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作者 | 曹全景
一场汽车公司的发布会,没有汽车;一家以创始人表达著称的车企,李想却没有上台。
10月20日,理想汽车在其北京研发总部举办Power Day电动技术发布会。这里距离首都机场不过15公里,是理想汽车整套自研体系的大本营。
雪豹财经社在发布会的入场处一侧看到,这里搭建有一个约50平方米的小型展厅,没有一辆车,而是摆放了若干汽车零部件。它们形状各异,金属外壳泛着冷光,复杂的接口与结构暴露在灯光下。
它们就是这场发布会的主角。如果没有一旁展签上的文字介绍,大多数人恐怕无法准确说出它们的名字:铸铝转子、碳化硅功率模块、碳化硅功率芯片、高压碳化硅电机控制器......
汽车零部件不像一辆新车那样,能够让人一眼看见设计的变化;也不像续航里程、零百加速那样,可以被压缩成一个个醒目而令人兴奋的数字。它们藏在汽车内部,普通用户很少会注意到,但它们却会在每一公里续航、每一次充电中,悄悄影响最终体验。
如果说今天桌台上这些零部件有什么共同点,那就是它们都拥有同一个前缀:自研。理想自研,甚至是自研自制。
当晚的发布会上,理想汽车联合创始人、总裁兼总工程师马东辉宣布,推出“连山”电动技术体系,覆盖电池、电驱、超充设备及自建超充网络。其中,理想自研电池被命名为连山电池。
在约一个半小时的发布会上,马东辉、柳志民(理想汽车动力电池负责人)、刘强(理想汽车动力驱动负责人)、孙广敏(理想汽车充电网络负责人)先后上台分享,勾勒出这套连山体系的不同侧面:
马东辉谈如何打通核心三电、供应商制造质量与用户全生命周期数据;柳志民拆解快充背后的材料、电芯与安全难题;刘强讲述电驱如何从设计之初建立可靠性;孙广敏则解释,为什么补能体验不能只看充电桩的峰值功率,还要看用户从驶入到离开的整个过程。
理想的自研,并不意味着所有零部件都必须由自己制造。它真正在意的或许是,能否掌握影响产品表现的关键技术,连接原本分散在不同环节的数据,并对最终结果承担责任。
一套电动技术体系的建立,很少依靠某项单点突破。充电速度提高了,如何兼顾能量密度与电池寿命?电驱效率提升了,如何进一步释放续航与空间?充电桩建起来了,又如何让用户少等待、少绕路?
连山背后的40个细节,恰好展现了这些相互牵制的问题和理想试图给出的解法,以及一家车企重新划定自身技术边界的尝试。
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理想的电池研发,始于纯电时代之前。2015年,理想汽车成立之初就组建了电池研发团队。那时,理想还没有今天这样庞大的产品阵容,但电池已经进入它的技术布局。
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理想最早攻克的,是增程汽车的大电池问题。2019年,理想ONE搭载了理想与宁德时代联合开发的增程大电池。理想需要的不只是一块容量更大的电池,还要让电池、增程器和整车控制形成有效配合,最终实现“城市用电、长途用油”的产品体验。
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理想曾经试图改变增程器的保养周期。马东辉在演讲中提到,理想通过重构增程发动机硬件和机油监测算法,将增程器保养周期延长至3年或3万公里。这背后的思路是:如果只采购现成部件,再把它们拼装起来,整车企业很难改变某些既定的产品限制;深入底层研发,才可能重新定义用户体验。
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2020年,理想给电池研发设定了一个近乎苛刻的目标。当时,行业普遍还在做2C,理想却希望跨过3C、4C,直接研发量产级5C超充电池,将充电时间从当时普遍需要的30分钟以上压缩到10分钟左右。
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“充电10分钟,续航500公里”不是从实验室参数开始的,而是从用户的时间表开始的。理想在分析过大量长途出行数据后发现,超过一半的用户在高速服务区的休息时间约为10分钟,95%的用户两次高速休息之间的行驶里程不超过280公里。理想希望充电发生在用户本来就要休息的时间里,而不是额外制造一段等待。
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这个目标还包括另一项要求:整车CLTC续航超过700公里。对理想而言,快充不能以牺牲续航为代价。用户需要的不只是短时间内补进更多电量,还需要两次充电之间能够行驶足够远的距离。快充与长续航必须同时成立,才有机会改变纯电长途出行的体验。
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理想最初得到的反馈,并不乐观。柳志民回忆,团队曾向全球头部电池厂商介绍目标,得到的反馈高度一致:这件事很难实现,甚至有供应商认为目标违背了基础物理原理。对研发团队来说,真正的挑战不是把某一项指标做高,而是在一组互相牵制的条件下,找到新的工程解法。
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理想最终选择改变问题的解法,而不是只改进某一个零件。柳志民在演讲中提出,为什么不能把材料、电芯、电池总成、热管理、控制算法和制造体系放在一起重新设计?这成为连山电池研发的重要思路:单个部件做不到的事,或许可以通过整个系统的协同来实现。
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这条路线并不意味着理想完全排斥供应商。2024年,理想与宁德时代联合开发的5C超充电池搭载MEGA量产上市。理想在继续推进自研的同时,也借助产业伙伴的技术积累和制造能力,将研发成果推向规模化应用。自研和合作并不是非此即彼的选择。
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理想的电池研发经历了三种不同的量产模式。从与宁德时代联合开发,到由理想自主研发、合作伙伴代工生产,再到自研自制,理想逐步深入电池产业链。不同模式背后,是企业对技术控制力、制造能力和产业分工的不同安排,而不是简单地把供应商全部替换掉。
