理想社区_理想汽车

理想汽车真的能做好纯电吗?

段梦鑫

2024年1月30日

成立8年来,理想汽车靠理想ONE和理想L系列4款增程电动车,成为交付量最高的中国新势力车企,几乎重塑了原有豪华SUV汽车销量格局。

也是在这个时间点,功成名就的理想汽车,选择重开一局,正式推出首款5C纯电车型——理想MEGA。

这,对理想来说,是另一个战场,但却不是一个意外的选择。

01 踏进纯电的河流,理想“蓄谋已久”

如果说,过去几年,有什么关键词是理想汽车一定绕不开的,增程一定是其中一个。

而随着越来越多的企业成为增程领域同行者,增程也成为了行业“香饽饽”。

可是,时间回到理想刚开始做增程的时候,这个“落后的技术”并没有人看好。而当理想汽车官宣进军纯电赛道时,和多年前决定做增程时一样,遇到了很多质疑。

“理想做纯电,来晚了”、“以理想的尿性,肯定是骗人的,到时候肯定还是增程”、“太鸡贼了,等电池降价了,就开始做纯电。”

但少有人知的是,增程+纯电,两条腿走路,是理想汽车一直以来的战略。在纯电领域,理想早已开始布局,甚至“蓄谋已久”。

2017年,彼时的理想还叫“车和家”,就开发了理想汽车第一台纯电MPV,D1 Plus(内部代号D01),一款和某出行平台合作的纯电营运车,定位全球首款出行定制智能电动车。

标配65千瓦时三元锂电池,在当时纯电动车普遍续航里程仅为300公里的情况下,D01 NEDC续航为400公里,城区60公里/小时工况,续航最大可达554公里。针对运营场景设计的快充系统,D01充电半小时可继续行驶232公里。且令人非常意外的是,D01作为一辆近五米的MPV,综合能耗竟然仅为16.8千瓦时。

不仅如此,在耐久性、安全性、可靠性、衰减率更是“遥遥领先”,因为营运车辆一年大约会跑10万公里,所以当时D01是按照6年或60万公里的寿命设计,而很多其他营运车当时的质保仅为3年或10万公里。

开发过程一切顺利,“2019年已经有几十辆车在跑路试了。产品的盈利模式、续航、效率、能耗、成本,所有的指标,我们全部达标,且部分是超标的。” 

可是,资金不够用了,公司和行业都处于水深火热中。即使后来,公司拿到了一部分融资,也仅能用于支撑理想ONE的研发和交付。因此D01项目也就“消亡”了。

“知道项目被彻底砍掉,心里其实还是挺难受的。”因为最后没有做完,刘友波(D01项目总监)心里一直有一个疙瘩,所以也不愿意主动提起这个项目。

他心里是有不甘的。

D01项目终止后,刘友波也做过L9、L8。但他一直希望从0到1交付一个产品。直到等来理想L7,这是他在理想汽车另一个从零开始的项目,当时也差点和D01一样被砍掉。

李想在L7正式交付的那天说,“理想L7,也是一个差点被取消的项目,就是他从零开始搞起来的,他既懂技术又懂产品,不妥协,非常拼,最终让理想L7产品价值远超最初的预期。今天理想L7正式交付了,回想这么多年他的坚持,特别为刘友波感到高兴。”

而刘友波不妥协、一定要从0到1做出一个产品的原因是,“我要给D01和X平台的每个人一个交代。”

因此,在理想L7 SOP后,刘友波特地和原来D01团队的人吃了顿饭。

他们当中有些人还在理想,有些人已经离开了,但大部分都还在北京。

说起这顿饭的目的,刘友波说,“其实除了想念大家以外还有两个目的,一是想告诉大家这是最好的团队;二是觉得不管过程经历了多少苦难,我们始终要往前看,过程经历再多苦难,都是为了有一天能更好的起跳。”

“虽然D01之后,有一部分人没能和我一起并肩参加X03(理想L7的内部代号)的项目,但是,是他们的精神,才让我,让X03走到了今天。”

