今天小編分享的汽車經驗:投入100億、拒絕9.9萬,小米想用技術做出高端車,歡迎閱讀。
作者 | 田哲
編輯 | 李勤
元旦前的一周,接連的重磅汽車發布:華為問界 M9、蔚來 NIODay、極氪 007、小米汽車。似乎 2024 年車企生存狀态的激烈,已經在 2023 年底預演。
如何在扎堆的發布會中,搶到最大流量?小米依然是那個營銷節奏高手,雷軍采用向華為、蔚來、理想、比亞迪等車企同行致敬的方式,引發了行業沸騰式關注,甚至不惜将致敬語打在各城市地标的廣告牌上。
雷軍造車的野心不言而喻,在手機領網域鏖戰 10 餘年後,他決定用 " 技術高端 " 的路線,進入汽車業。
投入 100 億,歷時 1003 天後,雷軍在 12 月 28 日下午,走上小米汽車技術發布會的舞台。
技術講解是本次發布會的核心主題,圍繞電機、電池、大壓鑄、智能駕駛、智能座艙等技術,雷軍逐一揭秘了小米汽車。
雷軍提到,自決定造車起,他便拜訪了多家主機廠,向行業前輩請教如何定義一款豪車。經過思考,将小米汽車的目标定位打造媲美保時捷和特斯拉,好看、好開、舒适、安全的移動智能空間。
PPT 中頻繁出現的 " 自研 "" 第一 " 的字眼,也側面證明了小米汽車對首款車型的高期待與要求。
更高的要求,意味着更多的投入與試錯。為了保證零部件質量,小米汽車擁有兩座大壓鑄機及一套完整的衝壓設備,僅一座大壓鑄機的成本就達到 3 億元左右。
此外,小米汽車還打造了世界最高轉速的電機,将電機轉速提升至 21000 轉起,同時研發 35000 轉電機;在千人研發團隊的兩年努力下,研發可倒置的電池提升電池安全性……
如今,小米 SU7 已經公開,一項項技術的拆解,展示着小米汽車對諸多自研技術的信心,以及 " 十倍投入 " 造車的結果。
盡管在發布會上,雷軍沒有公開 SU7 的價格,但明确表示,不會低于 14.9 萬元,更不會有 9.9 萬元。" 尊重下技術好嗎 ",這是雷軍的調侃,但也是小米想用技術打進中高端汽車的暗線。
小米汽車 SU7
電機起步 21000 轉,預研 35000 轉電機
電驅團隊是小米決定造車後公開招募的第一個研發團隊,百人專家團隊只有一個目标——制造出轉速最快的電機。
電機轉速越快,車輛動力性能越好。小米汽車已有 HyperEngine V6、V6S 兩款量產電機,轉速為 21000 轉,都将搭載于小米 SU7 首批車型。
小米超級電機
具體來看,V6 的馬力為 299 PS,電機峰值功率為 220kW;V6S 的馬力為 374 PS,電機峰值功率為 275kW,功率密度達到 6.78kW/kg,超越特斯拉 Model S Plaid 和 Tavcan Turbo。
加快電機轉速的方式有兩種:一種通過提高電流以提高電機功率,這類車型代表如 Lucid Air,但更高的電流同時提升了對電池、電控的要求,相應地增加了整車成本。因此,小米汽車采用了更主流的第二種方式——提高電機轉速。
小米電機的轉速突破,由傳統設計工程師根據過往經驗調校,輔以 AI 仿真技術及大模型算法。據悉,小米汽車進行了 20 萬次拓撲結構計算,以最大程度優化電驅設計。
将電機轉速提升到 21000 轉仍然不夠,小米汽車自研自產的第三款超級電機 V8S 的轉速達到 27200 轉,最大馬力 578PS,電機功率密度 10.14kW/kg,計劃 2025 年量產。
目前的電機轉子的鋼片強度通常為 450MPa,而小米汽車開發了由矽鋼制成的轉子,将強度提升至 960MPa ——這相當于中國主流的主戰坦克裝甲強度。
小米電機的轉子厚度為 0.35mm,定子厚度為 0.2mm,這與市場主流轉子與定子的厚度一致相反。小米汽車在媒體交流活動中介紹,原因是考慮到電機效率、剛度,因此選擇了不同強度、不同厚度的矽鋼。
重新設計電機定轉子
