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沒有人想到MPV會成為車企新的賽場。
除開已經(jīng)上市的嵐圖夢想家、騰勢D9、極氪009之外,過去一兩月內(nèi),合創(chuàng)、魏牌先后發(fā)布了旗下的首款MPV;小鵬、江淮(聯(lián)合華為)、比亞迪等都在醞釀推出一款沖擊高端的MPV車型,理想汽車也不例外。
不過,和大部分把MPV用作商務(wù)用途的車不一樣,理想用MEGA瞄準(zhǔn)了高端家用純電MPV市場。
為什么選擇家用MPV市場,理想汽車整車制造副總裁湯靖告訴雷峰網(wǎng),這是理想汽車的戰(zhàn)略選擇,“企業(yè)需要取舍,從家庭用戶出發(fā),符合理想一直以來的風(fēng)格,我們要在家庭的細(xì)分市場里做到極致?!?/p>
按理說在原有的增程平臺上開發(fā),既可以省時省力,也可以解決MPV的里程焦慮問題,理想為什么還要專門為MPV重新開發(fā)一個純電平臺?要做純電MPV,理想是如何兼顧大空間和長續(xù)航,作出哪些取舍?
在高端MPV市場里,不缺玩家,但缺一款真正能解決用戶需求的爆款產(chǎn)品。
過去豪華燃油商用MPV市場份額一直由別克GL8品牌霸占。
不少商用MPV的車主告訴雷峰網(wǎng),之所以會選擇別克GL8,是因為有商務(wù)需求,在商用車這一行,品牌比產(chǎn)品力更重要。但實際上,這款車的燃油消耗很高。
純電MPV雖然用戶在平時使用過程中能夠更經(jīng)濟(jì),但是很多問題沒有被解決。
空間是否足夠大、續(xù)航是否夠長、補(bǔ)能體驗是否更好,這些都是用戶在做抉擇的重要指標(biāo)。但這恰恰是MPV的不可能三角。
在MPV里面,大空間、長續(xù)航是天然的矛盾體。
做大空間意味著車越大、越重,車在行駛過程中,為了抵抗阻力所花費(fèi)的動力也就越高;而長續(xù)航意味著,要么做大電池,要么減少車輛重量,無論是哪一種方式,都會犧牲掉空間。
魚與熊掌不可兼得,但是理想不想做選擇題。
理想汽車喜歡用房子類比汽車,提出了車內(nèi)得房率的概念。所謂的得房率,指的就是車內(nèi)空間的使用效率。
理想官方說,MEGA的得房率可以達(dá)到70.86%,一般同級別車型在65%左右。同樣是MPV,MEGA的得房率比極氪009要高、有效空間更大,一位業(yè)內(nèi)人士告訴雷峰網(wǎng)(公眾號:雷峰網(wǎng)),“因為極氪009更多是為了適配SEA浩瀚架構(gòu),而理想則為了純電車型單獨(dú)做了一個底盤架構(gòu)?!?/p>
做大空間,意味著大能耗。MEGA凈重不輕,重約2.8噸,能耗卻是15.9kWh/100km。
之所以MEGA能在保證大空間的同時,能耗比其他家的MPV低,是因為其采用了與行業(yè)不一樣的水滴頭設(shè)計。
采用水滴車身的設(shè)計,不僅可以把車頭縮短,盡可能把更多的有效空間留給車內(nèi)的用戶,還能有效降低風(fēng)阻。
車輛在行駛過程中有很多阻力,比如有機(jī)件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動阻力(路阻)等。但隨著車輛行駛速度的增加,空氣阻力也逐漸成為了主要的行車阻力。
當(dāng)一輛車以80km/h的速度前進(jìn)時,有60%的油耗都可以用來克服風(fēng)阻,在時速200km/h以上時,空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。
衡量一輛汽車受風(fēng)阻影響大小的標(biāo)準(zhǔn)是風(fēng)阻系數(shù),即通過風(fēng)洞實驗和下滑實驗所確定的一個數(shù)學(xué)參數(shù),用Cd來表示。這個值越大,意味著在同等條件下,汽車在行駛過程中所受的空氣阻力越大,那么汽車在行駛過程中需要輸出更多的動力去抵抗風(fēng)阻,能耗也越大。
目前市面上已經(jīng)有的純電MPV里面,風(fēng)阻最低的是極氪009,系數(shù)是0.27。而且理想官方公布的MEGA風(fēng)阻系數(shù)卻是0.215。
對于傳統(tǒng)能源汽車來說,目前國際上認(rèn)可度較高的說法是風(fēng)阻系數(shù)每降低10%,油耗能夠下降3%;而對于新能源汽車來說,風(fēng)阻系數(shù)降低0.02,行駛里程就可以增加3km。
風(fēng)阻系數(shù)的大小和車輛體積成正比,所以一般而言轎車要比大型車如SUV、MPV所受的風(fēng)阻更小。
而對于同樣是大體積的MPV來說,要做到比同類友商受到的風(fēng)阻更小,理想必須要從形態(tài)上進(jìn)行變革。
從空氣動力學(xué)角度來說,風(fēng)阻最小的形態(tài)是水滴形,因為水滴前端光滑、后端很小,能完整避免車輛行駛過程中產(chǎn)生的真空形成的拉扯力。
水滴形態(tài),風(fēng)阻最小,這是行業(yè)里的共識。
而在理想之前,鮮有車企會如此大膽,直接把車設(shè)計成成水滴形車身,因為外觀細(xì)長、影響駕駛舒適性,也不美觀,和日常人們認(rèn)知里面的MPV形狀相差太遠(yuǎn)。
MEGA設(shè)計師ben表示,“市面上大多MPV的設(shè)計僅僅是在做展示,而不是在解決問題。好的設(shè)計是用來解決問題的,不是用來做展示。設(shè)計成水滴形狀,可以最大程度地降低風(fēng)阻、降低能耗,為什么不做?”
