2024年4月,當蔚來ET9的開發如火如荼進行時,整車工程團隊卻正面臨一個艱難的抉擇。
全主動懸架的「供血系統」—— 48V電源系統,需要重新進行定義設計、匹配與系統驗證。而為了確保ET9按時量產,留給整車工程團隊的時間,只有8個月。
為什么會在這個時間點進行如此大的改動?這個改動意味著什么?如果不做改動又會發生什么?這一切要從一個持續僅僅5微秒的電流尖峰講起。也正因如此,中國第一次有了從零開始正向開發、完全自主掌握know-how的48V電源系統架構。
不為人知的「5微秒」
時間回到2022年,蔚來當時在全世界尋找一種技術,能讓蔚來ET9能實現極致的車身姿態平穩,不給乘員帶來擾動。一次偶然的機會,蔚來創始人、董事長、CEO李斌在歐洲的某個展會上,發現了ClearMotion這家初創公司。
雖然這家公司的全主動懸架方案沒有任何量產經驗,甚至連方案本身都很不成熟,不成熟到連原理圖都在改,但是僅有的幾個展示demo,卻已經有了十足的想象空間。于是,蔚來開始和ClearMotion合作,在整車集成、周邊配套上向ClearMotion進行輸入,雙方共同打造前所未有的全主動懸架。
但顯然,與一家總部在美國、工程與測試基地在英國的公司一起開發全新技術,并且還是歐洲汽車工程師們最引以為傲的底盤技術,蔚來整車工程團隊需要克服的困難,是巨大的。
在ET9的試制樣車階段,蔚來團隊在測試中發現,總有個別工況,全主動懸架會發生極短的功率過載而導致斷電的情況。但是,在ClearMotion之前的測試中,卻從沒有出現這個問題,自然也不知道該如何去解決這個問題。
經過蔚來工程師的反復測試,問題終于被定位了出來——在全主動懸架運行過程中,當經過某種路面時,會激發一個持續時間僅僅5微秒的電流尖峰,正是這個電流尖峰導致全主動懸架的執行發生了中斷。而ClearMotion之所以沒有發現這個問題,是因為他們給全主動懸架提供的負載特性,都只是毫秒級的,他們也并不了解中國的路況與英國的路況之間的差異。
但事實上,真實道路的顛簸情況千變萬化,極其容易出現這種持續時間短、峰值電流高的路面激勵。而且,也是因為蔚來ET9采用了全車eFuse電子保險絲,可以全節點精確控制到每一個用電設備的負載,才捕捉到這個此前誰都沒有察覺的電流尖峰。
此時,情況就變成了,蔚來必須要去根據全主動懸架的特點,重新設計48V電源系統與全主動懸架系統的集成。而這件事情,在中國,甚至在當時全世界范圍內,都是空白。
中國工程師,一定能做好底盤
48V電源系統,也許不是一個新鮮的概念,過去我們在很多混動系統中聽到這個詞。但是,當48V電源系統用于全主動懸架時,微秒級的工況與用在混動系統上完全不同。來自路面的隨機沖擊,讓全主動懸架的電源系統,必須要具備極強的瞬態響應能力,要頻繁進行正反切換。汽車上所有的電氣負載中,沒有類似的存在。
而在此之前,別說是48V電源系統,就算已經普及使用半個世紀的12V電源系統,也都只有經驗設計,而不是正向推導。蔚來整車工程團隊,面對的是一個沒有先例可循的狀況。
但挑戰還不只來自于要解決正向設計難題,蔚來整車工程團隊還要和時間賽跑,完成電池、配電控制、全主動懸架軟硬件的匹配與供應商協同,進行至少兩輪的系統級驗證。
為此,蔚來迅速成立了橫跨多個部門的48V電源系統專項攻關小組,從零開始將電池功率特性、直流變換器DC-DC功率特性、全主動懸架工況特性摸清,并自主設計了模擬實驗臺架和數據分析工具,總共進行了156個全主動懸架路況模擬,提取了從5微秒到100毫秒之間總共14,535個功率電流頻譜數據分析,最終正向建立和定義了用于全主動懸架的48V電源系統設計流程,這其中不僅包括全套電性能的試驗規范,甚至連電池容量、電源線長度這樣的細節都進行了定義,也保障了蔚來ET9可以按時量產。
從一開始定位到電流過載的問題,大家普遍覺得是在挑戰自己的知識盲區,到最終從零開始克服困難,以跨團隊協作并進完成了中國第一個48V電源系統的設計,這是ET9技術旗艦引領性的一個真實寫照。
在2024年的NIO Day上,蔚來ET9的全主動懸架,無論是五層香檳塔挑戰表現出的極強穩定性,還是面對不可避免碰撞時的超快抬升響應,都足以讓人驚艷。而在這背后,48V電源系統的「穩定供血」,為全主動懸架的全場景運行提供了最大的支持。
48V電源系統的正向設計,只是蔚來ET9全主動懸架開發過程中的一小部分。但正是這每一個小點的積累,讓ClearMotion的海外工程師們逐漸改變了對中國工程師的看法。過去,這些海外的底盤工程師,總覺得中國工程師對底盤的理解不夠深,對中國團隊提出的問題也不夠重視,但是蔚來通過自身的努力和在技術上的硬核實力,逐漸讓海外工程師們跳出了他們的固有認知,與蔚來攜手共同去創新。
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原文標題:5微秒,讓蔚來再次填補中國空白
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