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小米汽车电驱团队在创始人雷军的指导下,从零开始研发超级电机V8s,最终实现纽北赛道最速四门车。
2.该团队将电机转速目标定在27200转/分钟,刷新全球量产电机纪录,为小米SU7 Ultra原型车实现零百加速1.97s,设计最高时速达到350km。
3.为此,小米汽车电驱团队在研发过程中克服了热、NVH、控制、效率等方面的难题,最终获得国际领先科技成果鉴定。
4.除此之外,小米汽车团队还打破了部门墙,及时沟通,以用户思维为导向,用证据和数据说话,不断的提高技术研发能力。
5.目前,小米汽车2025年交付目标已提升至30万辆,未来将继续投入1050亿元用于核心技术的研发。
2024年10月28日,小米SU7 Ultra原型车在因为天气状况等待数日后,终于登上了德国科隆纽北赛道,获得一次刷圈的机会。
自宣布造车后,雷军心中就一直有一个向往的圣地——纽博格林北赛道。为此,雷军和小米汽车团队筹备了3年。上赛道之前,他们的内心都是忐忑的。最终,小米SU7 Ultra原型车以6分46秒874的圈速成绩,击败了保时捷Taycan,成为纽北史上最速四门车。
得知成绩那一刻,小米汽车电驱总工程师严忆泉有一种“梦想照进现实”的感觉。
2025年1月7日,雷军将小米最高技术荣誉从“百万美金技术大奖”升级为“千万技术大奖”,奖金投入也增加至1000万元。该奖项是小米公司常设的最高技术奖项,用于激励那些在底层技术创新上作出突出贡献的工程师团队。
这次获得一等奖的,便是由严忆泉领衔的小米超级电机V8s团队。雷军在颁奖现场表示:“我们对技术创新的激励不设上限,更希望‘千万技术大奖’能成为持续深层次创新的助推器。”
纽北赛道位于德国科隆纽博格小镇,被誉为“绿色地狱”,以其极端的弯道、多变的天气特征情况和严苛的赛道条件著称,是全世界汽车制造商展示其技术和驾驶体验的终极试炼场。纽北赛道也因其复杂的地形和高难度的挑战性,成为衡量车辆性能的重要标准。因此,许多车企选择在此进行极限测试,以验证和提升车辆的综合性能。
雷军表示,“V8s是小米SU7Ultra原型车在纽北赛道创造奇迹的根本,不仅代表了小米汽车投入硬核技术的决心和能力,更说明小米的硬核技术正在站上新起点。”
小米超级电机V8s的转速高达27200转/分钟,刷新了全球量产电机的纪录。一个可参考的数据是,特斯拉Model S Plaid搭载的高性能电机,其转速为20000转/分钟。小米SU7 Ultra原型车搭载由2台V8s超级电机和1台V6s电机组成的三电机四驱系统,可实现零百加速1.97s,设计最高时速达到350km。
2022年初,严忆泉被雷军的造车宣言——“我愿意押上我人生所有积累的战绩和荣誉为小米汽车而战”感召而来,他为雷军破釜沉舟的勇气所感动。严忆泉博士毕业于清华大学汽车系,此前曾在汽车供应链产业深耕多年,并在一家Tier1供应商供职5年多时间。
据严忆泉介绍,目前小米汽车电驱团队中90%以上都是硕士,主要分布在上海、南京、北京三地。他们的背景各不相同,有的来自传统整车厂,有的来自造车新势力车企,还有人来自汽车供应商。
因其复杂性,汽车一度被称作“工业之王”,而电机便是这一复杂精密体系中的“心脏”。时间倒回2022年初,除了决心和口号外,小米还处于汽车研发积累的起步阶段。这样一群来自五湖四海的汽车工程师们,因雷军和各自的梦想聚集在这里,他们从零出发,跨越漫长的技术无人区,最终打造出V8s电机,这是一个可以管窥小米研发体系如何运转的案例。
小米汽车甫一成立,作为三电核心的电驱团队就建立了。2022年初,严忆泉加入,那时小米汽车电驱团队已有10多名员工,最“资深”的员工入职于2021年9月。
加入小米汽车之前,严忆泉就注意到汽车产业的一个显著的变化趋势是,汽车正在越来越消费电子化,日渐成为科技公司角逐的战场,此前的苹果也是宣布造车的科技公司之一。
因以往都在传统车厂或供应商,严忆泉很想亲身体验一下,科技公司们是如何造车的,他想跟上科学技术进步的趋势,同步实现自我能力的跨越。“小米无疑是当时最好的选择了,既有软硬件实力,又有像雷总这样的掌舵人。”严忆泉告诉《中国企业家》。