電機轉速提升的另一個原因,是 V8S 采用了 Hair-pin 扁線電機,使槽滿率達到 77%,鐵損降低了 25%,效率增加了 0.5%。槽滿率高,意味着槽内可放入更多線圈,進而增大電機功率。而全系配備自研的 SiC 電控模塊,則将 V8S 的轉換效率提升至 99.85%。
此外,小米汽車還預研了 35000 轉的電機,采用激光原位固化工藝進行碳纖維纏繞,良率比特斯拉的纏繞工藝更高。
然而,電機高轉速将導致溫度升高,當電機轉速超過 2 萬轉時,其產生的溫度将達到 1000 攝氏度,進而熔化材料。
目前,市場主流使用單向油冷技術不同,冷油從一側流入,熱油從另一側流出。這将導致電機兩端受熱不均勻,縮短電機的使用壽命。因此,小米汽車采用了雙向全油冷散熱技術,油冷從兩個方向流動,使電機散熱效率提升 50%,最高降溫 30 攝氏度。
自研 CTB 電池技術,倒置電芯、大面水冷
小米 SU7 采用了兩款電池,标準版搭載 73.6 度的比亞迪磷酸鐵锂電池,能量密度約為 127Wh/kg,高配版搭載 101 度的寧德時代麒麟電池,能量密度約為 156Wh/kg,CLTC 續航 800km。
小米汽車研發了 871V 的碳化矽高壓平台,并與寧德時代共同投入 1000 多名工程師,耗時兩年研發小米 800V 高壓電池包。
小米 800V 高壓電池包采用其自研的 CTB 一體化電池技術,将電池包與車身底板融合,其電池包及地板厚度為 120 毫米,體積效率達到 77.8%,在增加座艙空間的同時,可放置更多電芯。
電池體積效率達到 77.8%
為了增強電池安全性,小米在電池電芯的側面及底面都進行水冷處理,冷卻面積為 7.8 平方米,是行業平均水平的 4 倍。
此外,電芯側面填充了 165 片氣凝膠進行隔熱。氣凝膠的重量輕、隔熱性強,從而在保證電池安全性同時,電池重量不會大幅增加。
目前,市場上方殼電池電芯的防爆閥大多數朝上放置,但小米汽車将電池倒置,電芯的防爆閥朝下。
防爆閥能在電芯内部壓力過大時,防止電池包爆炸,而市場主流的電芯朝上,則意味着電芯破裂時,其爆發的熱量直衝車内人員。
然而将電芯倒置,電芯内部的電解液将長期浸泡防爆閥,從而影響防爆閥的正常使用。因此,小米汽車與寧德時代對麒麟電池進行安全設計,并完成數百次實驗,并同時進行耐久性、進水、高壓衝水實驗等 16 項驗證。
小米電池包拆解
此外,小米汽車自建電池工廠,其小米車雲協同安全預警系統,對電池安全進行實時監控,每秒能檢測電池 800 多個信号,向用戶建議如何使用電池;其全棧自研的電池管理軟體,可在緊急情況下 4 毫秒内切斷電流。
小米汽車立志成為電動車冬季續航之王,使用了直接式、間接式的雙模熱泵,可實現在 CLTC 工況下,零下 20 攝氏度依舊能從冷空氣中吸取熱量,為車内補充熱量。此外,其還采用了三熱源級加熱技術,最大電池加熱功率達到 18KW。
據介紹,小米汽車在動力電池相關的專利已達到 132 項。
小米電池技術總結
9100 噸大壓鑄,自研合金材料
越來越多的主機廠采用一體化壓鑄技術提高造車效率,降低生產成本。
目前,小米汽車自主設計了 A、B 兩組大壓鑄機,同時使用傳統的衝壓方案,三套方案共同打造了大壓鑄設備集群,主要生產小米汽車後地板,壓鑄機鎖模力為 9100 噸。
大壓鑄設備群總重量 1050 噸
在這座巨獸的高壓之下,72 個零部件将被壓鑄為一體,減少小米汽車 840 個後地板焊接點,後地板的重量将減輕 17%,耐久壽命超過 200 萬千米。
一體化壓鑄後地板
小米汽車的大壓鑄設備集群,由 60 個設備控制 433 個工藝參數,其自研的視覺大模型質量判定系統,可在 2 秒内完成檢測,效率比人工高出 10 倍。
一體化壓鑄的另一個重要部分是壓鑄材料。在媒體溝通會中,小米汽車技術人員表示,小米汽車最初計劃外采合金壓鑄生產,但發現市面的合金材料都無法符合其質量标準," 市面很多壓鑄產品有壓裂紋,我們的工程師評判這有着安全隐患,所以我們選擇自研核心材料。"
