今天小编分享的汽车经验:投入100亿、拒绝9.9万,小米想用技术做出高端车,欢迎阅读。
作者 | 田哲
编辑 | 李勤
元旦前的一周,接连的重磅汽车发布:华为问界 M9、蔚来 NIODay、极氪 007、小米汽车。似乎 2024 年车企生存状态的激烈,已经在 2023 年底预演。
如何在扎堆的发布会中,抢到最大流量?小米依然是那个营销节奏高手,雷军采用向华为、蔚来、理想、比亚迪等车企同行致敬的方式,引发了行业沸腾式关注,甚至不惜将致敬语打在各城市地标的广告牌上。
雷军造车的野心不言而喻,在手机领網域鏖战 10 余年后,他决定用 " 技术高端 " 的路线,进入汽车业。
投入 100 亿,历时 1003 天后,雷军在 12 月 28 日下午,走上小米汽车技术发布会的舞台。
技术讲解是本次发布会的核心主题,围绕电机、电池、大压铸、智能驾驶、智能座舱等技术,雷军逐一揭秘了小米汽车。
雷军提到,自决定造车起,他便拜访了多家主机厂,向行业前辈请教如何定义一款豪车。经过思考,将小米汽车的目标定位打造媲美保时捷和特斯拉,好看、好开、舒适、安全的移动智能空间。
PPT 中频繁出现的 " 自研 "" 第一 " 的字眼,也侧面证明了小米汽车对首款车型的高期待与要求。
更高的要求,意味着更多的投入与试错。为了保证零部件质量,小米汽车拥有两座大压铸机及一套完整的冲压设备,仅一座大压铸机的成本就达到 3 亿元左右。
此外,小米汽车还打造了世界最高转速的电机,将电机转速提升至 21000 转起,同时研发 35000 转电机;在千人研发团队的两年努力下,研发可倒置的电池提升电池安全性……
如今,小米 SU7 已经公开,一项项技术的拆解,展示着小米汽车对诸多自研技术的信心,以及 " 十倍投入 " 造车的结果。
尽管在发布会上,雷军没有公开 SU7 的价格,但明确表示,不会低于 14.9 万元,更不会有 9.9 万元。" 尊重下技术好吗 ",这是雷军的调侃,但也是小米想用技术打进中高端汽车的暗线。
小米汽车 SU7
电机起步 21000 转,预研 35000 转电机
电驱团队是小米决定造车后公开招募的第一个研发团队,百人专家团队只有一个目标——制造出转速最快的电机。
电机转速越快,车辆动力性能越好。小米汽车已有 HyperEngine V6、V6S 两款量产电机,转速为 21000 转,都将搭载于小米 SU7 首批车型。
小米超级电机
具体来看,V6 的马力为 299 PS,电机峰值功率为 220kW;V6S 的马力为 374 PS,电机峰值功率为 275kW,功率密度达到 6.78kW/kg,超越特斯拉 Model S Plaid 和 Tavcan Turbo。
加快电机转速的方式有两种:一种通过提高电流以提高电机功率,这类车型代表如 Lucid Air,但更高的电流同时提升了对电池、电控的要求,相应地增加了整车成本。因此,小米汽车采用了更主流的第二种方式——提高电机转速。
小米电机的转速突破,由传统设计工程师根据过往经验调校,辅以 AI 仿真技术及大模型算法。据悉,小米汽车进行了 20 万次拓扑结构计算,以最大程度优化电驱设计。
将电机转速提升到 21000 转仍然不够,小米汽车自研自产的第三款超级电机 V8S 的转速达到 27200 转,最大马力 578PS,电机功率密度 10.14kW/kg,计划 2025 年量产。
目前的电机转子的钢片强度通常为 450MPa,而小米汽车开发了由硅钢制成的转子,将强度提升至 960MPa ——这相当于中国主流的主战坦克装甲强度。
小米电机的转子厚度为 0.35mm,定子厚度为 0.2mm,这与市场主流转子与定子的厚度一致相反。小米汽车在媒体交流活动中介绍,原因是考虑到电机效率、刚度,因此选择了不同强度、不同厚度的硅钢。
重新设计电机定转子
