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電驅(qū)系統(tǒng)升級:能耗管理優(yōu)勢盡顯?
堅持電驅(qū)動系統(tǒng)全棧自研及制造,雙電機(jī)方案持續(xù)迭代。蔚來堅持自研電驅(qū)系統(tǒng),設(shè)立南京先進(jìn)技術(shù)制造中心 XPT,負(fù)責(zé)電驅(qū)動系統(tǒng)和電池的研發(fā)與制造,技術(shù)路線方面采用前永磁同步電機(jī)、后感應(yīng)異步電機(jī)的雙電機(jī)架構(gòu),在兩驅(qū)工況時永磁同步電機(jī)工作,能耗接近單電機(jī)車型;而在加速、脫困等四驅(qū)工況時兩臺電機(jī)合力輸出,發(fā)揮雙電機(jī)四驅(qū)優(yōu)勢。蔚來于 2018 年 6 月推出 240kw 異步感應(yīng)電機(jī),2019 年 6 月研發(fā)成功 160kw 永磁同步電機(jī),2022Q1 推出第二代電驅(qū)系統(tǒng)并搭載于 ET7、ET5 和 ES7,其中,前永磁同步電機(jī)、后異步感應(yīng)電機(jī)最大功率分別達(dá)到 180/300kw,系統(tǒng)最大功率 480kw,峰值扭矩 850N·m。 ? ?
? ? 第二代電驅(qū)系統(tǒng)在硬件、算法端實現(xiàn)優(yōu)化,加強(qiáng)電機(jī)效率、提升駕乘體驗。蔚來第二代電驅(qū)系統(tǒng)不僅功率大小相較于上一代電驅(qū)系統(tǒng)明顯提升,而且通過使用碳化硅(SiC)模塊、優(yōu)化電磁方案和減速器速比等技術(shù)提高功率密度和電機(jī)效率,并在算法層面采用“全域 PWM 控制”這一全工況開關(guān)控制策略,利用算法控制發(fā)揮硬件性能,實現(xiàn)不同工況下功耗、NVH 等多目標(biāo)優(yōu)化。在保持電驅(qū)系統(tǒng)體積、重量沒有明顯提升的前提下,蔚來第二代電驅(qū)系統(tǒng)峰值功率提升 20%,峰值扭矩提升 23%,減速器速比也從 9.57 優(yōu)化至 10.48,功率密度超過了 2.04kW/kg。
? 1. 永磁同步電機(jī)采用碳化硅(SiC)模塊。蔚來首次在電機(jī)控制器上應(yīng)用來自安森美提供的碳化硅模塊,與傳統(tǒng)的硅基材料相比,碳化硅具有更寬的禁帶寬度、更高的導(dǎo)熱率、更高的抗輻射能力、更大的電子飽和漂移速率等特性,可在同等體積下提升 30%以上的最大電流能力,且在寬電壓范圍下兼容性更佳。碳化硅模塊使 180kW 永磁同步電機(jī)綜合損耗降低了 4%-6%,綜合工況效率由 88%-89%提升到了 91.5%。 ?
? ? 2. 采用“全域 PMW 控制”算法實現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化。算法定義硬件,好的算法通過對硬件的“控制”和“調(diào)教”,挖掘硬件特性,進(jìn)而實現(xiàn)各種功能。蔚來在第二代電驅(qū)系統(tǒng)上采用“全域 PMW 控制”算法,通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)對電機(jī)進(jìn)行控制,優(yōu)化在不同工況、場景下電機(jī)實際轉(zhuǎn)速和輸出功率。 ? ?
? 3. NVH 相較于上一代電驅(qū)系統(tǒng)降低 5-15dB。電機(jī)的功率和扭矩的提升會產(chǎn)生一些諧波上的負(fù)面影響,蔚來第二代電驅(qū)系統(tǒng)通過采用齒輪的精密優(yōu)化設(shè)計、懸置融合控制的 EDS 總成模態(tài)優(yōu)化、電機(jī)非均勻氣隙及高正選氣隙磁密等技術(shù)手段,以及更為先進(jìn)的諧波抑制算法,使得整體噪聲降低了 5-15dB,實現(xiàn)了更好的 NVH效果。 ?
