從EV到ICV,全面解讀廣汽新能源的技術原創之路

展開中國新能源車銷量榜單,國產特斯拉Model 3的榜首地位相當堅挺。但我們也注意到在中國品牌陣型中,廣汽新能源埃安S繼去年上市即創造月銷“八連漲”記錄後,今年更是穩居中國品牌新能源轎車銷冠,發揮同樣堅挺。

近日,廣汽新能源發佈了累計產銷突破10萬輛的消息,距離這家公司成立僅過去了37個月,這是新能源行業有史以來最快實現這一記錄的車企,它完成了特斯拉不曾做到的事情。

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新能源汽車產業作為最被寄予厚望的“朝陽”,吸引了無數資本進駐,也打造了不少成功的造車新勢力,更不乏IPO後市值達千億級的公司。但率先跑出的竟是這家成立才三年的廣汽新能源!甚至業界已開始稱其為“汽車界華為”。

這背後,到底是什麼原因?

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投30億研製純電專屬平台

近年,經過反覆驗證,我們已經可以確定純電動車是發展智能網聯技術的最佳載體。但即便新能源汽車發展已超十年,“油改電”模式仍被當前許多車企所固守,理由自然是成本。但在智能網聯逐步主導新能源汽車發展的未來,“油改電”的諸多桎梏,終究不是最佳的電動化技術路線。

為此,廣汽新能源成立即堅持打造純電專屬平台技術,先後投入超30億元,引用副總經理肖勇的話——“30億隻為託個底”。但這僅僅是純電專屬平台的“入場費”,後續升級還需更大的投入。這也是財大氣粗的奔馳、寶馬等國際車企更願意選擇合作方式來打造純電動產品的主要原因。

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值得一提的是,在全球汽車電動化進程日漸加速的當下,擁有原創且成熟的純電專屬平台技術的車企目前僅有特斯拉和廣汽新能源。即便造車新勢力也專注於純電動車,但它們的底盤或多或少與傳統燃油車仍有着理不清的淵源。至於如大眾、豐田等大牌,至今仍在加緊研發首個純電專屬平台。因此我們能看到廣汽新能源將純電專屬平台技術反向輸出給廣汽豐田,打造出iA5,説明了GEP2.0的先進和可靠已獲得豐田的認同。

對於年輕的廣汽新能源而言,快速研發專屬平台並持續豐富產品線的背後,是廣汽集團30多年產業積累所形成的全球研發網體系優勢,即廣州總院+北美三地研發中心+上海前瞻設計工作室,匯聚國際化研發人員超4300人,累計研發投入超300億元。至2019年累計專利申請6079件,專利授權數3723件(其中發明專利575件)。2019年,以廣汽研究院為核心的廣汽集團國家認定企業技術中心,在國家級評比中名列全國第六、汽車行業第一。

正因強大的研發實力支持,讓GEP2.0全鋁純電專屬平台產品展露出遠超“油改電”平台的性能、空間、智能和安全表現:埃安車型率先實現了超越燃油車的650km續航,提供百公里3.9秒的超跑級體驗,極致平衡的50:50前後配重,燃油車難以做到的61.7%軸長比和A級車尺寸C級車體驗的越級大空間,支持高精地圖全速域脱手自動駕駛等,為用户帶來前所未有的新鮮用車體驗,大受新能源消費者的青睞。

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產品從設計到製造都提出極高要求

“續航”作為汽車電動化的最大痛點,一直是各大車企努力攻堅的目標。經過近年“三電”技術的高速發展,如今主流純電動車的續航普遍已超過500km。不少專家學者認為,當續航超過600km,基本能解決“里程焦慮”。以當前電池技術而言,這是性能與成本的最佳平衡點,再往上提升續航只能帶來車重明顯增加、擠壓車內空間以及成本大幅攀升等問題,質價比與性價比逐步走低。

特斯拉曾在很長一段時間裏霸佔着“續航榜首”之位。直至去年10月,廣汽新能源推出“全球首款NEDC續航650km純電動車”埃安LX,一舉超越了特斯拉。

埃安LX基於GEP2.0全鋁純電專屬平台打造,採用上鋼下鋁架構,在全鋁底盤保證極致輕量化的基礎上,上車體大量採用高強度鋼和熱成型鋼,結合第二代GAC車輛碰撞吸能控制技術,比全鋁材質車體更為堅固安全。讓人驚訝的是,上鋼下鋁架構的埃安LX車重為2噸,這比全鋁車身的Model X還要輕400kg以上。

