你没看到的哪吒S

2022 年年初,黑龙江黑河。

前者是中国最冷的时节,后者是这个时节中国最冷的城市。

你没看到的哪吒 S

一辆刚刚结束严寒测试的哪吒 S 悄然地回到了驻扎的酒店,意外的是,完成一天工作的工程师们脸上的表情并不高兴。

必须得上

在第一次性能验收摸底测试中,这辆试验车的热泵系统到了-7 度就停止了工作。

听起来,这与行业普遍只能做到-10 度的能力水平相差并不远,并不是什么大事,可哪吒的工程师们倍感压力的原因是,这辆车的研发目标可是行业少见的-18 度。

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在这次测试之前,哪吒已经做了半年多的漫长准备,工程师们与行业系统开发团队和学术机构做了反复的方案调整,不计成本地选择了行业第一梯队的供应商,还准备了一个多月的快速样件和台架搭建,大家满怀期待而来。

但迎来的结果是令人挫败的,开发工程师胡伟回忆道,当时甚至一度想给领导写报告,看看「能不能让步,把目标改一改」。

电动汽车能耗,已经成为 2022 年以来新一轮智能电动汽车三电竞争的核心,其中的热管理特别是系统低温性能,对于幅员辽阔、温差巨大的中国客户用车环境的关系更大,因此无论是从技术积累还是用车体验,这都是提升哪吒 S 整体含金量的关键指标。

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在立项阶段,哪吒高层下的要求很简单:「咱们这个车必须得做好,花钱也好、投人力也好,我们必须得把它做上去」。

冷静下来的工程师们,泡在了供应商和测试台架旁,「争执激烈时,在供应商的地盘拍桌子」,而最后,他们发现,问题就出在哪吒 S 热管理系统最核心的 9 通阀上。

很多人认为电动车就是驭电的艺术,殊不知,电动车还需要玩热的技术。

电动车本身就是一个热量极不平衡的矛盾体,有很多热源,比如电机,需要尽快散热,而很多部件又十分怕冷,最理想的情况下,就是永远能够把电动车中冗余的废热及时传递到需要热量的地方,实现最精细化的管理,这才是让整车电能利用率最高,驱动系统能效最好的状态。

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于是,顶级的电动车企都开始在热源的继承、耦合和热量的流转上下大功夫,在之前,行业内普遍采用的是 3 通或者 4 通的水阀来连接热循环管路,在 Model 3 上,特斯拉创新地发明了 8 通阀,成为一代工程经典,而这次,哪吒 S 决定挑战难度更高的 9 通阀。

工程师们发现,最初系统到-7 度就出现问题的原因,在于系统漏热,当热泵空调接入之后,不同模式之间的水路由于相通,会导致热量在意料外串通。加入了对应的密封系统之后,系统很快表现出了优异的工作性能,-18 度的目标,终于在这个更为寒冷的冬季内完成了。

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也就是说,哪吒 S 在-18 度及以上的区间,都可以尽可能地使用热泵空调进行制暖,相比传统如同家用电暖气原理一样的 PTC 加热取暖节省了大量电能,对于北方用户来说,这甚至意味着在冬季拥有了 20% 以上的续航提升。

管路密封只是哪吒 S 热管理系统开发之路上有惊无险的第一关,热管理集成总工程师丁鹏对过程深有感触:「集成化的程度越高,开发就会越复杂」。他的团队在系统原理上做了大量的逻辑梳理,先后确定了十几种情景下的系统回路设计,在密封之外,他们还对流阻做了大量仿真测试和优化,尽可能地降低了系统的低压能耗。甚至水泵与车体的连接结构和固定点也做了大量分析,以保证在车辆性能优异的前提下,水路不会对哪吒 S 整车的舱内噪音造成影响。