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2026年,理想将自研电池搭载于更多量产车型。全新理想L8、新一代理想L6和理想i8等车型陆续搭载自研自制电池。对理想而言,这意味着自研能力开始从研发项目走向产品体系,但量产规模的扩大,也会进一步考验生产一致性和质量管理能力。
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理想的电池实验室,不只是做成品测试,其动力电池实验室分布于北京、上海等地,总面积超过5000平方米,涵盖电芯试制、电芯测试、PACK试制、BMS测试以及电池系统和整车电池测试等环节。从材料制备、电极加工到电芯装配,研发团队可以在实验室里验证新的材料、体系和结构。
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电芯测试实验室拥有约2000个充放电测试通道,可以支持约2000个样品同时测试,并行开展多个项目。充电速度只是电池性能的一部分,安全、寿命和环境适应性同样需要经过系统验证。
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5C超充与长续航之间,存在一个不容易绕开的物理矛盾。充电越快,锂离子就需要越快地在正负极之间迁移。拓宽传输通道有助于提升充电速度,但通道占据的空间也可能减少用于储存电量的材料空间,进而影响能量密度。对电池研发来说,难点在于不能只“充得快”,还要“装得多”。
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理想在负极上做的一项改进,是把单一传输通道变成多方向通道网络。柳志民解释,这样做是为了让锂离子能够从更多方向迁移,提高传输效率。但通道增加后,储能空间也可能被挤压,因此团队还需要继续寻找新的结构方案。一个技术突破,往往会带出下一个必须解决的问题。
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“外松内紧”,是理想梯度孔隙电极技术的核心思路之一。理想将负极极片设计成梯度结构:外层孔隙更大,让快速涌入的锂离子更容易通过;内层结构更致密,尽可能保留储存电量的空间。它试图在同一块电极里,同时满足传输效率和储能需求。
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正极也有自己的空间利用问题。针对磷酸铁锂电池能量密度相对较低的问题,理想研发高压实正极技术,通过微米级和纳米级颗粒复配,提高同等体积内活性材料的装填量。柳志民用“黄豆和小米”作比喻:让较小颗粒填补较大颗粒之间的空隙,从而更充分地利用空间。
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电池包内部,同样有可以“抠”出电量的地方。通过调整电池包框架结构、整合冷却管路与膨胀梁、重构配电单元,以及根据车型地板造型定制上盖等方式,进一步提升空间利用率。这些改进单看都不惊人,但累积起来,就可能为电池包增加可用容量。
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理想还试图解决磷酸铁锂电池“剩余电量不准”的问题。磷酸铁锂电池在一定电量区间内,电压变化相对较小,传统依靠电压估算电量的方法容易出现偏差。理想自研ATR自适应轨迹重构算法,试图改善电量估算准确性。理想称,该算法已将电量估算误差稳定控制在3%以内,用户不必再为了校准电量而定期满充。
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冬季续航不仅取决于电池能装多少电,也取决于系统如何使用这些电。低温会增加电池内阻,使动力输出受到限制。理想自研APC功率自适应算法,通过预测电池电压并动态调整动力输出,试图在安全边界内释放更多可用功率。技术目标不是让电池忽视低温影响,而是更准确地判断电池当下能够提供多少能力。
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热管理系统可以把原本损失掉的热量重新利用起来。理想通过热泵系统回收电池余热,用于座舱制热,减少冬季空调对电量的消耗。理想称,结合热管理与空调系统优化,车辆冬季等效续航可增加约30公里。对用户而言,续航改善未必来自电池容量增加,也可能来自整车能量利用效率的提升。
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电池安全并不是由电芯的化学体系单独决定的。理想为连山电池建立了六道安全防线,覆盖防磕碰、防进水、防漏液、防热扩散、连山智造管控和连山预警检测。它们分别应对不同类型的风险,试图将安全管理从电芯本身延伸至电池包、整车生产过程和车辆使用阶段。
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电池包底部防护,首先要考虑的是冲击发生时由谁来承受。理想披露,其整车副车架最低点比电池包最低点低8毫米以上,意在让副车架在多数前向托底场景中优先承受撞击。电池包本身还设置了多层底部防护结构。这样的设计思路,是尽可能在冲击传递到电芯之前,先通过结构吸能和缓冲降低风险。
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防水不仅是密封问题,也关系到高压系统的绝缘安全。理想称,连山电池达到IPX8和IPX9K防护等级,并对冷却管路和电池包内部结构进行优化,以降低液体侵入、漏液和短路的风险。防水测试可以验证特定条件下的防护表现,但实际使用中的安全仍需要多道防线共同保障。
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理想将质量管理拆解到了生产线上的细节。连山电池生产全流程设置了9960项质量管控点,覆盖原材料生产、电芯制备和整包装配等环节。
