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广州车展亮相的小鹏G9,能让电动车步入下一个时代?

新能源汽车(纯电动)发展的速度太快,以至于哪怕只有区区几个月,我们也期待在新产品上看见实质性进步。否则,便觉得失望,甚至不屑。

一旦接受这种节奏,回过头看就会发现,自特斯拉发布Model 3以来,市面上似乎确实没有一款产品在核心参数上实现质的突破。因此我不禁开始考虑,下一代电动车何时才能到来。

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而在解答when(什么时候)之前,应该先回答what,即下一代电动车什么样?

这个问题其实没有标准答案,尤其当我们站在时间线上向未来展望时,更无从判断哪条路才正确。因此不妨借助马斯克的第一性原理,把产品趋势转化为需求分析。特斯拉从最开始就提出了电动车应该满足的基本核心需求:充电(换电)快,续航长,够聪明。

所以下一代电动车就应该是:充电更快,续航更长,更聪明。

很巧,广州车展上小鹏发布的G9完美地覆盖了上述三点。

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充电更快

提升充电速度即提升充电功率(我们暂且搁置大功率充电和换电技术路线之争),从原理上看,功率=电压×电流,提升功率无非提升电压或者提升电流两条路。又因为发热量Q=I²Rt,电流的提升会导致发热指数型增加,所以最直接的脑回路便是提高电压平台。对应到小鹏G9上,便是800V高压平台。

当然,基于现有的400V(实际国标500V)平台提升电流的方案也有,最典型的就是特斯拉,还有极氪001。以特斯拉为例,想要达到V3峰值250kW的充电功率,电流需要600A。粗略计算下来同样的充电功率800V平台只需300A的电流即可,而发热量更是大电流的1/4。

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而且两种技术路线在峰值功率持续时间上也存在较大差异,华为车载电源领域总裁王超曾公开表示,根据华为的研究,采用800V高压模式的快充支持从30%-80% SOC范围内的最大功率充电,而低压大电流模式仅能在10%-20% SOC维持最大充电功率,在其他区间功率衰减非常明显。

考虑到华为押宝大电压的立场背景,这句话我们可以打折听。当然,不可否认的事实是,特斯拉的大电流充电方案的确会很快进入断崖式下降的涓流充电期,从而给整体的充电效率拖后腿(但u1s1,在其他吹牛X的项目量产之前,特斯拉V3充电方案依旧是效率最高的存在)。

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如果把格局打开的话,就能发现国际上标准化的方向都朝着高电压在进发。不论是中日统一接口标准的下一代方案ChaoJi(年底完成标准立项),最大功率900kW(1500V,600A),还是欧美最终走向统一的CCS方案,最大功率460kW(920V,500A),均明确指向了高电压平台。

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如此一来,坚持大电流的“特斯拉方案”就显得格格不入,孤军奋战,甚至有几分悲凉。当然,基于足够庞大的市场占有率,布局足够强大的充电网络倒也可能走出一条类似苹果的唯我独尊之路。只不过在未来全球统一标准的大势之下,这就有种今天你开燃油车一定要加101号汽油才能发挥性能的感觉。

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言归正传,说回小鹏。其实在800V之外,G9又同时加码了600A大电流技术,因此才有480kW的峰值充电功率和PPT上充电5分钟,增加续航200+km的能力。换句话说,小鹏不仅要解决高压充电带来对电网的冲击,还要像特斯拉一样应对大电流的发热问题,对此发布会上小鹏表示会自建超级储能站和带液冷散热技术的高压充电桩,显然这对成本控制会提出极大的考验。

续航更长

小鹏G9在车展上的亮相并未针对电池信息作出过多阐述,目前粗略了解的只有100kWh和600km-700km续航几个简单并且算不上突出的数字,个人认为SiC碳化硅才是更值得关注的技术。

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许多人认为SiC的使用是由于IGBT可承受的电压极限在750V,采用800V高压平台后传统硅基IGBT无法耐高压。显然现成的反例就在面前,保时捷Taycan作为全球首款使用800V高压平台的量产车,就没有在车身功率器件上使用SiC,而是沿用了IGBT。而SiC最核心的优势其实是提升效率,以及附属性能优势。

由于SiC MOSFET的核心参数是导通电阻,IGBT核心参数为导通电压,在通态损耗上SiC损耗功率随电流变化指数增长,IGBT随电流变化线性增长,在相同导通压降下,SiC的轻载工况下导通损耗显著小于IGBT。换句话说SiC在城市低速低负载情况下的损耗会明显低于IGBT。