加入小米汽车之前,严忆泉和团队里很多人都是米家产品的用户,他们对小米产品的设计和性能大都比较熟悉和认可,之所以选择加入小米汽车,他们也想看看能不能把小米以往的成功经验,复制到汽车这一品类,让用户开到更好的车。
决定造车后,雷军就给电驱团队制定了极致的目标:三代同时开发。第一代主要是和供应商联合开发;第二代V8s超级电机则完全自研;第三代则是预研转速高达35000转的更加创新的技术。
目前,第一代电驱主要使用在于小米SU7汽车上,第二代电驱则主要搭载在小米SU7 Ultra这一车型上,而第三代则已经在小米的试验室落地。
回到自研电驱系统的起点,从2021年开始,小米汽车电驱团队就开始讨论自研电驱的方向。“最终的结论是,我们要挑战最好的电动车特斯拉的Model S Plaid和保时捷的Taycan Turbo,把这两个车型作为挑战目标。”严忆泉告诉《中国企业家》。
电驱目标确定之后,严忆泉和团队开始关注整车的目标。经过多次迭代,小米汽车内部最终确定整车两秒内零百加速和350公里/小时的极速目标。而在当时,小米汽车内部就开始瞄准纽北赛道。雷军对严忆泉的嘱咐就是“要一针捅破天”,最终,团队将该电机命名为“V8s”。
“V8发动机”曾经是汽车界的标志,它是八缸发动机的缩写,该发动机有八个气缸,呈V形排列。因此,V8发动机在汽车领域也被认为是高性能的象征,许多豪华跑车和超级跑车都采用V8发动机。
从2021年第四季度到2022年初,小米汽车电驱团队都在论证技术路线的可行性,论证的过程中,严忆泉和小组成员发现,即便是特斯拉Model S Plaid和保时捷Taycan Turbo上当时最先进的电驱,也无法使SU7 Ultra达到团队此前制定的整车目标。此刻他们意识到,团队必要做突破性的创新,并最终将电机转速目标定在27200转/分钟。
“当时特斯拉的电机最高转速是20000转/分钟,要将其提高到27200转/分钟,中间基本上就是技术上的无人区了。”严忆泉向《中国企业家》回忆。
在拆解特斯拉电驱系统的过程中,严忆泉团队发现特斯拉的电机创新性地采用了碳纤维的材料,理论上这对高速转子会起到非常好的保护作用,在转速上不应该只做到20000转/分钟,还可以让转速和动力更强。他们也在犯嘀咕,为什么从原理上讲很简单的事,即把转子材料加强就行了,之前一直没有人做呢?
实际实验过程中,团队发现,转子设计过程中硅钢片不仅要有强度,作为电机磁场在里边流转还需要仔细考虑材料的导磁性,否则就无法传递磁场,电机性能就无法输出,此外,发热也会很严重。
严忆泉和团队这才摸清楚,这条技术路线此前之所以没人采用,是因为有难点。而针对这些难点的进一步研究,便是小米汽车电驱团队重点突破的方向。
为此,一方面,严忆泉和团队找了国内大量的材料供应商,商讨能否通过配比优化调出更高强度的硅钢;另一方面,他们翻阅了大量的前沿论文,除了汽车外,他们也好奇像航空这样对电机要求更高的行业,在采用什么样的材料和技术。多方消息汇总之后,最终电驱团队定下来多个可行的方案。
但电驱系统是一个复杂的多物理场系统,包括电机、电机控制器、传动机构、总成以及壳体、冷却、润滑系统等设计,牵涉众多的物理场,如结构场、流体场、热场、电磁场等。此外,电机控制器上还包括功率模块和控制芯片,以及电驱控制算法,是一个复杂的系统。
目前,新版国家新能源路线图中对电驱系统先进性的指标概括为:高速、高效率和高功率密度,这在行业内也被统称为“三高”指标。
其中,第一,转速越高,电机在整车上输出的性能越强;第二,效率越高,从电池里出来的一度电传导至轮端的损耗就越少,就能实打实地提高车辆续航能力;第三,功率密度越高,则代表同样性能目标之下,物料的使用更小和更少,降低整车重量的同时也为其他设计释放更多空间。
围绕这三个指标,电驱行业经历了过去20多年的长足发展。因此,对于小米汽车电驱团队而言,每打破一个新的指标参数都意味着重重的困难。实际研发过程中,小米汽车电驱团队也确实碰到了众多困难,比如热、NVH(注:噪声、振动与声振粗糙度,用于衡量汽车制造质量)、控制、效率等等每个方面的难题。
但摆在严忆泉和团队面前首要的问题是,当电机转速线转/分钟之后,如何通过冷却润滑把温度控制下来?