亲自盯着理想L7从0到1,刘友波心里的疙瘩慢慢被抚平。整整四年多,1400多天,他给了自己团队一个交代,也完成了对自己的救赎。

2023年4月,也就是理想L7发布后的两个月,理想正式推出纯电MPV,理想MEGA。刘友波也在此前转到了车型PDT团队,开始了新的征程。

时空交错,理想汽车第一台纯电MPV项目总监,面对理想第一台量产纯电车MPV——理想MEGA时,他说,这是他执念的一个梦。

我对家是有执念的。”可是当理想在北京,家在杭州的时候,他选择每周来回奔波。“以前没有孩子的时候,我到哪儿都会带上爱人,可是现在有孩子了,我带不动了,就只能我每周回去。”

五年如一日,从来时一头黑发跑到两鬓斑白。因为每周往返,坐飞机花销太大,他每周坐20多个小时火车换来在家里陪伴老婆孩子20小时。“其实在家也没啥用,也就做做饭、陪他们唠唠嗑,辅导孩子一些作业。”每周日下午他又坐上去北京的火车,一路北上,奔赴理想。

“我爱人之前是什么事都不愿意操心的人,现在一个人上班,还带俩娃,你看到的是我每周来回跑,其实她更辛苦。”说到这里,刘友波有些动容。

在他看来,理想MEGA,就是家的代表,也是每周风雨无阻,去奔赴的那盏灯。

当然,理想MEGA也是理想汽车纯电技术集大成之作。

柳志民(理想汽车电池负责人)回忆道,2018年团队已经开始启动快充认证。当时行业基本能力也就在1.6C,但他们已经开始研究2.2C、2.8C。此后,从大电流到高电压,超充电池的每一个关键技术元素,理想都没有缺席。

而直到研究快充的第五年,理想汽车才选择亮剑。

因为很多东西不是说越早做越好,而是讲究天时地利人和,差一分一厘,最后都可能是空门。当行业、技术不太成熟的时候,理想汽车选择专注自己的节奏,专心练剑,等所有都比较成熟后,推出更稳定的产品,解决真正的问题。

而麒麟5C电池就是理想汽车给出的一个答案。“我们的麒麟5C电池加速了电动车大规模替代燃油车。” 柳志民在重庆MEGA私享会上称。

02 一个疯狂的计划,1000名工程师的1800天

一直以来,电池贵、充电慢是电动汽车的两大短板。只有解决这两个问题,大规模替代燃油车才可能成为现实。

随着2020年,电池成本不断下降,充电慢的问题仿佛成为了纯电动汽车领域的明显短板。当时保时捷Taycan是充电4分钟行驶100公里,特斯拉V3超充是15分钟250公里*。

同年8月,纯电领域一直默默无闻的理想,做出了一个疯狂的决定——挑战10分钟400公里。

柳志民当时确定了这一目标,十分激动,他说,“终于等来这一刻”。仿佛多年的蛰伏,只等待这一刻的破土而出。

“10分钟400公里其实已经很难了,既要充电速度,还要安全性,现有技术和目标存在太大的GAP。”2021年前后,400公里续航所需充电时间普遍在30分钟以上,一方面整车满电续航较小,只有500公里左右;一方面充电慢,0-80% 需耗时30分钟以上。

当时理想汽车和六七家合作伙伴进行预研评估,方案的极限性能也仅能做到10分钟350公里。直到4月,团队验证10分钟400公里有可能实现后,该项目才正式成立。

在城市,用户家里、办公点、商场一般都有充电桩,而且这几个场景,用户对时间的紧迫度并没有那么高,所以团队将目光投向高速远途场景。

可是当他们实现10分钟400公里后,在和用户交流过程中却发现,绝大多数用户在高速行驶300-400公里时候,都会停下来10-15分钟,上个卫生间,休息一会儿。还要考虑不同路况和“脚法”,显然,10分钟400公里并不够。只有达到充电10多分钟,续航500公里,才能完全解决用户的充电焦虑。