最终,哪吒 S 实现了车内多核心部件的热管理功能联动,甚至还做到了和充电设施的热管理协同。比如,电机工作产生的热量会通过水路对电池进行加热,甚至可以提供给乘员舱取暖。而电池在哪吒 S 上不再单纯地被定义为一个热源或者耗热体,而成为一个热量的蓄水池,比如当车辆在充电的时候,在冬季也会适当地提升温度,而这些温度在行车中可以流转到其它需要加热的部位,相当于延长了整车的续航。

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9 通阀,只是哪吒 S 热管理系统相关工程创新的一个缩影。

就像刚才所说的冬季续航,也和电池包的被动保温性能有关,模组内部的隔热、上下箱体内外的保温层和材料经过优化,在-20 度的环境中,将电池加热至 25 度,静置 6 小时后,电池依然可以高于 0 度,电池放电性能也能做到四季如春。

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相信很多人看到哪吒 S 外观的第一瞬间,都会把注意力放在极其低趴的车前舱上,这无疑对营造整车极强的前向视野和优化整车空气动力学有很大帮助。哪吒 S 的工程团队通过多轮技术仿真测试,发现可以拿掉空调的冷凝器,直接用水冷进行散热,这成为车头体积缩小的一大关键,还顺手降低了进气位置的风阻。

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工程的难题仿佛是没有止境,更低矮的车头放在纯电动车型上本已是个难题,而别忘了哪吒 S 还有增程车型,在以往,增程车型均为理想 ONE 这种车头高大的 SUV,布置增程器的空间和散热都有较大冗余,而哪吒 S 则无疑是要在螺蛳壳里做道场,要把所有的高温部件在有限的空间内进行合理的安排。

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在整个工程团队的努力下,哪吒 S 的热管理系统做到了极高的集成和布局优化,整车的管线数量减少了 40%,可靠性提升了 50%,这给整车布置和其它部门的设计带来了良好的互助效应,比如前舱就拥有了一个可以放下 18 寸行李箱的储物舱,而这一储物盒在结构上也利用了热泵单元的吊挂横梁。

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在我们的采访中,哪吒 S 的工程团队并没有告诉我们能耗最终优化的数据是多少,因为,无休止的优化,依然在进行中。

一代追平

同样在为布置发愁的,还有哪吒 S 的智驾团队。

做一辆好的智能电动车,车的方面的创新挑战大,智能方面的升级所要面对的软硬件研发压力,也一点不会小。

在之前,哪吒汽车的产品从自身价位和用户场景出发,选择的是极其实用的 L2 级 ADAS 智驾方案。而考虑到哪吒 S 升级之后的用户和使用范畴,一定对更高级的高速 / 城区内的领航辅助驾驶功能有着更广泛的需求。

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上激光雷达,就成了现在旗舰产品必做的选择,但怎样上,上几颗,则是个非常考验车企理解和工程能力的艺术活。

最先发力的小鹏在前方布置了两颗,而蔚来则以中央顶置一颗的「瞭望塔」方案吸引了不少注意。

哪吒 S 的方案则成为想象空间最大的一种,在量产交付时会选择在前保险杠区域布置两颗激光雷达,但同时在车顶前方,他们也增加了一个六边形的空间,预留了第三颗激光雷达的工程可能。

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这种为后续用户需求和行业技术发展留足了成长空间的系统规划,背后则需要整车工厂团队和软件算法团队在现在和未来之间做好平衡。哪吒 S 的热管理团队就告诉我们,前方的两颗激光雷达也需要在狭小空间中做好散热,同时,还需要考虑头部激光雷达方案如果进行加装,散热的声音不会对车内乘员造成打扰。

这些激光雷达,连同之后的智能驾驶算力平台,都来自华为。

在最近的一年中,华为自动驾驶甚至一度成为了出圈的社会热点,而在一众合作车企中,哪吒无疑是极其耐得住寂寞的一家,甚至更低调的,是他们与众不同的合作方案。

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不同于某些车企全部由华为提供软硬件适配的一揽子解决方案,在哪吒 S 所搭载的 TA PILOT4.0 智能驾驶系统中,华为仅提供硬件支持,软件方面由哪吒汽车智能驾驶团队全栈自研。

