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電驅系統升級:能耗管理優勢盡顯?
堅持電驅動系統全棧自研及制造,雙電機方案持續迭代。蔚來堅持自研電驅系統,設立南京先進技術制造中心 XPT,負責電驅動系統和電池的研發與制造,技術路線方面采用前永磁同步電機、后感應異步電機的雙電機架構,在兩驅工況時永磁同步電機工作,能耗接近單電機車型;而在加速、脫困等四驅工況時兩臺電機合力輸出,發揮雙電機四驅優勢。蔚來于 2018 年 6 月推出 240kw 異步感應電機,2019 年 6 月研發成功 160kw 永磁同步電機,2022Q1 推出第二代電驅系統并搭載于 ET7、ET5 和 ES7,其中,前永磁同步電機、后異步感應電機最大功率分別達到 180/300kw,系統最大功率 480kw,峰值扭矩 850N·m。 ? ?
? ? 第二代電驅系統在硬件、算法端實現優化,加強電機效率、提升駕乘體驗。蔚來第二代電驅系統不僅功率大小相較于上一代電驅系統明顯提升,而且通過使用碳化硅(SiC)模塊、優化電磁方案和減速器速比等技術提高功率密度和電機效率,并在算法層面采用“全域 PWM 控制”這一全工況開關控制策略,利用算法控制發揮硬件性能,實現不同工況下功耗、NVH 等多目標優化。在保持電驅系統體積、重量沒有明顯提升的前提下,蔚來第二代電驅系統峰值功率提升 20%,峰值扭矩提升 23%,減速器速比也從 9.57 優化至 10.48,功率密度超過了 2.04kW/kg。
? 1. 永磁同步電機采用碳化硅(SiC)模塊。蔚來首次在電機控制器上應用來自安森美提供的碳化硅模塊,與傳統的硅基材料相比,碳化硅具有更寬的禁帶寬度、更高的導熱率、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”算法實現多目標優化。算法定義硬件,好的算法通過對硬件的“控制”和“調教”,挖掘硬件特性,進而實現各種功能。蔚來在第二代電驅系統上采用“全域 PMW 控制”算法,通過脈沖寬度調制(PWM)對電機進行控制,優化在不同工況、場景下電機實際轉速和輸出功率。 ? ?
? 3. NVH 相較于上一代電驅系統降低 5-15dB。電機的功率和扭矩的提升會產生一些諧波上的負面影響,蔚來第二代電驅系統通過采用齒輪的精密優化設計、懸置融合控制的 EDS 總成模態優化、電機非均勻氣隙及高正選氣隙磁密等技術手段,以及更為先進的諧波抑制算法,使得整體噪聲降低了 5-15dB,實現了更好的 NVH效果。 ?
? ? 電池技術持續迭代,固態電池預計 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準續航電池包(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,低溫續航損失降低 25%,并且通過新一代 CTP 技術,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,目前由于研發和工程環節的進展有一定延期)上市 150kWh固態電池,通過正極、負極和固液電解質方面的工藝創新,提高高鎳三元材料穩定性、解決體積膨脹和循環壽命等問題,能量密度達到 360Wh/kg,續航里程能夠突破 1000km。
? ? 優化風阻系數,續航升級。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,風阻系數每降低 0.01,可提升 5-8km 的續航里程。NT2.0 平臺的三款車型 ET7、ES7、ET5 風阻分別為 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 風阻系數 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 風阻系數已躍升全球第二位,僅次于奔馳 EQS,與特斯拉 ModelS Plaid 表現相當。據蔚來透露,本次空氣動力學團隊由中國、美國、歐洲三方組成,共同研發 ET7 的低風阻車身設計,降低整體風阻 25%,將車身前部和尾部的下壓力提升 5%。其中通過對主動進氣格棚的優化設計,降低 8.8%的氣動阻力,續航提升 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性 ? 座艙空間注重和諧的美學設計,內飾強調豪華品牌的質感。以 ET5 為例,ET5 采用一體環抱式空間設計,主要體現為(1)采用全景玻璃天幕;(2)配色和諧:整體色調搭配注重一致性,包括安全帶和方向盤也采用同色設計;(3)細節處“無縫銜接”、保持整體感:ET5 的整個內飾沒有“斷層”,例如豎立式的大屏將 T 字區和整個中控臺相連接,從按鍵到無線充電區和杯托、延伸到中央扶手,過渡銜接非常自然。整個設計都保持了蔚來作為豪華品牌一貫的審美與調性,努力打造乘坐人被內飾環繞的體驗。內飾顏色共有六種,其中苔原綠、琥珀橙等專屬色別具一格,可以在保持品牌質感的同時體現車主本人的個性與色彩。 ? ?