? ? 電池技術(shù)持續(xù)迭代,固態(tài)電池預(yù)計 2023 年上半年搭載 ET7 上市。蔚來 2021 年 11月正式交付了三元鐵鋰標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航電池包(75kWh),電池包采用三元鋰電芯和磷酸鐵鋰電芯混合排布的方式,低溫續(xù)航損失降低 25%,并且通過新一代 CTP 技術(shù),簡化制造裝配流程,提升體積利用率,能量密度提升 14%到 142Wh/kg。此外,蔚來計劃于 2023 年上半年(此前的計劃為 2022Q4,目前由于研發(fā)和工程環(huán)節(jié)的進(jìn)展有一定延期)上市 150kWh固態(tài)電池,通過正極、負(fù)極和固液電解質(zhì)方面的工藝創(chuàng)新,提高高鎳三元材料穩(wěn)定性、解決體積膨脹和循環(huán)壽命等問題,能量密度達(dá)到 360Wh/kg,續(xù)航里程能夠突破 1000km。
? ? 優(yōu)化風(fēng)阻系數(shù),續(xù)航升級。汽車行駛時最大的阻力來源于空氣,且與速度的平方成正比,對于新能源汽車,風(fēng)阻系數(shù)每降低 0.01,可提升 5-8km 的續(xù)航里程。NT2.0 平臺的三款車型 ET7、ES7、ET5 風(fēng)阻分別為 0.208Cd、0.263Cd、0.24Cd,相較于初代車型均有明顯提升(2022 款 ES8、ES6、EC6 分別為 0.29Cd、0.29Cd、0.265Cd),其中 ET7 風(fēng)阻系數(shù) 2021 年 1 月 19 日 NIO DAY 2020 公布的 0.23 提升至 2021 年 9 月 24 日 0.208,僅耗時 8 個月。目前,ET7 風(fēng)阻系數(shù)已躍升全球第二位,僅次于奔馳 EQS,與特斯拉 ModelS Plaid 表現(xiàn)相當(dāng)。據(jù)蔚來透露,本次空氣動力學(xué)團(tuán)隊由中國、美國、歐洲三方組成,共同研發(fā) ET7 的低風(fēng)阻車身設(shè)計,降低整體風(fēng)阻 25%,將車身前部和尾部的下壓力提升 5%。其中通過對主動進(jìn)氣格棚的優(yōu)化設(shè)計,降低 8.8%的氣動阻力,續(xù)航提升 20km。 ?
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第二代座艙空間:駕乘體驗再升級
1. 打造“第二起居室”:保持豪華品牌的審美與調(diào)性 ? 座艙空間注重和諧的美學(xué)設(shè)計,內(nèi)飾強(qiáng)調(diào)豪華品牌的質(zhì)感。以 ET5 為例,ET5 采用一體環(huán)抱式空間設(shè)計,主要體現(xiàn)為(1)采用全景玻璃天幕;(2)配色和諧:整體色調(diào)搭配注重一致性,包括安全帶和方向盤也采用同色設(shè)計;(3)細(xì)節(jié)處“無縫銜接”、保持整體感:ET5 的整個內(nèi)飾沒有“斷層”,例如豎立式的大屏將 T 字區(qū)和整個中控臺相連接,從按鍵到無線充電區(qū)和杯托、延伸到中央扶手,過渡銜接非常自然。整個設(shè)計都保持了蔚來作為豪華品牌一貫的審美與調(diào)性,努力打造乘坐人被內(nèi)飾環(huán)繞的體驗。內(nèi)飾顏色共有六種,其中苔原綠、琥珀橙等專屬色別具一格,可以在保持品牌質(zhì)感的同時體現(xiàn)車主本人的個性與色彩。 ? ?
