大家好,我是:村長LEON,一位每天擼貓的新能源開發人員。
今天和大家分享的是:產品第一性原理:您覺得理想Mega的造型“美or丑”嗎?
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摘要:Mega通過極致造型和風阻系數設計(0.215), 對比極氪009造型的風阻系數0.27, Mega節省了32kg~92kg的電池包重量、節約了4688RMB~13590RMB的電池成本。
理想Mega在昨天正式發布了,Mega的設計美學也是絕絕子,下圖1可以稱為敢于創新設計,發布后看市場用戶的真實反饋。Mega的Mega的車輛參數:尺寸和動力系統、CLTC續航如下表1:
表1:Mega的車輛參數
長寬高,mm | 軸距,mm | 軸距/長度比 | 驅動系統 | 電池,kwh | CLTC續航,km | CLTC能耗,kwh/100km |
5350*1965*1850 | 3300 | 62% | 四驅 | 102.7 | 710 | 15.9 |
圖1(a) 理想Mega外造型
圖1(b) 理想Mega外造型
主要從車型開發和能耗開發角度,和大家探討下Mega的汽車設計技術,以及設計過程中對能耗的取舍。作為理想的第一臺純電動汽車,而且還是一臺大型的MPV車型,CLTC網端能耗15.9kwh/100km還是非常驚艷的。
通過發布會介紹以及技術分析:Mega主要的整車性能參數如下表2:
表2:Mega:整車性能參數
整備重量,kg | 滿載重量,kg | 風阻系數 | 迎風面積,m^2 | 輪胎參數 | 輪胎半徑,mm |
2785 | 3400 | 0.215 | 3.2 | 245/60 R18 | 360 |
接下來,也來分析下理想運用了哪些厲害的技術來提升續航和降低能耗,以及從技術開發維度深挖背后的設計邏輯。
對于一臺MPV來說,造型是非常重要的,Mega首先在辨識度上非常高,但是對于這樣的外觀,我們來和其他MPV對比看下:從感官上看,的確是騰勢D9 、極氪009會更加討喜。那么問題來了,為什么mega的造型如此設計,答案是風阻系數,也就是cd值。
圖2 理想Mega 風阻系數0.215
圖2 騰勢D9風阻系數0.33
圖3 極氪009風阻系數0.27
根據圖2、圖3、圖4,對比這三個車外造型的風阻系數:理想Mega的風阻低的離譜,只有0.215。比極氪009的0.27低了整整0.055(每0.001的風阻系數稱為1count,也就是55count),這樣小數看上去不直觀,換算成百分百是低了20%;
比騰勢D9的0.33低了整整0.115(每0.001的風阻系數稱為1count,也就是115count),這樣小數看上去不直觀,換算成百分百是低了35%,這就低的很離譜了啊。
我們基于兩個場景做分析:第一是CLTC法規工況,這是國家標準工況,所以得電動車開發都需要考慮;第二是高速場景工況,我們以120kph為例,模擬真實駕駛員在高速場景開車。
3.1 CLTC標準法規工況場景能耗分析
根據AVL cruise M 構建了能耗分析模型如下圖4:將上述的整車參數輸入到模型。
圖4 基于AVL cruise M的MPV能耗分析
基于三種設計方案分析:方案1是mega車重+0.215cd(Mega造型對應風阻系數、方案2是mega車重+0.27cd(極氪009造型對應風阻系數)、方案3是mega車重+0.33cd(騰勢D9造型對應風阻系數), 最后得到的續航差異如下表:
表3:3種風阻設計方案的CLTC續航差異
方案1:mega+0.215cd設計 | 方案2:mega+0.27cd設計 | 方案3:mega+0.33cd設計 |
710km | -36km | -75km |
按照每度電的成本是900RMB,Mega102.7kwh續航710km,方案2 續航少了36km,36km需要電池包提升5.2kwh,對應電池的成本就是4688RMB。方案3 續航少了75km,75km需要電池包提升10.9kwh,對應電池的成本就是9768RMB。
提升電量還存在兩個問題:
首先需要的增加電池的重量,Mega 102.7kwh的電池包是629kg,方案2 需要提升5.2kwh導致電池重量增加32kg;方案3需要提升10.9kwh導致電池重量增加67kg; ,進一步影響整車的多方面設計(碰撞安全、操控等);
其次,提升電量還帶來電池包的空間和布置問題,會壓縮乘客的乘員艙空間。
3.2 高速道路120kph場景能耗分析
對于高速場景工況,我們以高速道路120kph為例;
基于三種設計方案分析:方案1是mega車重+0.215cd(Mega造型對應風阻系數、方案2是mega車重+0.27cd(極氪009造型對應風阻系數)、方案3是mega車重+0.33cd(騰勢D9造型對應風阻系數), 最后得到的續航差異如下:
表3:3種風阻方案的120kph高速續航差異
方案1:mega+0.215cd設計 | 方案2:mega+0.27cd設計 | 方案3:mega+0.33cd設計 |
394km | -58km | -104km |
按照每度電的成本是900RMB,Mega102.7kwh續航710km,方案2 續航少了58km,58km需要電池包提升15.1kwh,對應電池的成本就是13590RMB。方案3 續航少了104km,104km需要電池包提升27.1kwh,對應電池的成本就是24397RMB。
這說明風阻系數對高速120kph場景的影響遠超過CLTC標準工況,這是因為CLTC標準工況的平均速度只有不到30kph,風的行使阻力和速度是成平方關系,風阻系數對高速駕駛里程影響明顯,這也和發布會說的,Mega是一臺家庭用MPV,滿足全家多人中途的高速出行需求。
同理分析方案2、方案3增加電池包帶來的重量分別是:92kg、166kg。
綜合上述兩個場景的分析,Mega的極地風阻設計帶來收益(重量、成本)如下表:
表4:Mega極地風阻設計的重量和成本收益分析
方案1:mega+0.215cd設計 | 方案2:mega+0.27cd設計 | 方案3:mega+0.33cd設計 | |
CLTC場景 | 基礎值:710km | -36km | -75km |
電池容量換算 | 基礎值:102.7kwh | 5.2kwh | 10.9kwh |
電池價格換算 | 基礎值:92430 | 4688RMB | 9768RMB |
電池重量換算 | 基礎值:629kg | 32kg | 67kg |
高速120kph場景 | 394km | -58km | -104km |
電池容量換算 | 基礎值:102.7kwh | 15.1kwh | 27.1kwh |
電池價格換算 | 基礎值:92430 | 13590RMB | 24397RMB |
電池重量換算 | 基礎值:629kg | 92kg | 166kg |
總結如下:Mega通過極致的風阻設計,同極氪009的0.27風阻相比。標準CLTC場景下,等效節省了5.2kwh的電量,節省了32kg的電池包重量,以及4688RMB的電池成本。
120kph高速場景下,等效節省了15.1kwh的電量,節省了92kg的電池包重量,以及13590RMB的電池成本。
同騰勢D9的0.33風阻相比,等效的重量和成本收益更加明顯。
最后、我們挖掘下Mega是如何造出這樣的風阻系數:
首先、按照馬斯克提出的第一性原理,在車型開發前期,肯定明確了續航能耗優先原則、風阻是Mega的極致追求,這樣帶來更好的續航,在相同的續航指標下,帶來更低的電池包容量和成本需求。
其次、Mega的造型設計部門中,有特別的小團隊致力于風阻系數的優化,造型設計能夠聽取小團隊對風阻優化的方案建議、整體的造型設計是朝著風阻友好的方向。
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