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理想为每颗电芯建立了可以追溯的“电子身份证”。每颗电芯所使用的原材料批次、经历的生产工序等信息都会被记录,相关数据可以追溯20年。追溯体系的意义在于,一旦发现问题,企业能够更准确地定位问题发生在哪一批原材料、哪一道工序,而不是只能对整个产品进行笼统排查。
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电池安全的管理范围,被理想延伸到了车辆交付之后。连山预警体系连接车端、充电桩和云端数据,车辆运行期间开展实时检测,充电时同步检查电池状态,云端再结合长期数据识别潜在风险。系统在特定情况下可以提前72小时发出预警。
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快充电池还必须回答一个长期问题:充得越快,会不会老得越快?大电流充电会增加电池发热,并给电极材料带来更大的工作压力。理想从正极、负极、电解液、电池包散热和温控算法等方面进行协同设计,试图在提高充电倍率的同时控制材料损耗与温升。超充能力不能只在新车阶段成立,还要经受长期使用的检验。
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理想尝试从材料源头减少超充对电池寿命的影响,通过正极材料掺杂与表面防护、低锂耗石墨负极,以及具有界面保护和修复作用的电解液配方,降低大电流反复充放电带来的损耗。这些设计的目标,是让电池从一开始就具备更长的使用寿命,而不是等到出现衰减后再补救。
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电池研发不能只是求快。5C电池需要同时满足充电速度、长续航、高安全和长寿命四个目标。四者之间存在相互制约关系,因此研发团队不能靠单一指标证明技术成功。真正的难题,是让一组原本互相牵制的指标在同一款量产产品上共同成立。
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电驱研发是连山体系的另一条技术主线。理想从2021年开始规划新一代电驱动平台,研发覆盖系统设计、电机、电控、材料、芯片、算法和制造等环节。电驱的任务,是把电池中的电能高效地转化为车轮上的动力;它的效率、体积和可靠性,会继续影响整车续航、空间与使用体验。
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一项电驱技术的收益,可能同时体现在续航和车内空间上。理想自研的分布式无端子直连技术,将铜排直接连接基板,把电流传递路径缩短至距离芯片约3毫米的位置。理想称,新一代电驱因此可提升约30公里续航,并释放24毫米整车高度空间。刘强在演讲中将这类改进概括为:省下的每一毫米,都可能转化为用户实际获得的空间。
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理想还将电驱运行数据用于持续完善故障识别模型。微型振动传感器每秒采样3万次,用于捕捉电驱运行中的细微变化;已经对23万辆交付车辆进行分析,累计覆盖超过1亿小时的电驱运行信号。
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理想称,自研的功率芯片量产一年以来累计装车400万颗,保持零失效记录。
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理想的超充网络,选择了先建设、再交付纯电车型的节奏。充电网络负责人孙广敏说,理想从2023年4月开始建设超充网络,希望在纯电车型规模交付之前,先形成一定的基础设施覆盖。这种做法需要承担较早的建设投入和网络运营成本,其商业逻辑是提前补齐补能条件,降低纯电用户在实际使用中的不确定性。
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孙广敏认为,真正的快充不只是峰值功率高,而是整个充电旅程耗时短。他把充电体验拆成规划、找站、插枪、启动、充电、离场和结算等环节。只要其中某个环节拖慢用户,电池的高倍率能力就未必能转化为整段旅程的效率。充电速度是硬件指标,补能效率则是系统指标。
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理想为什么强调地面站和高速服务区站点?孙广敏在演讲中解释,用户在地下停车场找桩、驶出地库,或者为了充电而下高速再返回主路,都可能额外耗费时间。理想称,其超充站全部为地面站,超过95%的高速超充站位于服务区内。站点位置并不直接提升电池性能,却能减少补能过程中的绕行和等待。
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理想自研充电枪,前后迭代了17轮。为了让充电枪更轻便、更容易插拔,理想对枪线和枪头进行了反复优化。最终,充电枪提枪重量降低50%,热交换面积提升120%,枪头自然扭转角度小于45°。这些改动不直接提升电池的充电倍率,却解决了用户每次充电都要面对的具体问题:枪线太重、冬天容易扭结、插拔不够顺手。
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插枪之后的等待,也被理想当作需要优化的技术问题。通过高性能高压模块、双重绝缘检测模组和自研系统优化交互链路,理想可以实现插枪后最快13秒启动充电,启动成功率达到99.9%。这项改进关注的是用户容易忽略、但在雨雪和低温环境中尤其明显的细节:插上充电枪之后,不应该长时间站在车外等待。
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理想试图让每一次充电,都成为一次电池状态检查。超充网络会结合车端、桩端和云端数据,对电池潜在异常进行检测。相关体系包含多项安全巡检、智能诊断模型和数据闭环。其逻辑是,充电不只是向电池输入电量,也提供了一个观察电池状态、发现异常的机会。
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