在很长一段时间里,的成功被认为是靠着“冰箱、彩电、大沙发”,而不是什么深厚的技术实力。这也让很多车企产生了一种错觉,认为复制理想汽车的成功并不难。
于是,越来越多的“小理想”在市场上涌现。
在车上装个“冰箱、彩电、大沙发”并不算难,毕竟连供应商可能都是现成的,但能达到和理想汽车一样月销规模与单车均价的,却没有。
表面上看,“冰箱、彩电、大沙发”是可以轻易攻破的技术壁垒,但如果在之前听过理想汽车寻找合适的车载冰箱供应商的故事,或许就能明白,就像彩电有不同尺寸、冰箱也有不同功能一样,都是做“冰箱、彩电、大沙发”,可有些品牌就能做得更好。
而在展示了空悬、NVH、智驾与安全领域的技术实力后,理想又在L6与用户即将迎来第一个用车冬季时,向我们揭开了围绕冬季用车体验的技术思考。
理想汽车的工程师也并非“上帝之手”,能改变电池的客观物理规律,但面对“如何在冬季提升续航里程、补能体验,解决用户焦虑”这个困扰新能源车的难题,理想汽车就像过去无数次一样,在我们已经习以为常的技术方案上,去寻找那个可能存在的,更极致的解决方案。
磷酸铁锂电池,从“不用”到“真香”
在上市之初,就有“好事者”翻出来李想早些年的微博,说增程车不会使用磷酸铁锂电池,如今自己“打脸”了。
但技术的发展不应该“刻舟求剑”。
李想当初提到的这些问题,在理想汽车工程师团队的努力之下如今得到了解决,并且让L6上搭载的磷酸铁锂电池获得了接近于三元锂电池的体验。
磷酸铁锂电池存在的一个核心问题是电量预估不准,在投诉网站上也可以看到大量关于磷酸铁锂电池“突发失速”、续航里程不准的投诉。
相比于三元锂电池的开路电压与剩余电量通常呈现一一对应关系,可以通过测量电压来精准预估电量,磷酸铁锂电池的同一个开路电压可能对应多个电量值,从而导致电量难以校准。
行业解决这一问题的方式,通常是建议用户定期将电池充满,以用于电量校准,但对于增混用户来说,将电池充满的机会比纯电更少,因此磷酸铁锂电池在增混车型上的应用,也放大了这个缺陷。
这也是当初李想表示不会在增程车上使用磷酸铁锂电池的原因。
但理想汽车历经3年时间自主研发了ATR自适应轨迹重构算法,能够根据车主日常用车过程中的充放电变化轨迹,实现电量的自动校准。即便用户长期不满电,或是用油行驶,电量的估算误差也能维持在3%-5%。更精准的电量预估,也使得L6在低温场景下的电池放电电量提升至少3%,从而改善冬季续航表现。
理解这个算法的逻辑,可以将电池电量预估想象为一个100mL的水杯,在没有刻度的情况下,判断杯内水量的数学题:
我们预估100mL水杯内水量为50mL,那么获得的最大误差就是50mL,此时向杯内倒入30mL水且没有溢出,那么我们就能够知道杯内水量肯定是大于30mL,同时小于100mL的,那么就可以得到一个新的估值65mL,其误差就是35mL;再次倒入30mL水后,误差就减小到了20mL……随着倒水次数越多,这个水量误差就变得越小。
理解这个原理后,回到磷酸铁锂电池的电量预估,因为其在30%-95%的SOC状态下,电压非常接近,这就像是那个没有刻度的水杯,而通过用户在用车过程中的不断充放电,算法就可以持续修正这个电量误差。
在解决了电量预估问题后,磷酸铁锂电池在低温环境下放电能力衰减较大也是另一个影响用户体验的痛点。
电池放电、输出功率的原理就像是大坝放水,放电时电压“水位”落差越大,输出功率就越强,但这个电压落差有一个安全边际,一旦低于边界就会对电池造成一些不可逆的损伤。而电池材料对于温度敏感,因此低温下会更容易出现更快的电压跌落和更大的电压波动,行业会采用较为保守的功率控制算法,以限制低温放电的电压落差。
但这种冗余,也会使得大量的电量被浪费而无法使用。
为此,理想汽车自研了APC功率控制算法,通过高精度的电池电压预测模型,实现了未来工况电池最大能力的毫秒级预测,可在安全边界内,最大限度释放动力。具体到理想L6上,其低温环境电池峰值功率提升了30%以上,增程器启动前的放电电量提升了12%以上。
而通过ATR和APA两个算法的共同作用,解决了磷酸铁锂电池的痛点,同时让理想L6的低温纯电续航提升了15%。
“温暖”从何处来?到何处去?