TA PILOT4.0 也是首个硬件使用华为 MDC 平台、软件由主机厂自研的智能驾驶量产方案。

这就是对上面升级能力弹性问题的答案,只有所有应用研发都在自己手里,才能做到功能布局开发、创新、迭代的及时性。

举一个很极端的例子,如果车辆在开启自动驾驶的过程中,突然一个关键的传感器失效了,在以往的车型上,很容易出现事故,而哪吒自研的算法做了功能的升降级策略,比如可以根据失效前的距离或者路线,进行缓慢刹车、靠边停车等动作。

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但这也意味着哪吒必须在团队资源上做远高于行业竞品的投入,哪吒智驾团队产品设计总监赵培回忆道,整个智驾团队在 2021 年四五月份期间还不到 100 人,而在 2022 年内,整个团队将突破 300 人,并还在持续扩张中,这还不包括其他团队配合智驾部门进行测试、调试和验收的人力支持。

对于这支持续变化中的团队,哪吒制定了两个不变的目标,单说任何一个,都能算得上是行业级别的难题。

第一,叫做最高「智价比」。这个公式在除号两侧出现的分别是自动驾驶能够呈现的能力,和整套计算平台拥有的算力。在 1000TOPS 的计算能力已经上车的情况下,哪吒目前选择的华为 MDC610 计算平台的算力为 200TOPS,但其对应的这套名为 TA PILOT 4.0 系统所规划的应用能力,却与行业最高水平没有差别。

而赵培却告诉我们,「哪吒 S 的这套智驾系统是具有行业优势的,其实我们在实现规划的功能后,还会做一些升级」,因为「在 MDC610 上,它的(算力)空间还是足够大的」。

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对消费者来说,「智价比」在显性上为消费者节省了初期不必要的硬件的额外成本,隐性上则保证了算法团队必须更好地专注于软件运行效率,提高开发质量。

着眼到实际智驾功能层面,与市面上类似的功能相比,TA PILOT4.0 所涵盖的智驾功能在 MDC610 的算力支持下,将为消费者带来更优的功能体验感。这种「更优」不光将体现在功能的交互层面,还体现在跨场景环境中不同功能间切换的连贯性,以及功能升降级策略的体感方面。

而当时哪吒选择华为也是看中了其技术方案的延续性,除了华为对与哪吒的深度合作提供了更好的配合外,更重要的是哪吒可以根据自己算法需求的迭代进行硬件的平顺升级,「如果我们到更高级的比如 L4\L5 的自动驾驶的话,我们可以将算法模型迁移到华为之后的计算平台上」。

第二,叫做「一代追平」。哪吒的智驾团队把这四个字的含义拆解出了三个维度。

1、这套系统发布的时候,就能够在整个行业里具备较强的竞争力和功能的完整度;

2、拥有后发优势,在一些智驾功能的体验上交付即优于竞品;

3、个别体验不如友商的功能,将通过 OTA 在 2023 年底前实现全量追平甚至超越。

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具体到时间节点上,哪吒希望在哪吒 S 今年发布的时候,拥有基础的 ADAS 功能和部分高阶功能,在 2023 年 4-5 月左右,发布更多的高阶功能,并在 2023 年底实现全量发布。

智驾团队的工程师表示,「今年 4 季度哪吒 S 发布时,将具备我们总工程师设计开发的 30 多项(智驾)功能」,在今年疫情的影响下,很容易想象这会对人员、测试产生多么大的挑战。从目前我们了解到的情况来看,哪吒 S 也希望能够通过收集更多的场景、功能更加炫酷和交互更加人性等方式来达到用户体验维度的新高度。

在今年早期的哪吒智能驾驶沟通会上,哪吒也曾经以「智能化持续饱和式投入」来形容自己对智能化的决心和力度,「这是公司高层的决策」,赵培说,「智能驾驶决定做行业自研,我相信是因为公司的决策层看到了智能化是未来智能汽车竞争发展空间最大、最关键的这一行业共识」。