? ? 2. 智能車機(jī):座艙芯片及屏幕硬件升級,強(qiáng)化 ET7 人機(jī)交互能力 ? 座艙芯片升級為高通 8155 芯片,流暢度大有提升。蔚來第二代產(chǎn)品中,ET7 采用高通第三代驍龍汽車數(shù)字座艙平臺,智能座艙芯片從此前的英偉達(dá) Tegra X1 芯片也升級到了高通 8155 芯片,能夠支持 WiFi6、藍(lán)牙 5.2、AI 加速計算和 5G 網(wǎng)絡(luò)。高通 8155 座艙芯片為當(dāng)前市場上最先進(jìn)的智能座艙芯片,蔚來、小鵬和理想新發(fā)車型均搭載了基于驍龍8155 的高性能座艙平臺解決方案。根據(jù)試駕用戶反饋,車機(jī)硬件升級后操作車機(jī)和 NOMI的反應(yīng)速度和一代產(chǎn)品相比都有明顯提升。 ? 中控屏尺寸與分辨率均有提升,顯示質(zhì)感更上一層樓。與一代產(chǎn)品相比,ET5 和 ET7中控屏從 11.3 英寸升級至 12.8 英寸,分辨率達(dá) 1728*1888,畫面更加清晰;并采用AMOLED 技術(shù),畫面顯示對比度更強(qiáng),避免陽光強(qiáng)烈時看不清楚或漏光的現(xiàn)象。儀表屏從 9.8 英寸升級為 10.2 英寸,通過 Mini LED 背光技術(shù)實現(xiàn) HDR 高動態(tài)顯示效果,對比度更強(qiáng)。ET7 后排還增加了一個 6.63 英寸的 HDR 控制屏,可以進(jìn)行后排多媒體控制等。 ?
? ? 智能燈光、AR/VR 等特色數(shù)字體驗塑造有溫度感的座艙空間。ET5 和 ET7 氛圍燈設(shè)計提供 256*256 種色彩組合,燈光隨音樂、車速、香氛、溫度智能調(diào)節(jié),根據(jù)場景烘托駕乘時的座艙氛圍,彰顯豪華品牌對駕乘體驗的追求。ET5 還搭載了全景數(shù)字座艙P(yáng)anoCinema,并標(biāo)配 AR、VR 眼鏡。AR 眼鏡可投射出視距 6 米、等效 201 英寸的超大屏幕;VR 眼鏡搭載超薄 Pancake 光學(xué)鏡片,可實現(xiàn)雙目 4K 顯示,同時可以配合 256色數(shù)字光幕氛圍燈和 7.1.4 杜比全景音響系統(tǒng),帶來全感官的沉浸體驗。 ?
? ? 3. 頂配聲學(xué)系統(tǒng):打造駕乘差異化體驗 ? 蔚來第二代車型配置“標(biāo)配即頂配”的聲學(xué)系統(tǒng),已為試駕者留下了深刻的印象。ET5和 ET7 都標(biāo)配 7.1.4 沉浸聲系統(tǒng),營造廣闊的聲場空間和真實的臨場感;配置 23 個揚(yáng)聲器,20 路 1000W 功率輸出,搭配 Dolby Atmos 杜比全景聲技術(shù)及 Dirac Pro 領(lǐng)先的空間聲學(xué)算法,構(gòu)筑極致的沉浸式聲音體驗。 ? 蔚來對于聲學(xué)配置的重視程度明顯高于傳統(tǒng)豪華品牌,ET5 達(dá)到了現(xiàn)有產(chǎn)品中的最高“聲學(xué)性價比”。在高端車型市場競爭中,傳統(tǒng)豪華車型配備揚(yáng)聲器數(shù)量在 6-16 之間,而新勢力車企的車型大多在 14-23 之間,其中蔚來的 ET5 和 ET7 揚(yáng)聲器數(shù)量均為 23 只,為現(xiàn)有產(chǎn)品最高配置。尤其是 ET5,以最低不到 33 萬元的價格,聲學(xué)配置卻達(dá)到了 40 萬元以上價格帶的產(chǎn)品的水平。從其他聲學(xué)配置來看,大部分 30 萬元以上新勢力品牌車型都配備有低音炮、功放、調(diào)音服務(wù)等升級配件,ET5 和 ET7 均配置杜比全景聲,而傳統(tǒng)豪華 車企則配置相對單一。 ?