相比于燃油车在冬季有足够的发动机废热可以用于座舱取暖,新能源车尤其是纯电动车的冬季热源也只能来自于电池电量,而座舱加热就成为了耗能“大户”。
冬季的车用空调除去采暖功能外,还需要解决车窗“起雾”的问题,行业通常的解决办法是通过外循环引入车外干燥凉爽的空气进行除雾,但在寒冷的北方,这意味着额外的制热负担,带来空调能耗的增加。
为了解决这一问题,理想汽车创新式采用了双层流空调箱的设计,将空调进气结构进行上下分层,引入的外部空气分布在上层空间,解决玻璃起雾问题的同时,也让乘员可以呼吸到新鲜空气;而内循环的暖空气则在座舱下面,消耗较少的能量就可以保证温暖。在理想MEGA上,双层流空调箱在-7℃ CLTC标准工况下带来了57W的能耗降低,意味着3.6km的续航提升。
这是理想对于热量精细化利用的一个缩影,而这背后是热管理系统架构的自研创新,其核心是热量的更加灵活、精准分配。
我们可以通过一些场景来理解,比如冬季早晨的通勤,在城市工况下,电驱系统有少量余热可以为座舱供暖,传统方案的余热是经过电池,为电池加热后再来到座舱。而如果此时电池电量较高,其实并不需要这个加热,这使得热量被浪费。而理想汽车在热管理系统的回路中增加了绕过电池的选项,带来了12%的能量节约。
再比如高速行驶时,电驱余热充足,在为乘员舱供热的同时,可以将多余热量储存于电池中,理想MEGA 102.7kWh的大电池以及良好的保温性能,使得其成为一个优秀的储热单元。在驶下高速后,这部分储存热量就可以作为电驱余热的补充,为乘员舱供热。
同时,理想汽车通过对零部件的高效、集成设计,减少了热量在管路中的损失,并解决了空间布置的难题。
而在创造“温暖”方面,行业目前常用的是PTC加热或热气旁通方案,但前者体积、能耗大而后者在初始阶段制热速度慢,压缩机噪音大。
为了解决这个问题,理想MEGA采用了自研多源热泵系统,拥有多达43种模式可以应对全温域多场景下的能量调配。
在制热能力保障的基础上,热量的精细分配既能降低能耗,也能提升乘员的舒适度——比如三排乘员需要均衡的温度体验,同时人体四肢的热需求高于躯干,头部又需要保持清爽。
为了达到这种舒适度效果,理想汽车设计了更加精准的出风口位置,形成流场,让热量精准送达人体感知部位,热得更快,体感更舒适。同时还应用了仿真计算,优化整车的风量分配,使得前后排乘客获得同等的舒适性体验。
甚至,在MEGA上还增加了更多的传感器,多达51个空调标定可调用全车传感器,包括了天气预报、地图导航等信号,使得空调可以根据车外环境不断调整制热输出,保证车内温度的稳定。
比如在隧道场景下,理想MEGA可以通过地图信息识别隧道场景,结合光照传感器、外温传感器综合判定,在温度控制上做特殊处理,对车外污染源做隔绝,以保证座舱舒适度。
技术与人性的融合
李想曾经自述过自己的汽车消费观,其中他写了这样几段话:
“做汽车之家对我而言是一个巨大的变化,我从一个技术产品导向的人彻底变成了消费者和市场导向的人。”
“关注技术,赢得专业的口碑;关注消费者和市场,赢得最多的消费者和市场的胜利。”
这或许也可以解释,后来的理想汽车在很长时间里被认为是“没有技术”,而“冰箱、彩电、大沙发”能够被理想汽车所定义,也是顺理成章。
但其实这与技术本身,并不矛盾——为了满足消费者的需求,仍然要回归技术本身,只是做技术的出发点与目标不同而已。
就像理想汽车的工程师团队,也会有很多前文所述的技术创新,以及研发过程中的一些巧思。
比如在研发座舱空调系统时会用到的一个由工程师们自研的可穿戴式舒适度测试单元。
相比于业内惯用的空调假人,由工程师佩戴设备参与测试,可以获得更多来自人主观感受的数据,它可以与客观数据相结合,对空调系统的工作效果进行更多元维度的评价。
因为人个体的差异,不同用户可能对同样一个温度也有不同的感知,而最终产品交付用户的理想状态,是无论用户有怎样的需求差异,都能够被产品所满足。那么在研发过程中,将大量人的主观感知数据加入到研发模型中,就有机会去更好地解决单纯测试数据的局限性,同时相比交付后被用户“挑毛病”,工程团队也可以更早地将问题在研发阶段解决。
事实上,很多时候用户对于“感知”的认知与科学数据之间是有差距,甚至是相反的,但这种用户感知却不能被忽略。
比如新能源车冬季续航降低的原因,大多数人能够理解是电池的效率降低,少数人可能还能回答出是空调消耗更大,但事实上,影响比重最大的却是驱动负载的增加,而导致驱动负载增加的最重要因素,是轮胎滚阻。
这和大多数人认知中轮胎越硬,阻力越低是相反的。
所以理想汽车在以满足用户与市场需求为目标的前提下,一方面通过技术本身来改善客观世界的物理局限,另一方面也通过技术将人的体验与实验数据建立连接。
这并非对技术的不重视,而是让技术更好地服务产品与用户。
大公司视点
“创造移动的家,创造幸福的家”不仅仅是一个口号,而是贯穿于理想汽车从产品定义、研发到最终交付用户全过程的,对于人本身的尊重和理解。
这也就回答了开篇的问题,很多车企看似学到了“冰箱、彩电、大沙发”,但就像在华强北买的“AirPods”与“iPhone”,看上去和Apple正品一样,但体验能一样吗?成本、技术都只是表层的直接原因,而更深层的,是一个品牌的价值观、目标与理念。
在理想汽车冬季用车技术日上,理想还少有地展示了自己对于未来技术的储备与探索,大到新热泵系统的预研,小到空调压缩风机的设计。你会发现,在行业成熟的解决方案基础上,理想汽车总是那个愿意为了更环保、更小体积重量、更好用户体验,而去尝试创新的品牌。
你说“冰箱、彩电、大沙发”是什么很新的设计吗?但理想汽车就是能够打破行业的普遍惯例,而实现突破。