电机转速提升的另一个原因,是 V8S 采用了 Hair-pin 扁线电机,使槽满率达到 77%,铁损降低了 25%,效率增加了 0.5%。槽满率高,意味着槽内可放入更多线圈,进而增大电机功率。而全系配备自研的 SiC 电控模块,则将 V8S 的转换效率提升至 99.85%。
此外,小米汽车还预研了 35000 转的电机,采用激光原位固化工艺进行碳纤维缠绕,良率比特斯拉的缠绕工艺更高。
然而,电机高转速将导致温度升高,当电机转速超过 2 万转时,其产生的温度将达到 1000 摄氏度,进而熔化材料。
目前,市场主流使用单向油冷技术不同,冷油从一侧流入,热油从另一侧流出。这将导致电机两端受热不均匀,缩短电机的使用寿命。因此,小米汽车采用了双向全油冷散热技术,油冷从两个方向流动,使电机散热效率提升 50%,最高降温 30 摄氏度。
自研 CTB 电池技术,倒置电芯、大面水冷
小米 SU7 采用了两款电池,标准版搭载 73.6 度的比亚迪磷酸铁锂电池,能量密度约为 127Wh/kg,高配版搭载 101 度的宁德时代麒麟电池,能量密度约为 156Wh/kg,CLTC 续航 800km。
小米汽车研发了 871V 的碳化硅高压平台,并与宁德时代共同投入 1000 多名工程师,耗时两年研发小米 800V 高压电池包。
小米 800V 高压电池包采用其自研的 CTB 一体化电池技术,将电池包与车身底板融合,其电池包及地板厚度为 120 毫米,体积效率达到 77.8%,在增加座舱空间的同时,可放置更多电芯。
电池体积效率达到 77.8%
为了增强电池安全性,小米在电池电芯的侧面及底面都进行水冷处理,冷却面积为 7.8 平方米,是行业平均水平的 4 倍。
此外,电芯侧面填充了 165 片气凝胶进行隔热。气凝胶的重量轻、隔热性强,从而在保证电池安全性同时,电池重量不会大幅增加。
目前,市场上方壳电池电芯的防爆阀大多数朝上放置,但小米汽车将电池倒置,电芯的防爆阀朝下。
防爆阀能在电芯内部压力过大时,防止电池包爆炸,而市场主流的电芯朝上,则意味着电芯破裂时,其爆发的热量直冲车内人员。
然而将电芯倒置,电芯内部的电解液将长期浸泡防爆阀,从而影响防爆阀的正常使用。因此,小米汽车与宁德时代对麒麟电池进行安全设计,并完成数百次实验,并同时进行耐久性、进水、高压冲水实验等 16 项验证。
小米电池包拆解
此外,小米汽车自建电池工厂,其小米车云协同安全预警系统,对电池安全进行实时监控,每秒能检测电池 800 多个信号,向用户建议如何使用电池;其全栈自研的电池管理軟體,可在紧急情况下 4 毫秒内切断电流。
小米汽车立志成为电动车冬季续航之王,使用了直接式、间接式的双模热泵,可实现在 CLTC 工况下,零下 20 摄氏度依旧能从冷空气中吸取热量,为车内补充热量。此外,其还采用了三热源级加热技术,最大电池加热功率达到 18KW。
据介绍,小米汽车在动力电池相关的专利已达到 132 项。
小米电池技术总结
9100 吨大压铸,自研合金材料
越来越多的主机厂采用一体化压铸技术提高造车效率,降低生产成本。
目前,小米汽车自主设计了 A、B 两组大压铸机,同时使用传统的冲压方案,三套方案共同打造了大压铸设备集群,主要生产小米汽车后地板,压铸机锁模力为 9100 吨。
大压铸设备群总重量 1050 吨
在这座巨兽的高压之下,72 个零部件将被压铸为一体,减少小米汽车 840 个后地板焊接点,后地板的重量将减轻 17%,耐久寿命超过 200 万千米。
一体化压铸后地板
小米汽车的大压铸设备集群,由 60 个设备控制 433 个工艺参数,其自研的视觉大模型质量判定系统,可在 2 秒内完成检测,效率比人工高出 10 倍。
一体化压铸的另一个重要部分是压铸材料。在媒体沟通会中,小米汽车技术人员表示,小米汽车最初计划外采合金压铸生产,但发现市面的合金材料都无法符合其质量标准," 市面很多压铸产品有压裂纹,我们的工程师评判这有着安全隐患,所以我们选择自研核心材料。"