毫无疑问,理想汽车没有犹豫,再次选择了一条极其困难但却正确的路。而在十年前,理想汽车电池负责人柳志民也是这么选的。

从哈工大博士毕业后,柳志民希望能够投入到新能源汽车的产品开发工作,期待技术能够驱动产品,被用户广泛认可,便放弃了留校科研的机会,去了汽车之城长春,投身汽车前线。而同为电池专业的爱人选择了留校。

当时的他并没有想到,日后这竟成了他加入理想汽车的契机。

几年后,柳志民的爱人京外调干到北京高校从事教研工作,柳志民也因此来到了北京。

在加入理想汽车前,柳志民在北京还有另外一个选择。当时另一家公司给他开的条件是配一套两居室、独立办公室、一辆奔驰代步车,薪酬也是2倍于理想汽车。可是柳志民考虑了两天后,却加入了理想。

“虽然另外一家公司赋予了更大的使命,从短期看可以为公司创造更大的价值。加入车和家是重新从工程师做起,当时也几乎没有任何研发平台,但最终还是被车和家的使命、愿景和价值观感染了。”

然而,令他没想到的是,第一天加入理想汽车,连工位都没有。不过同事们都非常热情,临时给他找了一把椅子说,“你先坐我旁边吧,咱们共用这张办公桌。” 

就这样,一台电脑、一把椅子、半张办公桌,柳志民开始了理想汽车创业之旅。

也是在那时,有着同样想法的一群年轻人从各处纷至沓来。

现在,理想汽车电池团队接近300人,其中有70%投入在超充电池上,博士就超过30人。同时,合作伙伴宁德时代也几乎为理想的5C电池投入了几百人。这么多的研发资源,在各大车企中都是凤毛麟角的存在。柳志民说,“两家公司携手攻关了无数个技术难题,同时也在合作模式做了先河式创新。

他们为了同样的一个目标——12分钟500公里。这对他们每个人来说,是一场艰难又浪漫的冒险与赴约。

要实现12分钟500公里的超充性能,要解决的第一个挑战是提升电芯的大倍率充电能力。

用电池领域的术语讲,是提升电芯的动力学特性。电芯充电是锂离子从正极脱出,通过电解液的协助,穿过隔膜,嵌入到负极的过程。大倍率充电能力的实现,需要提升整个过程中锂离子的迁移速率。快充倍率核心受限锂离子嵌入负极的速度,在电解液及界面的传输速度,以及穿过隔膜的速度。

理想汽车与宁德时代双方的电芯团队一起创新性地通过缩短石墨颗粒的尺寸和多端面技术、超离子环包覆技术、超充体相改性技术等,让锂离子嵌入负极的通道更宽,从而实现锂离子更快的迁移速率,达到更高充电倍率。同时,对电解液、隔膜等都进行了针对性创新优化,提升了充电全过程锂离子迁移速率。

当然,除了电芯本身的充电倍率高,如何让超充充电功率长时间保持,是柳志民团队要面对的第二个难题。

电池在充电过过程中,电池的温度会不断上升,尤其是高功率、大电流的场景。因此为了保证长时间的高倍率充电,需要降低电芯本身的产热,也就是降低内阻。为了实现优异的超充性能,基于电池的电热耦合仿真结果,他们认为电芯内阻必须降低到0.3毫欧。

可是,按照当时大部分供应商的预估,电芯内阻最低只能降低到0.38毫欧,进一步降低电芯内阻需要牺牲电芯能量密度,损失整车续航里程,这是理想汽车不可接受的。

从0.38到0.3,0.08毫欧的差异决定了MEGA5C超充项目的成败,对理想汽车电池研发团队而言退无可退,只能迎难而上,必须做到。

好在,包括合作伙伴宁德时代在内的项目组,每个人都希望能够占领技术高地。因此他们都拼尽全力。“我们之前有个刚入职的伙伴,第一天就直接去宁德时代办公了,几个月后回北京,才知道自己的工位在哪里。” 

虽然办公软件上的工位显示在北京研发总部,但团队的每个人几乎都是几个月几个月地驻扎在宁德时代。最终,双方团队对电芯内阻进行了“原子级”拆解,详细论证了每个内阻成分的潜在优化方案,经过多轮深入挖掘,终于将电芯内阻降低到了0.3毫欧。