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輔助駕駛:開啟全棧自研,
硬件預(yù)埋,期待功能交付
蔚來輔助駕駛的發(fā)展總體而言經(jīng)歷過兩個階段。第一代系統(tǒng)從 2018 年 ES8 首發(fā)上市,后續(xù) ES6、EC6 車型完全集成這套系統(tǒng)的硬件,并且通過軟件 OTA 在 3 年的時間內(nèi)不斷做出優(yōu)化。第二代系統(tǒng)從 2022 年 3 月 ET7 交付開啟量產(chǎn)搭載。 ? 2018-2021:Mobileye 合作得與失:功能快速上線,但是體驗優(yōu)化上限低 ? 輔助駕駛研發(fā)始于 2016 年,使用 Mobileye 芯片和預(yù)裝感知算法,寫入自研決策程序。首先回顧蔚來第一代輔助駕駛系統(tǒng)。2016 年底,蔚來開始與 Mobileye 合作,2018年 5 月全球第一臺搭載 Mobileye EyeQ4 芯片的量產(chǎn)車 ES8 正式交付。ES8 基于蔚來第一代技術(shù)平臺 NT1.0 打造,采用 Mobileye EyeQ4 作為視覺感知處理芯片,其中預(yù)裝 Mobileye提供的感知算法,總算力為 2.5TOPS;在中央決策層采用恩智浦 S32V 芯片,寫入蔚來自研決策算法。感知硬件方面搭載 1 個前向三目攝像頭、4 個環(huán)視攝像頭、5 個博世第四代中距毫米波雷達(dá)、12 個博世第 6.5 代超聲波傳感器、1 個駕駛狀態(tài)檢測攝像頭,是當(dāng)時最強(qiáng)的感知系統(tǒng)。之后發(fā)布的 ES6 和 EC6 也延續(xù)了同樣的系統(tǒng)硬件配置。 ?
? ? 2020 年 10 月蔚來重要輔助駕駛系統(tǒng)版本 OTA,成為全球第 2 個實現(xiàn)領(lǐng)航輔助(NOP)的車企。蔚來首款產(chǎn)品 ES8 交付后,通過 2018 年 10 月、2019 年 6 月兩次系統(tǒng) OTA,蔚來實現(xiàn)了包括前向碰撞預(yù)警、車道保持、自動泊車等基礎(chǔ)輔助駕駛功能。2020 年 10 月,NIO OS 2.7.0 版本更新中,蔚來上線了領(lǐng)航輔助(NOP)功能。借助 Mobileye 的感知能力,結(jié)合自研決策控制算法,蔚來的車輛實現(xiàn)了在封閉道路依據(jù)導(dǎo)航自動切換車道、自動進(jìn)出匝道、巡航速度調(diào)節(jié)等功能。至此,蔚來成為除特斯拉外全球第二個實現(xiàn)領(lǐng)航輔助功能的車企,比小鵬的同類功能高速 NGP 上線(2021 年 1 月)的時間早了約一個季度,且相比主要基于視覺感知方案決策的特斯拉 NOA,裝配了百度高精度地圖的蔚來 NOP 能提前優(yōu)化車輛的駕駛決策,匝道行駛流暢性更好,還能借助限速信息實現(xiàn)全智能控速。 ? ?
