小米造车，三电系统底子打得如何？

　　从2021年小米宣布造车开始，就备受业界瞩目。小米集团董事长兼CEO雷军“押上人生所有积累的战绩和声誉”，以及100亿人民币，从去年底的技术发布会，到今年的新车发售，交出了一张阶段性的成绩单。成绩我们都看到了，截至4月30日（距离4月3日开始交付不到一个月），小米汽车交付量达到7058台，锁单量已经达到88063台。

　　作为造车“新”新势力，小米汽车开局的成绩在已经内卷严重的新能源汽车市场可以说是相当亮眼了。但造车不是做PPT，也不是单纯地在手机上搭载四个轮子，对于纯电汽车来说，三电系统是造车的“基石”；车身制造直接关系到汽车碰撞安全等，也是不可偏废的一项基本功；智能驾驶和智能座舱的体验是未来汽车的发展方向，是当前车企的加分项。本期报道，让我们聚焦在小米汽车的三电技术领域，看看其在电池、电机、电控领域带来哪些创新技术。

　　倒置电芯的CTB一体化电池

　　对于电动汽车来说，电池是最为核心、成本最高的关键零部件之一，是电动汽车的“心脏”，也是当前电动车企赛场上的“必争之地”。

　　据悉，小米SU7将提供400V和800V两种纯电平台。其中，小米800V高压电池包采用自研CTB一体化电池技术，电池包+地板厚度仅为120mm，实现了全球领先的体积效率77.8%。同时电池包具有延展性，电池包能够容纳更多的电芯，技术平台能力上限可以达到150kWh，续航可超过1200km。同时，该800V高压电池包号称采用了行业首创电芯倒置技术，在极端情况下能快速向下释放能量，最大程度保证乘员舱安全。

　　那么，什么是CTB一体化电池技术？电芯倒置又有什么用？小米自研了电池的哪些部分？CTB技术将电池上盖与车身地板进一步合二为一，从原来电池包“三明治”结构，进化成整车的“三明治”结构。这种融合简化了车身结构和生产工艺的技术，是对传统车身设计的一次颠覆性变革。早些时候，比亚迪刀片电池就有采用这种结构，其具有非常高的结构强度，正碰结构安全提升50%，侧碰结构安全提升45%，能够顺利通过50吨重卡碾压的极端测试。

　　同时，CTB技术实现了车身与电池系统的高度融合，整车扭转刚度提升一倍。搭载CTB技术的纯电动车型，车身扭转刚度可以轻松超过40000N·m/°，让电动汽车更具有竞争力。除此之外，CTB技术还能够有效抑制车身振动，提升车辆NVH水平。

　　电芯倒置则是宁德时代麒麟电池的一大特点，采用的则是CTP（Cell to Pack）技术，即无模组动力电池包。CTP的技术亮点是跳过模组直接将电芯集成为电池包，进一步简化了电池包的内部结构，取消了横纵梁、水冷板和隔热垫等结构，因此有更多空间排列电芯，整体能量密度得以增加，从而提高续航里程。电芯向上的设计需要在电池包上下留出空间，而电池倒置可以给电芯多留6%的空间，这样使得整个系统的集成效率可以更高。

　　值得一提的是，此次发布的小米SU7系列，标准版小米SU7采用的是73.6KWh磷酸铁锂电池，工信部显示的信息是比亚迪旗下的弗迪电池供应。小米SU7 MAX则采用的是宁德时代提供的麒麟电池。 发布会上雷军提到的“小米自研全球首个倒置电芯的CTB一体化电池”或许用“首次将麒麟电池与CTB技术相结合”来表述更为准确，体积效率确实达到了行业领先的77.8%（第三代麒麟电池的体积效率为72%）。小米800V高压电池包是小米与宁德时代一起投入千名工程师合作开发的。

　　冬季续航之王，如何炼成？

　　电气架构正在走向集成化和高压化，对于提高充电速度的追求驱动着高压电气架构向高压化演进，新能源汽车正迎来800V的风口。小米和宁德时代深度合作，在基于宁德时代麒麟电池的技术基础上正向研发，推出小米800V碳化硅高压平台，其平台电压达到871V，快充15分钟可续航510km。

　　安全方面，在全链路无死角的热电安全防护下，小米采用了严苛的热失效安全标准，电池在55°C满电情况下，即便完全不依靠水冷系统，也能确保无热蔓延发生。泄压阀及电极倒置的一体化电池同时辅以双大面液冷和电池间165片气凝胶隔热技术，最高可抵抗1000℃高温，可以最大限度保证电池的安全。

　　此外，小米800V电池包还搭载全栈自研的小米电池管理系统，每秒能检测电池800多个信号，检测频率是行业平均水平的10倍。小米全栈自研的电池管理软件，实现ASIL-D行业最高功能安全等级设计，紧急情况下可实现4ms内切断电流。雷军还透露，小米自建了电池包工厂，从源头保证电池性能和品质，并且在电池领域已申请了132项技术专利，已授权65项专利。

　　影响电池续航里程的，除了电池本身的设计制造，还有一项技术我们不能忽视——电池管理系统（BMS）。小米SU7通过热管理系统的技术提升，突破了四大冬季低温性能表现，提供更高的低温续航保持率、更快的低温充电速度、更低的低温动力性能衰減，以及更快的低温空调升温速度。

　　具体来说，小米专门推出了“高效双模热泵”和“三热源逐级聚能”两项针对热管理的技术。小米高效双模热泵能实现零下20度，热泵依旧从冷空气中吸取热量，在低温环境下，续航保持率能够做到同级更高、空调升温速度同级更快、充电速度同级更快；此外，小米首创三热源逐级聚能，可以将电驱生产的余热，压缩机、加热器的热能逐级聚拢，传递给座舱，最大电池加热功率高达18kW，几乎是行业平均水平的两倍，让汽车在冬季有更好的续航表现。