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但由於鋼和鋁物理特性不同,給兩者的兼容生產提出了很多技術難題。為此,廣汽新能源投資47億,建設了專業生產純電動智能車的智能生態工廠,擁有鋼鋁車身柔性生產、數字化自主決策、互動式定製、能源綜合利用等全球領先優勢,實現了汽車製造從批量生產向大規模定製化生產的革命性跨越。智能生態工廠的鋼鋁車身柔性生產線採用全球首創鋁鉚接及點焊切換技術,可按需快速切換,生產效率不輸純鋼,但智能化程度及技術領先性不可同日而語。

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廣汽新能源總經理古惠南曾多次提及埃安在製造成本及製造品質上擁有行業最強的競爭力,因為智能生態工廠升級了廣汽生產方式,更好地發揮了傳統精益生產和先進智能製造的優勢。

廣汽新能源通過埃安S大量裝備出租車和網約車市場,並且創造出單車一年行駛20萬公里的記錄,充分驗證了產品的高品質和高可靠。畢竟中國品牌還沒有一款B端產品,能在這個由豐田、大眾等合資品牌所佔領的特殊市場中獲得成功,埃安S收穫B端市場優秀口碑更顯難能可貴。這也正是古惠南多次靈魂拷問“特斯拉敢做出租車嗎?”的底氣所在。

當前,埃安全系車型承諾“電池、電機、電控”終身質保,行業獨一家,意圖打造“開不壞的埃安”,體現出廣汽新能源對其智能製造高品質的信心滿滿。

掌握電池管理的核心技術

在電池技術路線上,廣汽新能源選擇了NCM(鎳鈷錳)三元鋰電池。這是因為中國電池產業掌握着更多NCM的生產資源,這也是中國新能源車企普遍選擇NCM的主要原因。

值得一提的是,雖然廣汽新能源不直接生產電芯,但它卻主導了自家電池包(Park)的設計與製造。通過新材料新工藝的運用,如採用航空航天領域專用的7系鋁合金打造電池殼體,在提供更高強度保護的同時實現更好的輕量化,因此廣汽新能源擁有着NCM技術路線上最高能量密度的電池系統。

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電池管理系統BMS一直被特斯拉視為超長續航的“秘訣”,畢竟作為純電動車最核心的零部件,電池怕冷怕熱也怕飽怕餓,只有合理高效的電池管理才能最大化發揮出電池性能,也能有效延長電池壽命。

BMS的核心是管控邏輯,依靠反覆測試、驗證,以及海量的道路實測來持續完善。廣汽新能源埃安車型搭載了廣汽第四代電池管理系統,由博世供應零部件,通過液冷式智能温控,以慢冷、快冷、加熱、餘熱回收和遠程電池預熱/預冷等行業最多的5種工作模式,確保電池系統温度一直處於25℃~35℃的最佳工作區間,控制精度遠高於業界水平。此外,BMS對電池剩餘電量估算(SOC)精度達到±3%,高於行業平均的±5%,且管控參數比行業平均水平多50%,管控範圍是國標的5.6倍。埃安S能抵受住B端用車頻繁快充充電,以及用車環境温差大、連續行駛強度高等考驗,BMS功不可沒。

此外,廣汽新能源還有另一提升用電效率的原創科技——全球首創的熱泵雙層流空調技術,已搭載在埃安LX和埃安V上。通過車內上層外循環冷風和下層內循環暖風的獨特送風設計,在寒冬中既能確保駕乘人員温感,也能有效防止前風擋起霧,且降低電耗,可使車輛的冬季續航能力增加30km。

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引領新一輪動力電池技術革命

剛過去的“728廣汽科技日”,廣汽集團總經理馮興亞介紹了廣汽在動力電池技術上取得的重大突破:一是將新型硅負極材料技術應用到動力電池電芯中,使電芯實現275Wh/kg的高能量密度,屆時廣汽新能源埃安車型的續航里程最高可突破1000km;二是基於石墨烯優良的導電性和特殊的三維結構,未來將率先搭載於埃安車型上的石墨烯超級快充電池,可以做到8分鐘充滿80%電量,實現充電10分鐘續航200-300公里。