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另外,IGBT模块的FRD(快恢复二极管)在开关时存在反向恢复电流,一方面限制IGBT开关速度,另一方面增加反向恢复损耗。因此不论导通损耗还是开关损耗,SiC均优于IGBT。

根据PCIM Europe的研究,按照WLTC工况测试,基于750V IGBT模块及1200V碳化硅模块仿真,400V母线电压下,由750V IGBT模块替换为1200V碳化硅模块,整车损耗降低6.9%;如果电压提升至800V,整车损耗将进一步降低7.6%。

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特斯拉在这方面显然尝到了甜头,IDTechEx数据显示,采用SiC后,特斯拉Model 3的逆变器和永磁电机组合的效率高达97%,可能是全球最高效率之一(甚至去掉),续航能力比之前的方案提升了6%左右,而早期的Model S逆变器效率仅为82%。

因此即便小鹏G9没有用上类似蔚来的半固态电池,仍能基于现有成熟技术进一步挖掘电池性能。而且除开效率优势,SiC还能带来小型化、轻量化以及散热优势,这些都能最终为续航的增加增添贡献。

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当然SiC还有车迷们最期待的性能优势。驱动电机的扭矩和转速一般通过PWM脉冲调制进行控制,改变脉冲宽度即改变扭矩,改变频率即改变转速。而SiC在效率方面的优势带来的高频率特性,也在性能方面崭露头角。这一定程度上为特斯拉的Model S Plaid击败保时捷Taycan奠定了基础,也一定程度上解释了比亚迪汉何以将功率密度提升一倍,达到3.9s的百公里加速。

其实除了成本高昂以外,SiC是非常优秀的功率器件。但受限于制造工艺和成品率,目前只有高端车型才能享受得起,或许这也是小鹏在一辆售价位于40万元区间的中大型SUV上采用SiC的缘故。

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600km+的标称续航里程已经达到了普通燃油车的续航水平,而限制这一数据含金量的,正是电池在温度、高速等工况下的衰减。SiC能一定程度上提高电能效率,再配合480kW接近加油速度的高压快充,G9将为下一代电动车作出表率。

更聪明

自动驾驶是全行业达成一致的发展趋势,而在量产车上几乎登上国内顶峰,推出了NGP自动辅助驾驶的小鹏,在G9上搭载的硬件设备竟显得有些“寒碜”。

从感知硬件上看,G9配备了2颗激光雷达,12颗摄像头,5颗毫米波雷达,12颗超声波雷达,甚至比级别更低更早推出的P5还要少一颗摄像头。对激光雷达的运用,也不像同时期的许多竞品一样阔绰。

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但细看具体性能,激光雷达从大疆览沃提供的转镜半固态型换成了速腾聚创M1的MEMS微振镜型,参数上有所提升。

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更重要的是,小鹏的自动驾驶并不完全仰仗于高端的硬件。不论是NGP,或者在1024上发布但目前尚未交付的P5,XPilot的重点一直在于深度理解的全栈自研平台。

自动驾驶并非简单堆砌物料就能实现的技术,特斯拉一直声张只用摄像头的视觉方案也能实现高阶自动驾驶,就证明一定程度上现阶段的硬件是过剩的。或者换句话说,现阶段大多数车企软件的能力是严重不足的,并未完全发挥硬件基础的全部实力。

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鉴于此前小鹏向大家展现的软件能力,再配合G9上将搭载的2颗总算力达到508TOPS的英伟达Orin X芯片,新车的自动驾驶能力还是相当值得期待的。

当然,很大概率前期交付的车型并不会开放所有功能。按照小鹏的节奏,2023年才会交付XPilot 4.0高阶智能辅助驾驶系统。考虑到小鹏曾表示P7的硬件基础也支持升级到XPilot 4.0,那么完全挖掘出激光雷达这套硬件的潜力或许也到2025年的XPilot 5.0甚至更晚了。

大咖观察

简单总结一下,800V高压平台,大电流液冷充电系统,SiC平台,基于激光雷达的更高阶自动驾驶,这些其实是现阶段几乎所有电动新车型在发布会上“必备”的产品点。而小鹏G9最让人期待的地方在于,它曾经吹过的那些牛X,几乎全都实现了。

不论是代表量产车第一梯队的NGP自动驾驶辅助,还是全场景语音助手,当不少竞品仅仅是在PPT上一搏眼球时,小鹏很努力地将“科幻作品”落地。因此G9或许不是最早在发布会上亮相“全球首款XXX”的车型,但却最有可能是第一款量产的下一代电动汽车。

来源:第一电动网

作者:电动大咖·新能源汽车

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/162597

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