降低了电芯自身的产热,给柳志民团队下一个考题是,还要让电池更好地散热。

传统的电池冷却方案都是在底部冷却,最初团队也是从这个方面着手,尽量让电池和底部冷板的接触面积更大,提升冷板冷却液的流速,但无论怎么挖掘,电池底部面积就那么大,怎么都达不到预期的冷却效果。

团队想到的进一步方案是在电芯侧面增加冷却板,但这样做,结构复杂度增加,对整个结构强度也有影响,且最终评估出来的极限冷却性能仅仅是基本达标,并没有进一步提升性能的潜力。

最后,从第一性的角度来看,只有最大化电芯冷却面积,才有机会做到更好。“所以我们选择了一个从来没有人尝试过的方案,双大面冷却。

双大面冷却是一套新的热管理架构,将冷板放在电芯大面之间。相比传统底部散热方案,散热面积直接增加到5倍,最大冷却功率达大幅提升,超出散热功率目标值近30%。

也因为双大面冷却从来没有人尝试过,开始做的时候,团队内部还有质疑的声音。因为双大面冷却还有诸多风险点待完善,不如之前方案成熟,可能影响交付周期。比如电芯膨胀力问题,电芯之间布置冷板后电芯自身充放电过程的膨胀如何吸收;再比如侧碰问题,原来侧面加冷却板的方案只需要5块冷板,现在冷却板更多,不仅电池包结构挑战大,各种管路接头都在侧面,对侧碰的挑战也更大。

特别是对于理想汽车来说,是第一款量产纯电车,如果因为某个技术风险不能SOP,是致命的;但如果没有达到12分钟500公里,对于柳志民的团队同样是致命的。

“续航500公里,充电时长12分钟以内才是优秀水准。没有达到优秀,我们内心过去不这个坎。” 而这是唯一的一次机会,于是理想团队和宁德团队也就硬着头皮上了。

经过四次方案迭代,前前后后花了8个月时间,一个一个梳理可能出现的风险,将每个亮起的红灯一个一个标绿,最终完美解决了所有风险点位问题,保证了双大面水冷方案的顺利投产。

而在人们的常识里,充电越快,电池越不安全,寿命越低。那理想麒麟5C电池充得那么快,电池安全吗?寿命长吗?这是每个用户一定会问的问题。

柳志民说,理想5C麒麟电池其实是一个六边形战士,不仅充电速率快,安全、耐久性等都做到了更优。

因为安全从来都是理想汽车的底线和基础。理想动力电池团队从设计安全、生产安全、运营安全三个维度全面守护5C超充电池的全寿命安全,针对电池最严苛的热失控安全防护,理想团队提出了远超行业的电池安全标准。

国标标准是电池发出热扩散报警后,五分钟不见明火,给用户逃生的时间;更严格的标准是全过程只冒烟无明火,也就是说不能产生热扩散。

但无论哪种测试都是基于冷却系统正常工作的情况下进行的。而柳志民的团队的标准是要模拟用户端可能出现水冷系统失效的场景,要求电池包在无水冷条件下无热扩散。

不仅如此,电池团队还将测试温度从室温的25℃提升到50℃,要求电池包在极限高温环境、无水冷条件下依然能够做到无明火、无热扩散。

一开始也有人质疑,“这样的测试条件是不是太严苛了?”

柳博直言,“这并不是为了刷存在感,虽然这种非常极端的情况极其少,但只要有十万分之一的可能被用户碰到,我们就必须保证用户安全,这是必须给用户的安全冗余。”

如果把单颗电芯着火,比喻成高层楼房起火,他们这一系列措施都是为了起火的房间火不会蔓延到其他房子,这很难。为此他们不仅在材料、电池散热、排气通道等方面进行了一系列的创新,还在云端预警、监控等方面做了大量工作。

不仅实时监测近万个控制点,以毫秒的速度反馈给系统,还引入了大模型,让大模型每天学习数据,一旦用户电池有异常,马上警告。

而在使用寿命方面,他们的目标是在满足5C充电倍率的情况下,让5C电池的循环寿命能够媲美并超过普通2C倍率的三元体系电池寿命,实现充电倍率与使用寿命的双重提升。

柳博说,“以前增程是理想的标签,希望MEGA量产后,5C也成为理想的标签。”

就这样,一群疯狂的赌徒完成了一个疯狂计划。他们像剥洋葱一样,一层一层剥开困难,将一桩桩畅想都变成了现实。此时,他们的理想,既不疯狂也不虚无。

03 砍掉理想MEGA增程版,什么才是纯电产品的最优解?