? ? 2. 智能車機:座艙芯片及屏幕硬件升級,強化 ET7 人機交互能力 ? 座艙芯片升級為高通 8155 芯片,流暢度大有提升。蔚來第二代產品中,ET7 采用高通第三代驍龍汽車數字座艙平臺,智能座艙芯片從此前的英偉達 Tegra X1 芯片也升級到了高通 8155 芯片,能夠支持 WiFi6、藍牙 5.2、AI 加速計算和 5G 網絡。高通 8155 座艙芯片為當前市場上最先進的智能座艙芯片,蔚來、小鵬和理想新發車型均搭載了基于驍龍8155 的高性能座艙平臺解決方案。根據試駕用戶反饋,車機硬件升級后操作車機和 NOMI的反應速度和一代產品相比都有明顯提升。 ? 中控屏尺寸與分辨率均有提升,顯示質感更上一層樓。與一代產品相比,ET5 和 ET7中控屏從 11.3 英寸升級至 12.8 英寸,分辨率達 1728*1888,畫面更加清晰;并采用AMOLED 技術,畫面顯示對比度更強,避免陽光強烈時看不清楚或漏光的現象。儀表屏從 9.8 英寸升級為 10.2 英寸,通過 Mini LED 背光技術實現 HDR 高動態顯示效果,對比度更強。ET7 后排還增加了一個 6.63 英寸的 HDR 控制屏,可以進行后排多媒體控制等。 ?
? ? 智能燈光、AR/VR 等特色數字體驗塑造有溫度感的座艙空間。ET5 和 ET7 氛圍燈設計提供 256*256 種色彩組合,燈光隨音樂、車速、香氛、溫度智能調節,根據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 還搭載了全景數字座艙PanoCinema,并標配 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 光學鏡片,可實現雙目 4K 顯示,同時可以配合 256色數字光幕氛圍燈和 7.1.4 杜比全景音響系統,帶來全感官的沉浸體驗。 ?
? ? 3. 頂配聲學系統:打造駕乘差異化體驗 ? 蔚來第二代車型配置“標配即頂配”的聲學系統,已為試駕者留下了深刻的印象。ET5和 ET7 都標配 7.1.4 沉浸聲系統,營造廣闊的聲場空間和真實的臨場感;配置 23 個揚聲器,20 路 1000W 功率輸出,搭配 Dolby Atmos 杜比全景聲技術及 Dirac Pro 領先的空間聲學算法,構筑極致的沉浸式聲音體驗。 ? 蔚來對于聲學配置的重視程度明顯高于傳統豪華品牌,ET5 達到了現有產品中的最高“聲學性價比”。在高端車型市場競爭中,傳統豪華車型配備揚聲器數量在 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 揚聲器數量均為 23 只,為現有產品最高配置。尤其是 ET5,以最低不到 33 萬元的價格,聲學配置卻達到了 40 萬元以上價格帶的產品的水平。從其他聲學配置來看,大部分 30 萬元以上新勢力品牌車型都配備有低音炮、功放、調音服務等升級配件,ET5 和 ET7 均配置杜比全景聲,而傳統豪華 車企則配置相對單一。 ?
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輔助駕駛:開啟全棧自研,
硬件預埋,期待功能交付
蔚來輔助駕駛的發展總體而言經歷過兩個階段。第一代系統從 2018 年 ES8 首發上市,后續 ES6、EC6 車型完全集成這套系統的硬件,并且通過軟件 OTA 在 3 年的時間內不斷做出優化。第二代系統從 2022 年 3 月 ET7 交付開啟量產搭載。 ? 2018-2021:Mobileye 合作得與失:功能快速上線,但是體驗優化上限低 ? 輔助駕駛研發始于 2016 年,使用 Mobileye 芯片和預裝感知算法,寫入自研決策程序。首先回顧蔚來第一代輔助駕駛系統。2016 年底,蔚來開始與 Mobileye 合作,2018年 5 月全球第一臺搭載 Mobileye EyeQ4 芯片的量產車 ES8 正式交付。ES8 基于蔚來第一代技術平臺 NT1.0 打造,采用 Mobileye EyeQ4 作為視覺感知處理芯片,其中預裝 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 個環視攝像頭、5 個博世第四代中距毫米波雷達、12 個博世第 6.5 代超聲波傳感器、1 個駕駛狀態檢測攝像頭,是當時最強的感知系統。之后發布的 ES6 和 EC6 也延續了同樣的系統硬件配置。 ?