巧合的是,特斯拉也有望在本月舉行的“電池日”上發佈其硅納米線電池技術。兩家車企在突破電池能量密度上均瞄準了硅負極電池。因為硅作為負極材料可儲存比石墨多出十倍的電能,但由於硅電極在充放電過程中體積變化可達400%,極易破碎,因此一直難以取代石墨。

可以預期,在短期內硅負極電池還難以實現快速量產應用。因此,廣汽新能源的石墨烯超級快充電池技術顯然更受業界關注。9月7日,廣汽集團首家內部孵化技術創新公司——廣州巨灣技研有限公司完成註冊,這是一家專注儲能新材料領域研發落地的科技公司,標誌着廣汽正全力推動石墨烯車載應用技術發展。

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據介紹,廣汽集團從2014年已開始研究石墨烯的大規模製備,已具有獨立自主知識產權的3DG石墨烯製備技術,得到的三維多級孔結構石墨烯能有效克服成本缺陷,生產製備成本可達常規制備方式的1/10。目前,廣汽新能源已從電芯、模組、搭載整車多個層面初步驗證石墨烯技術。廣汽新能源總經理古惠南曾多次在公開場合強調“充電難是如今最大的電動化痛點”。石墨烯超級快充電池技術的應用,將能帶來與燃油車加油用時接近的快速補電,更貼近當前中國新能源汽車的用車習慣與需求。

無論是硅負極還是石墨烯,均涉及到新材料的應用,這是第四次工業革命最顯著的特徵,可見兩大車企在汽車產業“四化”進程中均發揮着積極的推動作用。這一次,廣汽新能源的想法更超前,準備也更充足,在新一輪動力電池革命中有望實現全球引領。

電動系統的高度整合力全球領先

在純電動力技術上,廣汽新能源也有自己的原創——全球首創“三合一”高性能電驅系統。搭載前後雙“三合一”電驅系統的埃安LX,靜止起步3.9秒即可破百,成為中國最快的車,更進入了全球最快SUV前五。

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廣汽新能源採用的是永磁同步電機。相較於特斯拉Model S和Model X上搭載的交流異步電機,永磁同步電機具有體積小、重量輕等技術優勢,但結構也相對複雜。製作永磁模塊的原材料是稀土,中國的儲量較為豐富,在一定程度上降低了國產永磁同步電機的製造成本。所以在國產Model 3上,特斯拉也選擇了永磁同步電機。

“三合一”電驅系統是將電機、電控、差減高度整合,使重量降低20%,體積減小15%,功率和扭矩分別提升14%和20%,為埃安車型帶來了不輸特斯拉的加速及續航性能表現。軸距更短的埃安S卻展現出比Model 3更優秀的空間體驗優勢,乘坐舒適性也更好。這説明了廣汽新能源在電動系統的高度整合能力以及機械佈局優化上,已經走到了世界領先水平。

率先開啓L3自動駕駛元年

中國電動汽車百人會理事長陳清泰認為,中國擁有全球最大的網民基數,且中國年輕消費者對智能網聯有更高的要求。因此國外知名車企在開發智能網聯相關技術時往往要求以中國市場作為主要藍本。從這點上看,中國車企顯然有着發展智能網聯的天時地利人和等優勢。

近日,全球首款高精地圖全路段全速域脱手自動駕駛智能車埃安LX開始交付,2020年也因此成為了L3自動駕駛元年。高精地圖的率先應用,標誌着廣汽新能源已經進入了單車智能和車路協同的融合發展階段。廣汽新能源總經理古惠南曾指出在未來2-3年內全球率先實現L4自動駕駛的區域示範運營,有望讓中國車企在全球自動駕駛領域又一次引領。

廣汽新能源的ADiGO3.0自動駕駛系統是基於全球唯一的“高精地圖+高精攝像頭+高精雷達”三重感知技術。高精地圖釐米級的定位精度,以及前方1公里的詳細道路信息,能提前讓系統瞭解前方路況。比如能在彎道前500米即開始減速保證以安全的速度通過彎道,而特斯拉基於攝像頭的感知系統最快只能做到提前200米開始減速。同時,高精地圖的豐富信息也能彌補傳感器因外界環境所產生的影響,帶來更安全可靠的自動駕駛體驗。