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? 借助 Mobileye 感知能力提升開發(fā)效率,用時約 1 年完成 NOP 領(lǐng)航輔助功能開發(fā)。根據(jù)蔚來汽車聯(lián)合創(chuàng)始人秦力洪披露,NOP 功能在早期不在 NIO Pilot 產(chǎn)品規(guī)劃內(nèi),為了滿足用戶需求,2019 年年中,蔚來決定新增 NOP 功能,輔助駕駛團(tuán)隊僅用 1 年的時間實現(xiàn)功能落地,體現(xiàn)團(tuán)隊開發(fā)速度和投入,也體現(xiàn)出與 Mobileye 合作的效率優(yōu)勢。然而,車主隨后反饋了 NOP 功能存在變道不夠靈活、進(jìn)入匝道的能力弱、識別限速錯誤導(dǎo)致超速、無法準(zhǔn)確識別實線、無法識別錐形桶等一系列問題。在隨后的版本升級中,蔚來優(yōu)化了部分功能,例如 2021 年 1 月上線的 NIO OS 2.9.0 修復(fù)了一些在 NOP 狀態(tài)下導(dǎo)致車輛實線變道的問題,提升了匯入主路以及駛離主路場景的穩(wěn)定性。在 2021 年 4 月的 NIO OS?2.10.0 更新中,NOP 體驗大幅優(yōu)化,調(diào)整了變道策略,車輛可以對錐形桶、行人以及自行車等物體進(jìn)行識別,并在儀表盤中動態(tài)顯示。 ?
NOP 上線后經(jīng)歷多個版本升級,體驗得到優(yōu)化,但是依賴 Mobileye 的感知方案結(jié)果就是體驗迭代較慢、上限低。2021 年 5 月,第三方車評機(jī)構(gòu)“42 號車庫”發(fā)布了關(guān)于特斯拉 Model 3、小鵬 P7、蔚來 EC6 及理想 One 的輔助駕駛大橫評,分別在 2020 年 6 月和 2021 年 4 月兩個時間點(diǎn),進(jìn)行包含擁堵路況跟車、常規(guī)車道保持、彎道、特殊場景、自動泊車等 6 個場景共 46 個測試項目,評估在不改變硬件只通過軟件更新的情況下,這四款車型輔助駕駛能力提升的幅度。在 2020 年 6 月的測試中,蔚來輔助駕駛得分 62.04分,位列四款車的末尾;而在 2021 年 4 月的評測中,蔚來的輔助駕駛性能提升了 18.33%到 73.41 分成為第三名,并且是輔助駕駛體驗提升幅度最大的車型。具體提升包括,車道保持功能在雨天的穩(wěn)定運(yùn)行(2020 年版本中雨天路面反光無法開啟使用),延長自動啟停等待時間減少擁堵路況的駕駛員干預(yù),在錐形筒前成功制動剎停等,大幅度優(yōu)化了駕駛員體驗。 ? 但是相比于小鵬 P7 的全棧自研輔助駕駛系統(tǒng),蔚來(包括老款理想 ONE)采用Mobileye 的視覺方案,固然有“可以快速上車實現(xiàn)功能落地”的好處,但是與此相伴的劣勢,是供應(yīng)商方案不透明、針對特性化需求的迎合程度低,帶來結(jié)果是,固然經(jīng)歷多個版本迭代,但最終功能體驗還是不太盡如人意。此外,硬件系統(tǒng)從 2018 年到 2021 年幾乎沒有升級,也造成蔚來第一代“866”產(chǎn)品輔助駕駛體驗難以趕超小鵬同期的 P7 及 P5。 ?