　　电机转速加快之后，如何精益求精？

　　驱动电机也是新能源汽车的核心部件之一，其性能至关重要，直接决定了汽车的性能。相同扭矩的情况下，转子转动越快，电机的功率越高，车的动力性能就越好。电机转速的大小直接影响电机的输出功率和效率。同时，电机材料、绕组方式等都会影响电机运转的效率。

　　在电驱方面，小米在发布会上发布了三款超级电机，首先上车的两款电机型号分别为V6和V6s，分别对应400V和800V的电压平台，两款电机都有着21000rpm的最高转速。据介绍，V6的命名来源于其电机等效汽车V6发动机。

　　两款电机将分别搭载于小米SU7和小米SU7 Max，前者为单电机后轮驱动，最大马力299PS，峰值功率220kw，峰值扭矩400N·m；后者采用的是采用了双电机四轮驱动，最大马力673PS，峰值功率495kw（1个220kw电机+1个275kw电机），峰值扭矩838N·m。根据此前工信部披露的信息显示，SU7搭载的电机由联合汽车电子有限公司供应，而SU7 Max搭载的电机则由苏州汇川联合动力系统股份有限公司供应。

　　此外，小米还带来了超级电机V8s，转子和冷却系统经过全新设计，转速高达27200rpm，雷军称其为“全球最快”。据悉，V8s电机最大马力达到578ps，峰值功率425kW，最大峰值扭矩635N·m。

　　据雷军介绍，小米超级电机采用AI仿真技术完成研发。通过同电机厂家的合作，借助AI团队的技术，电机团队通过20万次的转子结构拓扑和电机内结构的应力分布优化最终实现了转速领先的小米超级电机，同时电机在设计上也实现了77%槽满率，同时降低了约25%铁损和实现0.3%的效率提升。

　　那么，电机转速是越快越好吗？77%槽满率是高水平的吗？据雷军介绍，小米超级电机V8s功率密度达到全球领先的10.14W/kg，电机峰值效率也达到了全球最高的98.11%，电控峰值效率达到了全球最高的99.85%，预计于2025年装车使用。

　　而要实现上述的指标也不是一件易事。首先，高转速带来巨大离心力，转子容易破碎，提高转子强度非常重要。特斯拉在转子外面裹一层碳纤维来解决这一问题，小米则直接改进材料，采用960MPa的硅钢片进行制造。

　　随着转速提升，电机发热也会更严重，小米重新设计了电机散热系统，采用双向立体油冷技术，成功将散热效率提升超过50%，最高温度下降了30%。此外，小米还重新设计了整个定转子、全系配备自研全球领先的SiC电控模块，才实现99.85%的高转换效率。据雷军透露，小米已经在预研下一代电机，将采用比特斯拉的湿法缠绕更先进的“激光原位固化”工艺来做碳纤维缠绕，在实验中已经实现35000rpm最高转速。

　　值得一提的是，电机的转速受到电机的型号、电压、电流、负载等一系列因素的影响，通常在特定的转速范围内，电机的转速上限越高，能够带来更高的功率密度、更好的动态响应能力以及更小的体积和重量。一旦超出了这个特定的范围，电机的效率反而会下降，因此，电机的转速不是越快越好，选择合适的转速同样重要。

　　发布会上，雷军将小米超级电机V6s和保时捷Taycan、特斯拉Model S的电机性能进行对比，更低转速上限的保时捷 Taycan Turbo后置电机虽然转速低一些（16000rpm），但其有着更高的峰值扭矩、更高的峰值功率，能在更低转速实现更高的电机效率，那保时捷是如何做到的呢？

　　为了实现更高的电机效率，目前新能源车驱动电机的设计多倾向于使用一种扁线来替代传统圆线充当绕组。这种硬质不易弯曲的铜线因外观像“发卡”（Hairpin）被称为发卡电机。发卡电机通过改进绕组形状和编排方式，使得在同样的体积内塞进更多的导线，使得槽满率更高，电机的效率和功率密度得以提升。

　　由于发卡相对于传统电机优势巨大，所以发卡电机的制造成为了当下国内外许多新能源企业的重点研究方向。通用汽车、特斯拉、丰田等车企很早就有采用发卡电机的车型。据悉，保时捷Taycan的永磁同步电机正是采用了“Hair-Pin 发卡”绕组方式，槽满率达到70%，比小米超级电机V8s 77%的槽满率低一些。

　　高槽满率有利于提高电动车电机的效率和性能，但也不是一味要提高，同时也要考虑到电机升温、绝缘击穿等风险。当前小米超级电机V8s的槽满率应该说是比较高的，如何综合能耗、电控、稳定性、机械寿命等全方位的因素设计出更好的电机，相信不止是小米，更是全行业都在思考的问题。

　　小结

　　可以看到，在电池本身的构造方面，小米倒置电芯的CTB一体化电池更多的是头部电池企业的优势再注入一些“小米”自己的思想。871V碳化硅高压平台顺应当前快充的趋势，并且处于行业前端，但不乏有企业已经迈向更高的900V平台。对于电池管理系统以及热管理技术、电驱技术的开发，以及小米自身极高的产业链整合能力，让其在“神仙打架”的电动汽车时代在电池续航、电池安全方面占有些许优势。从小米汽车在三电技术的着力，可以看出其是在用心造车的，但战局才刚刚拉开，未来让我们拭目以待！

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