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除了在感知技術上,廣汽新能源憑藉高精地圖超越了特斯拉,在遙控泊車技術上,也做得比特斯拉更好。特斯拉的遙控泊車只能實現“直進直出”,而今年6月上市的廣汽新能源埃安V則能做到橫平、豎直、斜向等6個方向的自動泊入泊出,應用場景相當豐富,且全球唯一。

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同時,埃安V搭載了廣汽新能源自主研發的,應用了華為巴龍5000 5G芯片的全球首個5G+ V2X車載智能通訊系統,成為全球首款5G車。5G+V2X是未來車載智能網聯的底層架構,中國因擁有5G技術的領先優勢,在智能網聯的發展上有望贏得更多主導權。可以預期,基於5G技術高速率、低時延、廣連接等優勢,在車路協同技術上要求車與車、車與周邊道路設施必須傳輸大量信息數據以最終實現無人駕駛上路時,廣汽新能源將有望再一次憑藉5G技術的優勢實現引領。

另外我們也關注到,中國自行研製的北斗衞星導航已組網成功。這是繼美國GPS和俄羅斯GLONASS後全球第三個成熟的衞星導航系統。幾乎在同一時間,廣汽新能源與千尋位置聯合宣佈,打造北斗高精度時空智能服務,為廣汽新能源ADiGO3.0自動駕駛系統和5G-V2X提供高精度雙頻定位,讓接下來高階自動駕駛的實現更有科技底氣。

“智能座艙”技術全面領先

純電動車天生擁有零排放、靜謐舒適、超高智能等健康技術優勢,將能吸引更多消費者在疫後主動選擇。而中國政府也已經把“智能健康座艙”的發展視為新能源汽車產業的重要突破方向。

打造“健康車”是廣汽新能源的企業戰略,至今已累計投入超5億元開發與健康有關的功能,包括車內空氣濾淨、降噪、防輻射、疲勞監測等。今年疫情期間,又快速研製了“超N95級濾防”和“遠程一鍵殺毒”功能。針對座艙空調採用了HEPA級國際最高等級濾芯,有效隔絕 PM0.3(直徑0.3微米的顆粒),可達到 N95 級別以上的防護,過濾效果是普通汽車濾芯的10倍。針對“新冠病毒在56℃温度下30分鐘即失去活性”的特點,埃安車型獨有的熱泵空調技術可以將濾芯加熱至60℃,並使車內空氣不斷經過高温濾芯進行高效循環殺毒。通過手機遠程遙控即可開啓,30分鐘高温殺菌的除菌率達99.92%,創建無菌化健康生態座艙。

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廣汽新能源還在疫情期間啓動研發車載中藥香氛技術,在埃安V上已率先搭載應用。此外,廣汽新能源還專注於環保內飾材料的應用,在電磁防護上創造出0.6μT超低輻射,遠低於國家100μT的標準限制;結合全球首創太陽能新風淨化系統,能在車輛靜止的情況下自動開啓換風功能,實現快速降温,保證車內空氣清新。因而在今年7月,廣汽新能源“智能生態座艙”率先獲得全國首個CN95健康座艙5A級認證。

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另一方面,廣汽新能源憑藉5G科技的率先應用,在埃安V上打造出全球首個“5G智能健康座艙”。除搭載有5G高速網絡,更率先應用高德AR實景導航,讓AR增強現實技術融合地圖數據、攝像頭傳感數據和定位算法,所見即所得;搭載全球領先的科大訊飛-飛魚2.0自然語音系統的裝備,擁有超強自學能力,無懼各地塑料普通話,實現最長90秒免喚醒+智能聲源定位功能,並拓展美食和電影等生態連接;搭載行業領先的駕駛員監測系統DMS,實時監測駕駛員狀態,避免疲勞與分心,提升行車安全。這些配置的搭載顯然更貼閤中國用户的用車習慣與國情需求,在這點上,“舶來品”特斯拉始終難有優勢可言。

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小結:

以上所見,埃安已經具備引領全球新能源車的實力,並且在某些領域已超越特斯拉。而在對未來電動化、智能化和網聯化的技術儲備上,廣汽新能源也有着清晰的發展思路,並在不少領域已取得技術突破,未來可期。

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