作为电动平台PDT的唐华寅,也是这场疯狂计划的亲历者和见证者。

2021年,在国外待了10年的唐华寅,因为不想做中国汽车发展的旁观者,放弃国外稳定的生活,选择回国。“假设2025年左右是下一次洗牌的时候,那倒推,开发一个车也得三年的时间,基本上就是21、22年需要新项目开始跑。”

但一开始他要加入的企业并不是理想汽车,后来在朋友候越的“游说”后,唐华寅选择试试理想汽车。

可是,他加入理想汽车的过程,可谓一波三折。先是陪孩子在公园玩耍把韧带拉断;而后又因为机场抗体检测第一次没有通过,可能没法入境。

当时唐华寅在机场,坐在轮椅上,一边忐忑等待二次检测结果,一边故作镇静,幽默地给爱人打电话,谋划折返伦敦,去跑Uber。“因为当时国外的工作已经辞掉了。”

好在,最后检测通过了。于是唐华寅便拄着拐杖、坐着轮椅回国了。两年来,他也从最初电驱动产品成为了理想汽车电动平台PDT。

“PDT经理相当于是作战指挥部,而做设计、软件、硬件的团队相当于作战部队。指挥部可以把作战部队进行统一的管理,‘空军’什么时候上,‘炮兵’什么时候上。”李想在2023中国电动汽车百人会高层论坛上分享。

作为一个横向组织,需要和研发、产品经理、采购、供应等多方交流,站在更高的维度,保障在有限的资源和成本里,实现最优方案。

因此,唐华寅的日常就是在取舍、平衡,这意味着在平衡的过程中,可能会推翻工程师们的方案,重头再来。“很多时候其实都是反人性,让人比较讨厌的角色”。

“既要加速、又要充电,关键还要看成本。”当什么都想要的时候,唐华寅需要重新审视整个方案,“看看哪里还有一些汤汁、肉沫可以挖。”

“因为你要得到最优一个方案,那你一定少不了挑战别人,少不了挑战自己。” 而反人性,就是在一个已经非常优秀的方案下,唐华寅不管往什么方向挖,哪怕只挖一小格,都是极限。“实际的工作都是研发那边在做,他们需要付出很多很多努力,来挖这一小格。”

但挑战极限,找到最佳方案,是他们的天职和使命。只要有一丝可能让用户收益更大,PDT、研发都会一起去往前面推,推一点,再推一点。

电池挖一点,电驱动再挖一点,充电桩再挖一点,最终实现12分钟500公里。

除了“压榨”极限外,还需要拥有知错就改,及时回正的能力。

理想MEGA在设计之初,主要是考虑车在理想5C超充站的充电速度,后来发现理想MEGA在一小部分场景,充电性能还有优化空间,但需要重新修改设计方案。

改,还是不改,都是一个问题。如果推翻重来,方案、成本是一个挑战;不改,更是一个挑战。

而这样的事情,也出现在理想汽车后续纯电车型上。

起因是,在唐华寅梳理理想汽车后续纯电车型时,发现某一处可能还不是最优方案,提议重新验证下。用当时唐华寅的话来说,“可能孩子(研究成果)都几个月了,你半路说这‘孩子’不行,得再重新验证验证。” 不用想,从现实的角度来说,最初肯定是有否定的声音。

回忆起那段辗转难眠的日子,他说,“每天都感觉有一个声音在问我,我的提议对不对,万一,我看错了,研发同事加班加点陪我验证了两个多月,怎么说得过去?”