? ? 2020 年 10 月蔚來重要輔助駕駛系統版本 OTA,成為全球第 2 個實現領航輔助(NOP)的車企。蔚來首款產品 ES8 交付后,通過 2018 年 10 月、2019 年 6 月兩次系統 OTA,蔚來實現了包括前向碰撞預警、車道保持、自動泊車等基礎輔助駕駛功能。2020 年 10 月,NIO OS 2.7.0 版本更新中,蔚來上線了領航輔助(NOP)功能。借助 Mobileye 的感知能力,結合自研決策控制算法,蔚來的車輛實現了在封閉道路依據導航自動切換車道、自動進出匝道、巡航速度調節等功能。至此,蔚來成為除特斯拉外全球第二個實現領航輔助功能的車企,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全智能控速。 ? ?
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? 借助 Mobileye 感知能力提升開發效率,用時約 1 年完成 NOP 領航輔助功能開發。根據蔚來汽車聯合創始人秦力洪披露,NOP 功能在早期不在 NIO Pilot 產品規劃內,為了滿足用戶需求,2019 年年中,蔚來決定新增 NOP 功能,輔助駕駛團隊僅用 1 年的時間實現功能落地,體現團隊開發速度和投入,也體現出與 Mobileye 合作的效率優勢。然而,車主隨后反饋了 NOP 功能存在變道不夠靈活、進入匝道的能力弱、識別限速錯誤導致超速、無法準確識別實線、無法識別錐形桶等一系列問題。在隨后的版本升級中,蔚來優化了部分功能,例如 2021 年 1 月上線的 NIO OS 2.9.0 修復了一些在 NOP 狀態下導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定性。在 2021 年 4 月的 NIO OS?2.10.0 更新中,NOP 體驗大幅優化,調整了變道策略,車輛可以對錐形桶、行人以及自行車等物體進行識別,并在儀表盤中動態顯示。 ?
NOP 上線后經歷多個版本升級,體驗得到優化,但是依賴 Mobileye 的感知方案結果就是體驗迭代較慢、上限低。2021 年 5 月,第三方車評機構“42 號車庫”發布了關于特斯拉 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,進行包含擁堵路況跟車、常規車道保持、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定運行(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,在錐形筒前成功制動剎停等,大幅度優化了駕駛員體驗。 ? 但是相比于小鵬 P7 的全棧自研輔助駕駛系統,蔚來(包括老款理想 ONE)采用Mobileye 的視覺方案,固然有“可以快速上車實現功能落地”的好處,但是與此相伴的劣勢,是供應商方案不透明、針對特性化需求的迎合程度低,帶來結果是,固然經歷多個版本迭代,但最終功能體驗還是不太盡如人意。此外,硬件系統從 2018 年到 2021 年幾乎沒有升級,也造成蔚來第一代“866”產品輔助駕駛體驗難以趕超小鵬同期的 P7 及 P5。 ?
2022 年:二代系統開啟全棧自研,開啟軟件訂閱制收費方式
英偉達芯片+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 NAD。其超算平臺 NIO Adam,使用依托于 Linux 系統定制開發的 NVOS 操作系統,配備 4 顆英偉達 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練專用芯片,總算力高達 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冗余,并為后續 OTA 軟件升級留足空間。
激光雷達加入,感知能力升級。ET7 還標配 Aquila 超感系統,相比 NT1.0 平臺Aspen·白楊的感知系統配置,增加了一個重量級的零部件—1550nm 超遠距高精度激光雷達;在減少一個前視攝像頭的同時,增加了 2 個瞭望塔式側前視攝像頭、2 個側后視攝像頭、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 個增強主駕感知、2 個高精度定位單元,以及 1 個 V2X 車路協同感知。配備 Aquila 超感系統的 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;即使前向主攝像頭被綠化帶和車輛遮擋,依靠兩個高位側前攝像頭,仍可以實現前向視覺的完整感知;其整體傳感器達到冗余,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,后續輔助駕駛功能潛力強。在自動輔助駕駛方面,ET7 目前只開放了自適應巡航(ACC)、轉向燈控制變道(ALC)、車道保持(LCC)、自動緊急制動(AEB)等基礎的 L2 級輔助駕駛功能。但由于 NT2.0 的輔助駕駛系統在包括感知在內的全部軟件領域實現自研,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,許多開發需要重新來過)。待到 7 月 Banyan 1.1.0 上線,根據“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 年預計開始覆蓋城市區域。李斌在 2022 年Q1 財報電話會上發言稱,自從 2022 年 3 月交付以來,ET7 展現出了全棧自研輔助駕駛功能所擁有的基于數據閉環、快速迭代輔助駕駛能力的優勢。在 NT2.0 平臺智能硬件的加持下,全棧自研的輔助駕駛系統相比于第一代自動輔助駕駛系統,應當有幾倍的性能提升。而在 2022 年下半年,蔚來也將基于和騰訊合作研發的高精地圖以及 NT2.0 更好的底層硬件,推出領航駕駛 NOP 的自研增強版——增強領航輔助功能 NOP Plus,為后續城市 NAD輔助駕駛功能鋪路。
編輯:黃飛
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