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这几年,我们的汽车市场可以说“跟过年一样”。在经历过进口/合资崇拜后,自主品牌终于站了起来,我们厚积薄发从量变走向质变。特别是新能源车这一方面,新车遍地开发,空气悬架、智能座舱、800V平台、5C快充等新技术层出不穷。
汽车上的电机大致经历过这么几个阶段。传统燃油车的12V起动电机;弱混燃油车的48V驱动电机;HEV和BEV的400V驱动电机;以及目前最新的800V驱动电机。为什么电压慢慢的升高?800V意味着啥?
初中物理中,功率=电压×电流。不管电池还是电机,想做大功率,在不提升电压的状态下,只能提升电流。
电流大了后,对线缆的承载是个灾难。要么加钱做粗线缆,但既费钱,又增重。假如提升电压,既减轻车重,还能降低线缆成本,还提升了总功率,而且还更安全,真是完美的方案。
电机功率不变,高压电机比低压电机能做到体积更小,功率密度更高,也代表着制造成本更低。
但800V对电机性能的不仅仅有提升,同时也带来新的麻烦——高压平台的电腐蚀问题。
所谓电腐蚀是电机的PWM调制带来的共模电压,分配到转子轴上导致的轴电流和寄生电容的影响。
共模电压加载到转子的两端,形成了轴电流。轴电流流经轴-轴承位置,击穿油膜,就产生了由于电流击穿产生的电腐蚀,然后这种腐蚀就进而导致了轴承的点蚀和一阶噪音。随着耐久里程的增加,噪音会扩大,并最后导致电机故障。
在电机设计中,会采用很多的方法来解决这一种问题。比如说增加磁环,增加旁路转移轴电流等等。
电腐蚀风险始终存在,只是程度高低。电压越高,产生电腐蚀的风险越高。400V级及以下现有的电机常规设计已经比较好平衡了。800V级,尤其是实际电压越高的800V级,就越一定要通过采用陶瓷轴承,实际上的意思就是绝缘球轴承,配合集电环/碳刷等,来解决电腐蚀问题。
良莠不齐 800V也分线V其实不难,难点在于整车的架构全部采用800V平台,才能称之为线V最重要的包含动力电池、电机、电源、压缩机等。
伪800V。将如电池/电机等核心部件升级为800V,但压缩机、DC-DC依然采用400V平台。
2019年,保时捷纯电跑车Taycan上市,号称800V平台。然而,这台车却是一台东拼西凑的800V电车。
第一代Taycan上使用四种不同的电压:12V用于照明、信息娱乐;48V用于主动防倾杆电机;400V用在空调压缩机等,只有电池和电机为800V,可谓鱼龙混杂。
而近期发布的新款Taycan,电池、电机、压缩机和主动悬架液压泵均为800V平台,算得上是货线V。
然而,由于锂电池的电压特性,存在一个模糊的电压界限,因此所谓的400V、800V并不是一个确切的数值,而是一个范围。如400V平台电压可能在300V-500V之间,而800V平台电压可能是600V-900V之间,每个厂家技术不同,电压的区间也不一样。例如小米发布 800V 碳化硅高压平台,最高电压 871V。
5C电池是伴随800V技术一起出来的概念。电池倍率是指电池在规定时间内放出其额定容量时所需要的电流值,通常以字母C表示,充电时倍率性能也是C值。
举例来说,40度的电池充电功率能达到80kW,那么这就是一块2C电池。理想MEGA搭载102度电池,充电功率能达到500kW,这就是一块5C电池。
但5C充电还存在匹配的充电桩少,功率分流时无法满功率充电,对电网的负载压力大等问题。
智驾。从目前来看,各家智驾都已经过多次算法迭代,很多车型都能实现城区NOA驾驶,但从消费者的最终体验来看,这些智驾和真人司机还存在很大差距。笔者自己估计,当前顶级水平的智驾至少还需要将算法和硬件迭代3-5年才能赶上真人的驾驶水平。
当然研发智驾所积累的经验不仅能用在汽车驾驶方面,未来在航天、飞行、机器人领域也会有诸多便利,这个我们后面说。
这几年电车的体积,特别是车辆宽度几乎都奔着2米去,较以往车型增幅明显。更宽更大的车想在城区道路穿梭,对车技不好的人来说略显头大。
后轮转向,一个曾经只在D级豪华车上才出现的配置,现在国产车慢慢的开始批量搭载。近日上市的小鹏X9智己L6就全系搭载后轮转向系统,让5米车长的车也能拥有A级车的转弯半径。掉头、停车更加方便。
理想L系列让空气悬架大量普及,但不管是CDC减振器也好,空气悬也罢,这些都属于被动悬架。继单腔气囊、双腔气囊后,主动悬架又以颠覆者的姿态入场了。
这里说的主动悬架就是BOSE在2004年展示过的技术,悬架通过传感提前获取前方道路,主动调节悬架延伸、收缩来适应路面的起伏,从而让车辆在起伏路面上如履平地。
比亚迪的云辇、蔚来的SkyRide・天行,保时捷的Active Ride都是类似技术。
刀片电池、金砖电池、神行电池、麒麟电池,市面上的电池五花八门,宣传的重点几乎清一色围绕安全和快充,这也说明目前的电池还不够真正达到安全。
而固态电池使用固体电解质,安全性好、单位体积内的包含的能量高、循环性能强,参数上看,是理想的汽车动力电池,但在商用量产上似乎还需要一段时间。
宁德时代董事长曾毓群表示,固态电池当前的技术效果“仍不够好”,且存在安全问题,离商业化还有数年时间。宁德时代首席科学家吴凯透露,宁德时代有机会在2027年小批量生产固态电池。他还强调,如果用1-9数字表示全固态电池的成熟度,宁德时代目前的成熟度在4的水平,目标到2027年到7-8的水平。
汽车工业发展了几百年,现在我们制造的汽车能耗极低、乘坐舒适、性能强大,甚至没有人也能自己开,汽车工业似乎已经走到了终章,但汽车终将只能在地面奔跑,更大更宽广的舞台还是在天上。
特斯拉的CEO马斯克在收购特斯拉前,就已经创办了太空探索技术公司,开发了可部分重复使用的猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭,还发射了上千颗“星链”卫星。24年5月,马斯克表态:也许20年内在火星建造一座城市。
不久前openAI发布了CHAT GPT。基本上它能够基于在预训练阶段所见的模式和统计规律来生成回答,像人类一样聊天交流,甚至能完成撰写论文和创作图文视频。这类AI在经过大模型打磨成熟阶段之后,能够大幅度减少人工代码量并且对未预先编程的场景进行操作。
特斯拉在智能汽车上的视觉算法和训练模型的经验积累,将非常有助于开发机器人。
国内的新能源汽车厂家同样有着较为丰富的智驾开发经验,,通过AI模型训练和数据积累,作者觉得今后车企卷的方向大概率将会是家用保姆型机器人。
一方面,我国正步入老龄化社会,独生子占绝大多数,在家里增加一个不辞辛苦的机器人保姆将比汽车和房子更为刚需。
此外在国家层面上,为了弥补人口不足带来的劳动力问题,AI机器人的量产和应用将会是最有力的保障。
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