除了兼顧風(fēng)阻系數(shù)的考慮外,Ben繼續(xù)解釋道,“任何一個好的、能被稱之為符號的汽車產(chǎn)品都可以用三條清晰的線表現(xiàn)出來。而要變成符號,就得在設(shè)計上足夠簡潔,這就像當(dāng)年蘋果在一堆的按鍵手機(jī)之外創(chuàng)立了iPhone。”
一位業(yè)內(nèi)人士告訴雷峰網(wǎng),“這輛車的外觀已經(jīng)變成了一種符號,只要開在路上足夠吸睛,他就贏了?!?/p>
要保證長續(xù)航,降低車身風(fēng)阻是一個辦法,最重要的還是電池。
理想官方稱,MEGA的電池是102度(kWh),續(xù)航700公里,而同樣是100度電池版的蔚來ES8,續(xù)航卻只有565公里。
目前MEGA上搭載的電池是麒麟電池,行業(yè)內(nèi)不止MEGA使用了這一架構(gòu),同類MPV里面極氪009也用了麒麟電池。但是極氪009WE版本是116度電,官方續(xù)航是702公里。
電池大并不能完全緩解補(bǔ)能焦慮,還是得在超充上做努力。理想官方表示,MEGA可以實現(xiàn)“全球最快的充電速度”,而要做到充電速度更快,既需要讓電池達(dá)到峰值5C充電倍率的同時,還需要保證電池能一直保持長時間的超充快率。
充電倍率單位由"C"來表示,簡單來講,幾C就是在幾分之一個小時內(nèi)將電池充滿?,F(xiàn)在市面上廣為人知的4C快充可以在15分鐘內(nèi)將電池充滿,而理想的5C則可做到12分鐘。
單純地去提升電池充電倍率并不難,難點(diǎn)在于要達(dá)到高的充電倍率需要以犧牲其他性能指標(biāo)為前提。舉個例子,寧德時代2017年推出的4C倍率電池,在原來的2C的基礎(chǔ)上充電倍率是提高了不少,但是犧牲了能量密度和續(xù)航里程。
如何在保持高充電倍率的同時,還能不犧牲能量密度和續(xù)航里程,理想和寧德時代改進(jìn)的方式是:改進(jìn)電芯里面的材料,讓電流更快地傳遞。
在動力電池里,鋰離子在正極和負(fù)極間穿梭形成了電流,要提高充電速度,就是要讓鋰離子在電池里面穿梭的越來越快。
理想汽車動力電池副總裁柳志民解釋道,限制充電速度的核心瓶頸在于鋰離子嵌入負(fù)極的速度、鋰離子穿過隔膜的速度,以及鋰離子穿過材料界面的速度。理想和寧德時代一起開發(fā)的5C超充電池則在石墨、電解液、隔膜等關(guān)鍵材料上一一做了改善。
而如果要維持500kW以上的超充功率,很關(guān)鍵的一點(diǎn)還有溫升的問題。電池在大電流、長時間的充電條件下,溫度升高會非常明顯,電池會因為過熱問題而被限制充電功率。
讓電池達(dá)到峰值倍率還不夠,還需要讓電池一直保持超充功率。
如何保持?
