(chǎn)品點(diǎn)。而小鵬G9最讓人期待的地方在于,它曾經(jīng)吹過的那些牛X,幾乎全都實(shí)現(xiàn)了。
不論是代表量產(chǎn)車第一梯隊(duì)的NGP自動(dòng)駕駛輔助,還是全場景語音助手,當(dāng)不少競品僅僅是在PPT上一搏眼球時(shí),小鵬很努力地將“科幻作品”落地。因此G9或許不是最早在發(fā)布會上亮相“全球首款XXX”的車型,但卻最有可能是第一款量產(chǎn)的下一代電動(dòng)汽車。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:電動(dòng)大咖·新能源汽車
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