但好在,理想汽车每个人都深刻地懂得,他们方案汇报对象是用户,而不是老板。如果对用户来说,是最优方案,那肯定也是要试一试的,事实也是如此。

他们每次在评估它是不是最优的方案时,第一个维度就是它是不是对用户最好的。

其实最初,理想MEGA还有增程版,甚至座椅布局也有5、7、8座版本,最后都一个个砍掉了。唐华寅说,“李想脑子里对方案的复杂度有一些“洁癖” ,希望每辆车都是最优解,再去干。” 

因为做不好一个,做一堆也没用。而这需要抵制外部诱惑,保持纯粹,永远聚焦。

举个例子,如果是增程版的MPV,发动机空间要留出来,油箱空间也要留出来,造型既做不到完美,空间也没法完全释放,那就不是最优解了。就像,理想汽车第一次对外推出纯电产品时,就直接是800V,也只有800V,而不是还有400V的选项。“当你纯电产品序列既有800V,又有400V的时候,其实这个企业对800V是没有那么笃定的。”

理想汽车认为,做,就要一次性把事情做对,寻找最优解,而不是像锯木一样,来回拉扯,反复干。

另一件令人意外的事是,市场都在追求长续航的时候,理想汽车却把半固态电池的长续航版本的MEGA砍掉了。

因为他们认为,充电快才是用户真正的需求,而不是长续航。对比燃油车时代,油车油箱一般也只有60L左右,一箱油也只能跑500多公里,但因为加油很快,所以用户真正焦虑的不是续航,而是焦虑充电速度。即使长续航版本能一次性跑一千公里,但用户也不会愿意带着老人孩子在外面等几个小时充电。

当技术无法解决问题时,让用户来承担成本,在理想看来,这并不是一个明智的选择。他们选择企业背负成本,攻克技术难题,提升充电速率,让用户获利。

刘友波说,“只有用户真正受益了,才会有更多的用户选择你,你反而会获得更多利益。” 就像谷歌十诫说的,“以用户为中心,其他的一切都会接踵而至。”

所以,他们每次都不约而同地,为了用户利益最大化,擦掉考卷上已经快写好的答案,重新开始作答。

当然,想要替代燃油车,充电站也是必不可少的。

回归到初衷,要大规模替代燃油车,充电站也要大规模对标加油站,实现真正的加油模式,甚至超越加油模式。

截止2024年1月7日,理想汽车就已经有312座超充站落成并投入使用,覆盖了京津冀、长三角、成渝地区、珠三角等热门旅游路线。

其实,最早2022年11月,就有网友在深圳发现理想汽车超充主机柜铭牌。“理想汽车还一辆纯电车都没卖,就开始建充电站了。” 三军未动,粮草先行。如果给用户提供5C充电倍率的电池,但是没有桩,这和给用户提供5G手机,但运营商不提供5G网络没有什么区别。

所以,为了匹配理想MEGA车型5C的峰值充电能力,李涛(充电站PDT)说,他们也专门开发了相应的充电桩,将功率主机升级到520kW,HPC终端枪线峰值充电能力也升级到700A+,满足了理想MEGA的峰值充电功率和充电电流需求。

2024年理想汽车将挑战80万年销量、10万月销量。随之而来的,3月1日,理想MEGA正式发布,发布即交付,理想汽车纯电之战也正式拉开序幕。

如柳志民说,“特斯拉Model 3的量产把电动车大规模替代燃油车从不可能变为可能,我们也期待MEGA的超充体验把电动车大规模替代燃油车从可能变为现实。”

*相关数据来源于产品官网、第三方测试。

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51 条评论

阿阿阿东

增程比纯电系统复杂,把增程系统取消,增大电池,技术难度并不高。

理想用户鑫泰策划

天生大肚

能还是不能

张会泽

Nana的乐园

有理想就努力去奋斗吧

选大洋

厉害了

扬羽

浪迹天涯_

爱飞的鱼88

技术成熟了

CarenJ

期待

小白接电话

有理走四方

拭目以待!!

尊贵的理想VIP车主

问题不大

想涛哥

没问题

蛋糕爸爸

拭目以待
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