小米汽车与首钢建立了技术联合实验室研发材料,通过 AI 仿真建模在 1016 万种配方中多次筛选,经过 1550 次测试打样,最终得到加入稀土、锆等微量元素的 " 泰坦合金 "。
雷军表示,小米汽车是国内唯一量产自研合金材料的车厂。
一体化压铸制造的车身,可提升车身扭转刚度,提升车身的防碰撞能力,但是因零部件高度结合,一旦部分车身损坏,则可能更换整个车身,维修成本极高。、
考虑到这一点,小米汽车采用了三段式后地板防撞设计:第一段为低速溃缩区,如果轻微损坏防撞梁,只需维修或者更换防撞梁;第二段为中高速溃缩区,当汽车发生中速碰撞时,溃缩区将受到更大冲击,避免车辆更换整个大压铸件;第三段为一体化压铸后地板。三段式后地板设计,可使小米 SU7 承受 90km/h 的高速后碰撞。
智驾一期投资 47 亿元,计划 2024 年排入第一梯队
雷军表示,智能驾驶是小米汽车投入最大的技术,其团队规模超过 1000 人,第一期投资 47 亿元,计划 2024 年进入第一梯队,覆盖全国主要城市。
硬體方面,小米 SU7 高配版采用了两颗英伟达 OrinX 芯片,综合算力达到 508TOPS,配备 1 颗激光雷达、11 颗高清摄像头、3 颗毫米波雷达和 12 颗超声波雷达。
軟體方面,小米汽车智驾团队对 BEV、Transformer、占用网络进行三项技术创新,并结合大模型技术开发智能驾驶解决方案。
首先,小米汽车发布了变焦 BEV 技术。
BEV 可调用车辆所有感知能力,从上帝视角俯视车辆周围的车、人、障碍物等交通要素,提高车辆对环境的感知能力。
传统的 BEV 的识别范围通常固定,而小米汽车的变焦 BEV 技术,则将车辆在不同工况场景下,动态调节感知范围,识别范围可从 5cm 延伸至 250m。
譬如车辆在城市路段行驶,感知范围变得更宽,从而感知周边动态以规划行驶路线;倒车时,车辆对周边识别更精准。
据介绍,泊车场景时,小米汽车最小停车识别精度为 0.05 米。
障碍物识别方面,小米汽车发布了超分辨率占用网络技术。
传统占用网络,将物体切分为不同的方块以识别障碍物、路标等物体,然而因方块精度不高,车辆在智能驾驶时可能出现因识别错误,导致智驾功能不够完美。
小米汽车则在占用网络技术加入超分辨率的矢量算法,将路面的可视物体模拟为连续曲面的立体物,使精度小于 0.1 米。
第三个技术为道路大模型技术,可实时生成效果媲美高精地图的道路拓扑,规划行驶路线,同时还具备实时判断路面情况的能力,从而让小米汽车能在更多城市道路开启智能驾驶功能,减少高精地图的成本。
由软硬體构成的感知能力,配合小米自研的端到端感知决策大模型,可实现车辆泊入 0.05m 的机械库位。
小米自研智能驾驶技术
小米澎湃 OS 作業系統,打造人车家一体智能座舱
在雷军看来,智能座舱是小米汽车最强大的部分,部分原因,得益于小米澎湃 OS 作業系統。
今年 10 月 17 日,雷军在个人公众号上宣布小米澎湃 OS 正式版完成封包,以一套融合的系统框架,支持全生态设备与应用实现人车家全生态。
目前小米汽车支持上千种小米生态设备,为小米汽车提供了丰富的多种设备协同操作可能。
据悉,小米汽车支持小米生态设备自动发现、免密接入,并开放统一标准化接口和丰富标准協定,支持接入更多产品。
小米 SU7 智能座舱
硬體配置方面,小米 SU7 搭载骁龙 8295 座舱芯片,16.1 英寸 3K 超清中控屏及 56 英寸 HUD,7.1 英寸仪表屏可翻转显示,可外接小米 Pad。
互動方面,小米汽车支持五个螢幕联动,可调整多个应用視窗。手机与车机连接后,可将手机应用軟體投射至车机螢幕。
此外,小米澎湃 OS 还支持 OTA 下载与更新同步进行,譬如座舱系统 OTA 整包更新时长约 3 分钟,全车整包更新约 30 分钟。
数月后,小米首款车型才正式推出,但其已定下一个高远的目标:通过 15 至 20 年的努力,成为全球前五的汽车厂商。