理想和寧德時代的解決方案是在降低電芯在充電過程中的發(fā)熱問題同時,提高電池系統(tǒng)的散熱。
要降低電芯的發(fā)熱,便需要降低電芯的電阻。電阻越大發(fā)熱越高。如果這方面沒有做好,電池短時間內(nèi)可能會達(dá)到500kW,但是只要電池溫升,充電速率便會馬上下降,從而不能達(dá)到12分鐘充電500公里的水平。
柳志民稱,最開始研發(fā)的電池內(nèi)阻在0.5毫歐,但是要在保證能量密度和壽命等綜合指標(biāo)的基礎(chǔ)之上,把內(nèi)阻降到0.3毫歐。
雙方的團(tuán)隊聯(lián)合對電芯內(nèi)阻做了精細(xì)拆解,對電子的傳輸路徑、電芯內(nèi)部材料都進(jìn)行了改善。改善的結(jié)果是,5C超充電池的產(chǎn)熱功率降低了25%,電池充電時的溫度降低了7度。
減少電池本身的發(fā)熱問題還不夠,雙方還改善了電池包之間的散熱問題。
傳統(tǒng)電池里面的散熱方案是將用于冷卻的液冷板放置在電池包下面,但理想的解決方案核心在于擴(kuò)大液冷板和電芯的接觸面積,在底部液冷板之外,于每排電池中間又多放了一層液冷板。MEGA上面共有33排電池共193個電芯,但是液冷板有36個。
方案改進(jìn)之后,電池的受熱面積擴(kuò)大了5倍,熱阻降低了5%,最大散熱功率達(dá)到了16kW。
由此,MEGA才能實現(xiàn)充電12分鐘充電500公里。
在提升充電速度之外,還需要做好充電安全,而理想則從設(shè)計、制造和使用上都做了優(yōu)化。
舉個例子。
在機(jī)電產(chǎn)品中,熱失效是最常見的一種失效模式,因為電流過載,局部空間短時間內(nèi)通過較大的電流,會轉(zhuǎn)化成熱,熱度不易散熱會導(dǎo)致局部溫度快速升高,導(dǎo)致單顆電芯無法工作,輕則單顆電芯起火,重則引起整塊電池包的起火,給用戶帶來人身安全威脅。
國家對電芯的熱失效安全是到25攝氏度、水冷系統(tǒng)正常,且5min無明火,給用戶留足逃生時間。業(yè)內(nèi)做得比較好的公司的標(biāo)準(zhǔn)是電芯溫度到了25攝氏度時,水冷系統(tǒng)正常,且無明火。
而MEGA中所采用的電池安全標(biāo)準(zhǔn)是50攝氏度高溫,水冷系統(tǒng)不工作的前提下,要確保無明火。
在純電車型的電池這一關(guān)鍵零部件上,理想和寧德時代都投入了不小的資源。
理想內(nèi)部在2020年啟動了電池的“曼哈頓計劃”,和寧德時代一起投入了超過1000多名研發(fā)人員(其中博士有70人),開發(fā)周期長達(dá)38個月,在2021年才完成架構(gòu)開發(fā),2022年展開全方位的測試驗證,到2023年,理想-寧德時代麒麟5C電池開啟了量產(chǎn)。業(yè)內(nèi)車企研發(fā)電池的項目投入,一般成員不超過50人、研發(fā)周期不超過18個月。
正因為雙方都投入了不小的精力,這才導(dǎo)致用寧德時代麒麟電池的車企不少,但充電能力、極限功率卻差異很大的情況。
在MEGA之前,車企MPV形狀基本上延續(xù)了豐田埃爾法的外觀,而理想則做成了水滴形、子彈頭車身,被網(wǎng)友戲稱為公路高鐵。
這一形態(tài)也引起了不少爭議。有人說MEGA是攪局者,因為這款車不像是一輛正常MPV的形態(tài),也有人說MEGA是革新者,正在引領(lǐng)行業(yè)“去埃爾法化”——“誰規(guī)定了正常的MPV必須做成像埃爾法?”
2007年,手機(jī)行業(yè)里普遍都是有實體鍵盤的手機(jī), iPhone成為第一批去掉實體鍵盤的手機(jī),并引領(lǐng)了新的潮流。
對于當(dāng)時的手機(jī)界而言,iPhone是劃時代的引領(lǐng)者者;而從整體行業(yè)發(fā)展角度來說,是iPhone開啟了智能手機(jī)交互的新方式,iPhone對行業(yè)來說是革新者。
一位業(yè)內(nèi)人士銳評:“喬布斯在開發(fā)iphone4的時候他也不知道自己一定會贏,要么死,要么贏?!?/strong>
MEGA對于理想汽車的意義也是如此。
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