螺旋靶子

如果说哪吒 S 热管理团队和智驾团队是在做一道道选择题的话,那底盘团队就是在做一道无法选择的谜题。

有一个流传甚广却充满谬误的「常识」:运动车的悬架只要硬就好了,舒适车的悬架只要软就好了。

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但放在日常用车环境下,你就能品出这种结论的单一和片面,比如说如果悬架太硬,虽然支撑性很好,但如果在紧急过弯的时候,很容易出现过度转向,甩动起来的话一般用户很难控制;如果悬架太软,紧急避险的时候侧倾就会非常大,同样不好控制。或者用一个更简单的问题来思考:哪吒 S 这种需要兼顾乘坐和驾控的车,悬架应该怎么调呢?

当时直面我们这个问题的,是哪吒电动化底盘技术总监江翁、底盘总工程师余玉春和哪吒 S 底盘项目经理邓荣,相比于他们的职位,他们另一面的经历反倒是我更感兴趣的:三位都有十几年的汽车底盘相关工作经验,而余总工,非但会造车,还会赛车,持有国家 A 级赛车驾照。

硬件成为我们讨论哪吒 S 底盘的第一话题。汽车底盘世界中有很多经典的黄金数据,比如 50:50 的轴荷比、非常低的轴荷重心,都成为了哪吒 S 的开发目标。

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50:50 的结果,源自系统开发时的初始设计。

江翁告诉我们,在前期开发部分,底盘工程需要与包括整车项目、整车布置、车身系统、三电系统、内外饰系统、电器系统、整车试验、智驾系统等各系统部门进行多轮交互,因为底盘承载的是这各家的所有产品,「电池、电机、车身、内外饰、电器等各系统布置都会影响整车的重量控制」,这就需要「大家在追求自己性能的同时,要追求整体的系统目标,在这个过程中大家做了很大的努力和推动。」

数据开发结束之后,在实车造车验证过程中,不仅需要整体对悬架、制动、转向等底盘零部件进行布置的实车验证,也需要对应的工程创新。

为了更好的动力表现,哪吒 S 采用了主后驱的动力布置,后轴电机位于后轴后端,很容易推导出后轴比前轴更重的结论,那么,只有电池前移,才能实现重量的前后均衡。哪吒 S「把前悬架的下控制臂做了倒置处理,把下控制臂放到了轮心前端」,这就给了电池前移的空间。同时,整个底盘的转向机及稳定杆的设计可能尽量往前移动,伴随着前移的还有副车架和车身的安装点,在这些手段的集体作用下,实现了整车重量向 50:50 的充分靠拢。

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除了水平方向的挪移,底盘工作也涉及垂直方向的增减。电池包除了前移,也通过人机布置、座椅设计、下地板设计,在保证通过性的情况下,尽可能强地降低了车身重心,最终,哪吒 S 的质心高度不断降低,最终来到了 465mm 的水平。

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「公司在哪吒 S 的底盘上面没有吝啬,给我们选了很好的供应商」,这句话,也值得为哪吒 S 底盘的硬件部分做个收尾。

而硬件之外,还有软件。

不同于大家脑海中直觉出现的代码构建的电脑数据和指令,这里的「软件」,指的是进行底盘调校的「软实力」。

「我们其实是国内新势力当中少数具备自主底盘调校能力的车企」。

电动时代给了底盘升级很大的机会,比如更低的车身重心,比如以前看起来奢侈但现在已经成为中高端标配的「前双叉臂 + 后五连杆」,但对于一辆具体的车来说,知道这些,还是过于宏观向了。

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工程师眼中的底盘,是精确到小数点后的角度,和精确到毫米级的距离。

