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小鵬G9,能讓電動車步入下一個時代?

來源:新能源汽車網(wǎng)
時間:2021-12-08 18:08:15
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小鵬G9,能讓電動車步入下一個時代?新能源汽車(純電動)發(fā)展的速度太快,以至于哪怕只有區(qū)區(qū)幾個月,我們也期待在新產(chǎn)品上看見實質(zhì)性進步。否則,便覺得失望,甚至不屑。一旦接受這種節(jié)奏,

新能源汽車(純電動)發(fā)展的速度太快,以至于哪怕只有區(qū)區(qū)幾個月,我們也期待在新產(chǎn)品上看見實質(zhì)性進步。否則,便覺得失望,甚至不屑。

一旦接受這種節(jié)奏,回過頭看就會發(fā)現(xiàn),自特斯拉發(fā)布Model 3以來,市面上似乎確實沒有一款產(chǎn)品在核心參數(shù)上實現(xiàn)質(zhì)的突破。因此我不禁開始考慮,下一代電動車何時才能到來。

而在解答when(什么時候)之前,應(yīng)該先回答what,即下一代電動車什么樣?

這個問題其實沒有標準答案,尤其當我們站在時間線上向未來展望時,更無從判斷哪條路才正確。因此不妨借助馬斯克的第一性原理,把產(chǎn)品趨勢轉(zhuǎn)化為需求分析。特斯拉從最開始就提出了電動車應(yīng)該滿足的基本核心需求:充電(換電)快,續(xù)航長,夠聰明。

所以下一代電動車就應(yīng)該是:充電更快,續(xù)航更長,更聰明。

很巧,廣州車展上小鵬發(fā)布的G9完美地覆蓋了上述三點。

1.  充電更快

提升充電速度即提升充電功率(我們暫且擱置大功率充電和換電技術(shù)路線之爭),從原理上看,功率=電壓×電流,提升功率無非提升電壓或者提升電流兩條路。又因為發(fā)熱量Q=I?Rt,電流的提升會導(dǎo)致發(fā)熱指數(shù)型增加,所以最直接的腦回路便是提高電壓平臺。對應(yīng)到小鵬G9上,便是800V高壓平臺。

當然,基于現(xiàn)有的400V(實際國標500V)平臺提升電流的方案也有,最典型的就是特斯拉,還有極氪001。以特斯拉為例,想要達到V3峰值250kW的充電功率,電流需要600A。粗略計算下來同樣的充電功率800V平臺只需300A的電流即可,而發(fā)熱量更是大電流的1/4。

而且兩種技術(shù)路線在峰值功率持續(xù)時間上也存在較大差異,華為車載電源領(lǐng)域總裁王超曾公開表示,根據(jù)華為的研究,采用800V高壓模式的快充支持從30%-80% SOC范圍內(nèi)的最大功率充電,而低壓大電流模式僅能在10%-20% SOC維持最大充電功率,在其他區(qū)間功率衰減非常明顯。

考慮到華為押寶大電壓的立場背景,這句話我們可以打折聽。當然,不可否認的事實是,特斯拉的大電流充電方案的確會很快進入斷崖式下降的涓流充電期,從而給整體的充電效率拖后腿(但u1s1,在其他吹牛X的項目量產(chǎn)之前,特斯拉V3充電方案依舊是效率最高的存在)。

如果把格局打開的話,就能發(fā)現(xiàn)國際上標準化的方向都朝著高電壓在進發(fā)。不論是中日統(tǒng)一接口標準的下一代方案ChaoJi(年底完成標準立項),最大功率900kW(1500V,600A),還是歐美最終走向統(tǒng)一的CCS方案,最大功率460kW(920V,500A),均明確指向了高電壓平臺。

如此一來,堅持大電流的“特斯拉方案”就顯得格格不入,孤軍奮戰(zhàn),甚至有幾分悲涼。當然,基于足夠龐大的市場占有率,布局足夠強大的充電網(wǎng)絡(luò)倒也可能走出一條類似蘋果的唯我獨尊之路。只不過在未來全球統(tǒng)一標準的大勢之下,這就有種今天你開燃油車一定要加101號汽油才能發(fā)揮性能的感覺。

言歸正傳,說回小鵬。其實在800V之外,G9又同時加碼了600A大電流技術(shù),因此才有480kW的峰值充電功率和PPT上充電5分鐘,增加續(xù)航200+km的能力。換句話說,小鵬不僅要解決高壓充電帶來對電網(wǎng)的沖擊,還要像特斯拉一樣應(yīng)對大電流的發(fā)熱問題,對此發(fā)布會上小鵬表示會自建超級儲能站和帶液冷散熱技術(shù)的高壓充電樁,顯然這對成本控制會提出極大的考驗。

2. 續(xù)航更長

小鵬G9在車展上的亮相并未針對電池信息作出過多闡述,目前粗略了解的只有100kWh和600km-700km續(xù)航幾個簡單并且算不上突出的數(shù)字,個人認為SiC碳化硅才是更值得關(guān)注的技術(shù)。

許多人認為SiC的使用是由于IGBT可承受的電壓極限在750V,采用800V高壓平臺后傳統(tǒng)硅基IGBT無法耐高壓。顯然現(xiàn)成的反例就在面前,保時捷Taycan作為全球首款使用800V高壓平臺的量產(chǎn)車,就沒有在車身功率器件上使用SiC,而是沿用了IGBT。而SiC最核心的優(yōu)勢其實是提升效率,以及附屬性能優(yōu)勢。