小米汽車與首鋼建立了技術聯合實驗室研發材料,通過 AI 仿真建模在 1016 萬種配方中多次篩選,經過 1550 次測試打樣,最終得到加入稀土、锆等微量元素的 " 泰坦合金 "。
雷軍表示,小米汽車是國内唯一量產自研合金材料的車廠。
一體化壓鑄制造的車身,可提升車身扭轉剛度,提升車身的防碰撞能力,但是因零部件高度結合,一旦部分車身損壞,則可能更換整個車身,維修成本極高。、
考慮到這一點,小米汽車采用了三段式後地板防撞設計:第一段為低速潰縮區,如果輕微損壞防撞梁,只需維修或者更換防撞梁;第二段為中高速潰縮區,當汽車發生中速碰撞時,潰縮區将受到更大衝擊,避免車輛更換整個大壓鑄件;第三段為一體化壓鑄後地板。三段式後地板設計,可使小米 SU7 承受 90km/h 的高速後碰撞。
智駕一期投資 47 億元,計劃 2024 年排入第一梯隊
雷軍表示,智能駕駛是小米汽車投入最大的技術,其團隊規模超過 1000 人,第一期投資 47 億元,計劃 2024 年進入第一梯隊,覆蓋全國主要城市。
硬體方面,小米 SU7 高配版采用了兩顆英偉達 OrinX 芯片,綜合算力達到 508TOPS,配備 1 顆激光雷達、11 顆高清攝像頭、3 顆毫米波雷達和 12 顆超聲波雷達。
軟體方面,小米汽車智駕團隊對 BEV、Transformer、占用網絡進行三項技術創新,并結合大模型技術開發智能駕駛解決方案。
首先,小米汽車發布了變焦 BEV 技術。
BEV 可調用車輛所有感知能力,從上帝視角俯視車輛周圍的車、人、障礙物等交通要素,提高車輛對環境的感知能力。
傳統的 BEV 的識别範圍通常固定,而小米汽車的變焦 BEV 技術,則将車輛在不同工況場景下,動态調節感知範圍,識别範圍可從 5cm 延伸至 250m。
譬如車輛在城市路段行駛,感知範圍變得更寬,從而感知周邊動态以規劃行駛路線;倒車時,車輛對周邊識别更精準。
據介紹,泊車場景時,小米汽車最小停車識别精度為 0.05 米。
障礙物識别方面,小米汽車發布了超分辨率占用網絡技術。
傳統占用網絡,将物體切分為不同的方塊以識别障礙物、路标等物體,然而因方塊精度不高,車輛在智能駕駛時可能出現因識别錯誤,導致智駕功能不夠完美。
小米汽車則在占用網絡技術加入超分辨率的矢量算法,将路面的可視物體模拟為連續曲面的立體物,使精度小于 0.1 米。
第三個技術為道路大模型技術,可實時生成效果媲美高精地圖的道路拓撲,規劃行駛路線,同時還具備實時判斷路面情況的能力,從而讓小米汽車能在更多城市道路開啟智能駕駛功能,減少高精地圖的成本。
由軟硬體構成的感知能力,配合小米自研的端到端感知決策大模型,可實現車輛泊入 0.05m 的機械庫位。
小米自研智能駕駛技術
小米澎湃 OS 作業系統,打造人車家一體智能座艙
在雷軍看來,智能座艙是小米汽車最強大的部分,部分原因,得益于小米澎湃 OS 作業系統。
今年 10 月 17 日,雷軍在個人公眾号上宣布小米澎湃 OS 正式版完成封包,以一套融合的系統框架,支持全生态設備與應用實現人車家全生态。
目前小米汽車支持上千種小米生态設備,為小米汽車提供了豐富的多種設備協同操作可能。
據悉,小米汽車支持小米生态設備自動發現、免密接入,并開放統一标準化接口和豐富标準協定,支持接入更多產品。
小米 SU7 智能座艙
硬體配置方面,小米 SU7 搭載骁龍 8295 座艙芯片,16.1 英寸 3K 超清中控屏及 56 英寸 HUD,7.1 英寸儀表屏可翻轉顯示,可外接小米 Pad。
互動方面,小米汽車支持五個螢幕聯動,可調整多個應用視窗。手機與車機連接後,可将手機應用軟體投射至車機螢幕。
此外,小米澎湃 OS 還支持 OTA 下載與更新同步進行,譬如座艙系統 OTA 整包更新時長約 3 分鍾,全車整包更新約 30 分鍾。
數月後,小米首款車型才正式推出,但其已定下一個高遠的目标:通過 15 至 20 年的努力,成為全球前五的汽車廠商。