在我们的采访中,哪吒 S 的底盘团队引入了两个悬架弹性运动学指标,一个是 Bump Steer(跳动转向),很多时候我们开车经过一个起伏,方向盘没有动,但是车轮发生了实质上的偏移,就和悬架有关,同时,如果想要利用这个效应,来优化车辆在极限操稳情况下的不足转向度,也需要「通过限制下的悬架杆系结构的运动来实现」。

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「我们的不足转向度是 1.5 ~ 2.1 ° /g,控制在这个范围可以获得较好的操稳平衡,也是很难做到的。可以称之为‘黄金不足转向度’」,余玉春向我们分享道。

类似的数据还有「侧倾梯度」,顾名思义,它和车辆在快速转移重心时的侧向稳定度息息相关,「我们的侧倾梯度是 3 ~ 3.5 ° /g 这样一个梯度的水平,这个可以给你一个特别强的驾驶的安定感,这个其实就是远超于现在的一些主打运动的同级的车了,特别是燃油车。」

这些看似陌生的数字背后,是一场魔术游戏。

「悬架里边每一个控制臂的点,比如前双叉臂上面的双叉臂、下面的两个控制臂、整个副车架安装点和后五连杆悬架里五根连杆的十个点,这些点我们专业上叫做‘硬点’」,江翁说,我们可以把这些硬点理解成关节,而这些点的位置和构造,决定了同样结构时悬架的表现。

为了获得比较好的「不足转向度」,哪吒 S 光是对转向机安装相关的硬点就进行了 40 多种组合的细微调整,每一步的调整精度是 1 毫米「这些硬点的调整其实对整车的驾驶感受其实影响非常大,但这些细节其实是看不到的」。

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而调校早已告别了之前几个工程师一个台架就来的时代,数字仿真早已成为确立项目之前必经的论证之路,余玉春对各种数据如数家珍:前后悬架我们大概经过 40 多轮底盘硬点及性能参数的虚拟仿真,大概会有 200 多条仿真曲线。

而整个底盘的调校中,共有 500 多项精细参数,涉及 100 多个分布零件。

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我还问了一个尖锐的问题:你们自己做调校,能比得上竞品们找海外大公司做调校的结果吗?

没想到这个问题倒是被回答得最轻松的那个:「余总工其实早期就到过意大利、英国、德国去参与一些性能车的前期联合开发及调校,我们团队的其它工程师也有幸在从 2010 年到现在的十几年中,借着中国汽车企业的发展的大势,参与到很多优秀车型的底盘的海外联合开发及调校中,因此我们非常有信心。」

一个非常有趣的细节是,哪吒 S 每周末都会把当前阶段的调校车辆交给公司其他部门去当日常用车,进行信息收集,把这些同事当做用户来调整反馈。

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「这就像一个螺旋靶子,最终聚焦一个目标点,我们从外围开始,从最初的前期设计开始逐渐向内旋转,最后瞄准「客户满意」靶心,最终完成整体底盘调校过程。」

螺旋靶子这个比喻,是底盘团队的工作比喻,但我觉得这种工作流程似乎贯穿在哪吒 S 所有部门、所有同事的工作哲学之中。

汽车的历史说短也长,几乎每一个品牌的成功,都是因为在合适的时间,出现了一款惊艳的车型。

而当智能汽车这一百年变革,与中国品牌这一世纪机遇交叠之时,哪吒 S,无疑成为哪吒品牌绽放的最佳代表。

你没看到的哪吒 S

而对于哪吒来说,哪吒 S 并不是一个孤立个体,如同上文谈到的各项底层积累,与所有的智能技术,都将融入哪吒的技术平台之中,赋能更多的细分车型。

众所周知,哪吒将哪吒 S 所用的平台称之为「山海平台」,在本次采访之前,我只是平白地将其理解为又一个从中国神话中选取的名词概念,但采访完之后,我对这个名字有了另一层体悟。

一面,品牌形象向上,绝顶凌山。

一面,销量借势开花,星辰大海。

原创文章,作者:常岩,如若转载,请注明出处:https://www.cydao.com/cyfoxcat/8011.html

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