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投入100亿、拒绝9.9万,小米想用技术做出高端车 |焦点分析

类别:科技 发布时间:2023-12-29 12:18:00 来源:AITO问界M9 EV 36氪

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。

投入100亿、拒绝9.9万,小米想用技术做出高端车 |焦点分析

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。

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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。

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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。

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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。

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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软件,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。

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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。

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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。

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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。

硬件方面,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。

软件方面,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。

由软硬件构成的感知能力,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。

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小米自研智能驾驶技术

小米澎湃OS操作系统,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操作系统。

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协议,支持接入更多产品。

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小米SU7智能座舱

硬件配置方面,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。

交互方面,小米汽车支持五个屏幕联动,可调整多个应用窗口。手机与车机连接后,可将手机应用软件投射至车机屏幕。

此外,小米澎湃OS还支持OTA下载与升级同步进行,譬如座舱系统OTA整包升级时长约3分钟,全车整包升级约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。

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