2022 年:二代系統(tǒng)開啟全棧自研,開啟軟件訂閱制收費(fèi)方式
英偉達(dá)芯片+自研算法,同期算力最高。2022 年 3 月,首款基于 NT2.0 平臺打造的車型 ET7 開始交付。ET7 搭載了全新的蔚來自動駕駛系統(tǒng) NAD。其超算平臺 NIO Adam,使用依托于 Linux 系統(tǒng)定制開發(fā)的 NVOS 操作系統(tǒng),配備 4 顆英偉達(dá) Orin 芯片,包括兩顆主芯片、一顆備份芯片和一顆群體智能與個性訓(xùn)練專用芯片,總算力高達(dá) 1016TOPS,是同時期特斯拉 FSD HW3.0 計算平臺 144TOPS 算力的 7 倍,提供了足夠的安全駕駛?cè)哂?,并為后續(xù) OTA 軟件升級留足空間。
激光雷達(dá)加入,感知能力升級。ET7 還標(biāo)配 Aquila 超感系統(tǒng),相比 NT1.0 平臺Aspen·白楊的感知系統(tǒng)配置,增加了一個重量級的零部件—1550nm 超遠(yuǎn)距高精度激光雷達(dá);在減少一個前視攝像頭的同時,增加了 2 個瞭望塔式側(cè)前視攝像頭、2 個側(cè)后視攝像頭、1 個后視攝像頭,且攝像頭像素由 180 萬升級到 800 萬高清;另外還增加了 1 個增強(qiáng)主駕感知、2 個高精度定位單元,以及 1 個 V2X 車路協(xié)同感知。配備 Aquila 超感系統(tǒng)的 ET7 可以有效識別路面凸起、井蓋缺失等此前難以識別的目標(biāo);即使前向主攝像頭被綠化帶和車輛遮擋,依靠兩個高位側(cè)前攝像頭,仍可以實現(xiàn)前向視覺的完整感知;其整體傳感器達(dá)到冗余,提升了感知的可靠性和自動輔助駕駛的安全性。
開啟全棧自研快速迭代,后續(xù)輔助駕駛功能潛力強(qiáng)。在自動輔助駕駛方面,ET7 目前只開放了自適應(yīng)巡航(ACC)、轉(zhuǎn)向燈控制變道(ALC)、車道保持(LCC)、自動緊急制動(AEB)等基礎(chǔ)的 L2 級輔助駕駛功能。但由于 NT2.0 的輔助駕駛系統(tǒng)在包括感知在內(nèi)的全部軟件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自研,蔚來的輔助駕駛體驗迭代明顯加速。例如:在 2022 年 5 月Banyan 1.0.1 CN 上線后,ET7 尚存在諸如無法通過簡單的彎道、無法準(zhǔn)確識別錐形筒、車道保持容易退出等問題,體驗相比 NT1.0 平臺反而有所不足(主要原因是在切換至全棧自研的過程中,許多開發(fā)需要重新來過)。待到 7 月 Banyan 1.1.0 上線,根據(jù)“42 號車庫”的評測,可以看到 ET7 的過彎能力得到了大幅提升,成功通過魔鬼彎,轉(zhuǎn)向燈控制變道(ALC)功能變得更加靈活,各項其他體驗也正在超越老款 866 車型。
即將上線全棧自研的 NOP Plus,2023 年預(yù)計開始覆蓋城市區(qū)域。李斌在 2022 年Q1 財報電話會上發(fā)言稱,自從 2022 年 3 月交付以來,ET7 展現(xiàn)出了全棧自研輔助駕駛功能所擁有的基于數(shù)據(jù)閉環(huán)、快速迭代輔助駕駛能力的優(yōu)勢。在 NT2.0 平臺智能硬件的加持下,全棧自研的輔助駕駛系統(tǒng)相比于第一代自動輔助駕駛系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)有幾倍的性能提升。而在 2022 年下半年,蔚來也將基于和騰訊合作研發(fā)的高精地圖以及 NT2.0 更好的底層硬件,推出領(lǐng)航駕駛 NOP 的自研增強(qiáng)版——增強(qiáng)領(lǐng)航輔助功能 NOP Plus,為后續(xù)城市 NAD輔助駕駛功能鋪路。
編輯:黃飛
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