蔚来第二代电驱系统,最后会是“纸上谈兵”吗?
在刚刚过去的NIO DAY 2021,除了发布新车ET5以外,笔者很荣幸,受邀采访到了蔚来联合创始人秦力洪,在采访中,秦力洪表示,蔚来目前积极建设自研能力;相信大家都了解,把技术和供应掌握在自己手里,就不会被别人“卡脖子”。
之前在分析今年的新能源市场渗透上就有说过,今年的新能源市场大幅度增长,超出预期,在电动车的关键结构中,除了曝光度最高的电池以外,还有电机和电控三个主要部门,组成了电动车的“三大件”,要想将电动行业做的越来越好,这三者都需要共同推进。
蔚来在ET7发布时,不仅仅发布了半固态电池,还有我们今天想要聊的——第二代电驱系统。
先问大家一个问题,如何增加车辆动力呢?
燃油车和电动车一样,都需要增加更大功率的输出单元,无论是发动机还是电机,都有最大输出功率,想要车有更大动力,那就增加功率,电动车就增加电机功率,理论上没错。
但增加功率,就需要增大电压以及电流,才能达到更大输出功率。
在产品内部,不管是留给电池还是电机等,结构空间是比较有限的,所以无论是电池还是电机,想要增大,都尽可能的保证重量和体积,这也是为什么动力电池一直在努力提升能量密度的原因,就是为了在固定空间下,塞下更多的电池。
蔚来想要保证自身品牌拥有性能的调性,就必须要有足够功率的电机,想要功率大,效率高,并且还要保证体积小的电机,那就有一些困难,不是体积受限就是价格不划算,对于做买卖来说,肯定是想要买到各方面都匹配自身产品的配件,该怎样解决呢?那就自研吧,这样既能拥有绝对的核心技术,也不会被“卡脖子”,更重要的是成本可控,拥有绝对的主动权。
在ET7发布时,蔚来也公布了自己的电驱系统,前永磁同步电机最大功率180kW,后异步感应电机最大功率300kW,均比上一代有不小的提升。
除了电机增大功率,更要保证电池可以更好的把电能传送给电机。
在电动车中,电池输出的是直流电,目前电动车常见的电机都为交流电机,那电池直流电想要输出给交流电机,中间就需要有一个转换的过程,中间的转换过程就需要电控单元中的功率模块来把控。
功率模块有什么作用?
功率模块现实中看起来就很像是一个电路板,也是电机控制的核心单元,如果我们把电驱系统比做是一个向水池放水的过程,电池相当于“水”,而功率模块就是水管和水龙头,电机就是水池,功率模块就是控制水放到水池的核心,关乎到了水流大小和放水速度,所以,功率模块在电驱系统中,起着非常关键的作用。
目前在功率模块上,大多企业采用传统硅基IGBT功率模块,伴随电机的功率持续增加,功率模块需要从电池输送到电机的功率也逐渐变大,由于传统硅基IGBT自身特性,存在一定的局限性,目前存在的劣势就是电压范围窄,通过电流有限,而想要达到固定的功率,就需要电压和电流来配合。
公式:功率=电压*电流
而硅基IGBT受限,固然就需要寻找更好的替代品,在既能保证重量和体积的同时,更要保证拥有电驱系统更好的传输性能,针对以上需求,业界普遍将碳化硅视为替代传统硅基IGBT的下一代方案。
而蔚来第二代电驱系统中,功率模块就采用了碳化硅。
其实在电动车行业内,蔚来并不是首款搭载碳化硅的车型,在特斯拉model 3上,以及比亚迪汉高性能版上,就已经搭载碳化硅功率模块,那碳化硅到底有什么优点呢?
碳化硅拥有高击穿电压,碳化硅的击穿场强为2500kV/cm,而硅材料只有300kV/cm,这意味碳化硅可以在更低的厚度下实现更高的击穿电压。
相信在今年各大展会以及各家电动车企业的新闻中,大家都有所了解,在面对充电等多方面用户需求的背景下,800V高电压架构成为了下一代车型的主流平台,在增加电压的背景下,击穿电压也同样需要增加,所以,碳化硅对于高电压有更好的自身优势。
除了击穿电压,碳化硅期间还具有比硅更低的导通电阻,栅极电荷、反向回复电荷特性,以及更高的热导率,也就是说,在电池将直流电转换成交流电书送给电机的过程中,碳化硅能够有更好效率的转换,有效的降低转换电能过程中的浪费。
而在汽车层面上,碳化硅的确能够实现更高的电压,更低的电流和更少的横截面电缆以及连接器,有效的降低汽车重量;那碳化硅有这么多优势,为啥不大面积的普及使用呢?
碳化硅功率模块制造工艺复杂,成本较高,碳化硅的成本是要高于硅基IGBT,这也是目前在行业内并没有达到非常大面积的普及的原因。
国内目前仅有比亚迪汉一台车有搭载,并且只有在四驱高性能版才使用,因为对功率要求更大,才有必要用更高效功率模块,而由于成本受限,是普通版并未搭载的原因。
总结
在前文说过,电动车也像燃油车一样,拥有属于自己的“三大件”,而这三个单元都决定着电动车的不同特点;目前,我们在各种发布会和车展上,经常能够看到各家企业在对自己的智能座舱、辅助驾驶等领域大力宣传,却很少提及关于自己产品在电池、电机等技术的解读。
而蔚来ET7在拥有众多技术升级的背景下,才引起了行业内的轰动,不过技术再好,没有现车也是空谈,造车需要技术,但需要的绝不是PPT技术,可别像“赵括”一样,只会“纸上谈兵”。