由于SiC MOSFET的核心參數(shù)是導(dǎo)通電阻,IGBT核心參數(shù)為導(dǎo)通電壓,在通態(tài)損耗上SiC損耗功率隨電流變化指數(shù)增長,IGBT隨電流變化線性增長,在相同導(dǎo)通壓降下,SiC的輕載工況下導(dǎo)通損耗顯著小于IGBT。換句話說SiC在城市低速低負載情況下的損耗會明顯低于IGBT。

另外,IGBT模塊的FRD(快恢復(fù)二極管)在開關(guān)時存在反向恢復(fù)電流,一方面限制IGBT開關(guān)速度,另一方面增加反向恢復(fù)損耗。因此不論導(dǎo)通損耗還是開關(guān)損耗,SiC均優(yōu)于IGBT。

根據(jù)PCIM Europe的研究,按照WLTC工況測試,基于750V IGBT模塊及1200V碳化硅模塊仿真,400V母線電壓下,由750V IGBT模塊替換為1200V碳化硅模塊,整車損耗降低6.9%;如果電壓提升至800V,整車損耗將進一步降低7.6%。

特斯拉在這方面顯然嘗到了甜頭,IDTechEx數(shù)據(jù)顯示,采用SiC后,特斯拉Model 3的逆變器和永磁電機組合的效率高達97%,可能是全球最高效率之一(甚至去掉),續(xù)航能力比之前的方案提升了6%左右,而早期的Model S逆變器效率僅為82%。

因此即便小鵬G9沒有用上類似蔚來的半固態(tài)電池,仍能基于現(xiàn)有成熟技術(shù)進一步挖掘電池性能。而且除開效率優(yōu)勢,SiC還能帶來小型化、輕量化以及散熱優(yōu)勢,這些都能最終為續(xù)航的增加增添貢獻。

當然SiC還有車迷們最期待的性能優(yōu)勢。驅(qū)動電機的扭矩和轉(zhuǎn)速一般通過PWM脈沖調(diào)制進行控制,改變脈沖寬度即改變扭矩,改變頻率即改變轉(zhuǎn)速。而SiC在效率方面的優(yōu)勢帶來的高頻率特性,也在性能方面嶄露頭角。這一定程度上為特斯拉的Model S Plaid擊敗保時捷Taycan奠定了基礎(chǔ),也一定程度上解釋了比亞迪漢何以將功率密度提升一倍,達到3.9s的百公里加速。

其實除了成本高昂以外,SiC是非常優(yōu)秀的功率器件。但受限于制造工藝和成品率,目前只有高端車型才能享受得起,或許這也是小鵬在一輛售價位于40萬元區(qū)間的中大型SUV上采用SiC的緣故。

600km+的標稱續(xù)航里程已經(jīng)達到了普通燃油車的續(xù)航水平,而限制這一數(shù)據(jù)含金量的,正是電池在溫度、高速等工況下的衰減。SiC能一定程度上提高電能效率,再配合480kW接近加油速度的高壓快充,G9將為下一代電動車作出表率。

3. 更聰明

自動駕駛是全行業(yè)達成一致的發(fā)展趨勢,而在量產(chǎn)車上幾乎登上國內(nèi)頂峰,推出了NGP自動輔助駕駛的小鵬,在G9上搭載的硬件設(shè)備竟顯得有些“寒磣”。

從感知硬件上看,G9配備了2顆激光雷達,12顆攝像頭,5顆毫米波雷達,12顆超聲波雷達,甚至比級別更低更早推出的P5還要少一顆攝像頭。對激光雷達的運用,也不像同時期的許多競品一樣闊綽。

但細看具體性能,激光雷達從大疆覽沃提供的轉(zhuǎn)鏡半固態(tài)型換成了速騰聚創(chuàng)M1的MEMS微振鏡型,參數(shù)上有所提升。

更重要的是,小鵬的自動駕駛并不完全仰仗于高端的硬件。不論是NGP,或者在1024上發(fā)布但目前尚未交付的P5,XPilot的重點一直在于深度理解的全棧自研平臺。

自動駕駛并非簡單堆砌物料就能實現(xiàn)的技術(shù),特斯拉一直聲張只用攝像頭的視覺方案也能實現(xiàn)高階自動駕駛,就證明一定程度上現(xiàn)階段的硬件是過剩的?;蛘邠Q句話說,現(xiàn)階段大多數(shù)車企軟件的能力是嚴重不足的,并未完全發(fā)揮硬件基礎(chǔ)的全部實力。

鑒于此前小鵬向大家展現(xiàn)的軟件能力,再配合G9上將搭載的2顆總算力達到508TOPS的英偉達Orin X芯片,新車的自動駕駛能力還是相當值得期待的。

當然,很大概率前期交付的車型并不會開放所有功能。按照小鵬的節(jié)奏,2023年才會交付XPilot 4.0高階智能輔助駕駛系統(tǒng)??紤]到小鵬曾表示P7的硬件基礎(chǔ)也支持升級到XPilot 4.0,那么完全挖掘出激光雷達這套硬件的潛力或許也到2025年的XPilot 5.0甚至更晚了。

大咖觀察

簡單總結(jié)一下,800V高壓平臺,大電流液冷充電系統(tǒng),SiC平臺,基于激光雷達的更高階自動駕駛,這些其實是現(xiàn)階段幾乎所有電動新車型在發(fā)布會上“必備”的產(chǎn)品點。而小鵬G9最讓人期待的地方在于,它曾經(jīng)吹過的那些牛X,幾乎全都實現(xiàn)了。 不論是代表量產(chǎn)車第一梯隊的NGP自動駕駛輔助,還是全場景語音助手,當不少競品僅僅是在PPT上一搏眼球時,小鵬很努力地將“科幻作品”落地。因此G9或許不是最早在發(fā)布會上亮相“全球首款XXX”的車型,但卻最有可能是第一款量產(chǎn)的下一代電動汽車。