“尤其是要征战纽北赛道,侧向加速度非常大,超过1.6g,电驱油液在离心力作用下,分布和润滑冷却表现与常规工况差异巨大。但这种极限工况恰恰最需要润滑和冷却来保证电驱的极限输出,从而达成极致的纽北成绩。”严忆泉向《中国企业家》解释。
为实现这一目标,小米汽车电驱团队仅在理论方案上,迭代了三四百轮,实际的样件做出来后也测试了近百轮。每一个困难,短则4个多月才能解决,长则达到9个月或近一年。
完成目标后,小米汽车电驱团队找权威机构做了一次科技成果鉴定,最终,2名院士带领的9名专家都给出了V8s科技成果鉴定中最高的等级评价,即“国际领先”。
但对于严忆泉和团队而言,除了突破转速27200的无人区,还要将该技术实现大规模量产,而其中仍然有大量工艺上的问题要克服,以确保量产的一致性。
2024年6月,V8s电驱在自研的量产线首台下线。直到这时,严忆泉和团队才正式地把大规模量产这条路走通了。2024年10月28日,小米SU7 Ultra征战纽北赛道,再次给小米电驱团队一针强心剂。“不仅是技术上的认证,更是产品在实际应用中的一个认证。”严忆泉表示。
工作方法、组织文化、同事沟通等方面,都和自己此前的职场经验大不相同。回顾自研电驱系统突破创新的历程,他将成功的因素归结为如下7个方面:
第一,制定一个极致的目标,激活每一位工程师。工程师天然喜欢解决难题,但要实现这一目标,并不是仅靠一些技术骨干去努力就能做到,过程中涉及众多工程细节,需要激活每一位工程师。“就像以往的火车是靠火车头带着大家跑,但是到了高铁时代,每一节车厢都有一个电机,要自己驱动最终才可以做到目标。”严忆泉解释。
第二,要团队共创共识,而不是压任务给工程师。对于组织而言,制定一个极致的目标固然重要,但要把握好“激发工程师积极性”和“压垮工程师信心”之间的微妙平衡,并不容易。
“如果你直接压任务给工程师说,我们的电机转速要做27200转/分钟了,大家就会一脸蒙,现在的顶配水平是20000转/分钟,一下子提高那么多,我怎么去做,那就会压垮大家的信心。”严忆泉告诉《中国企业家》。
小米汽车内部,对创新有着“测试”的方法。当出现一个创新目标后,各个团队就一起从各个角度讨论可行性,找供应商调研、看文献,开辟不同的技术专题,如高速材料、高速流体和热、齿轮高速胶合、高速控制算法等专题。当参与进来的人讨论清楚之后,发现确实没有实现路径的就果断放弃。当确认这个创新目标有希望达成时,就大胆去验证和尝试,每个人全程都有参与感,且目标清楚一致。
“挑战27200转/分钟这个目标确实挺需要勇气的,但也不是漫无目的的傻大胆,我们是经历了充分的调研和理论分析的,且每个工程师都清楚其中的进度。”严忆泉强调。
第三,打破部门墙,及时沟通。在小米汽车,当一个问题出现时,各个部门同事是一起面对的。
“好处是每一个人都会提一下自己的想法,想法多了,总有一些解决方案和灵感在里面。比如面对某个电机问题,负责电机的团队可能囿于过往的经验始终没找到突破点,但电控的同学从另外的角度就能给到一些灵感。”严忆泉告诉《中国企业家》。
第四,掌舵人的定调和重视。电机技术很早就被小米汽车认定为5大核心底层技术之一,雷军也全程参与了众多技术细节的讨论,并最终拍板确定要打造“一针捅破天”的极致技术。
小米汽车内部,有一个产品白皮书机制。这个机制由产品和技术一起来完成,上边会记录技术做了哪些突破,有哪些亮点。即便是雷军十分繁忙,他也会用好几天,和大家每一个细节挨个过。很多工程师的技术汇报专题,雷军也会去听。小米汽车内部的员工也经常会在飞书上看到,雷军同时在线跟自己查看同一个技术文档。
第五,对技术实验留有更高的容错率。只要是技术上认证可行的,各级领导都会从资源上支持。
严忆泉回忆,以往,不管是整车厂还是供应商都会采取更稳妥的态度,如果做几个方案都很难走通的话,可能就会退而求其次,稍微降低一点目标。不可能为追求极致,做几十、上百轮测试。而在小米汽车,各级领导都是从技术出发,都很支持。
第六,用户思维。在严忆泉以往的认知中,跟用户交朋友,去理解用户的真实需求,一般是产品部和市场部会去做,对于详细开发每一个零件级别的工程师而言,优先级并不高。但是在小米,每一个设计细节都会要求考虑到用户的体验。
以电驱为例,除了转速、性能、效率等核心指标外,电驱的体积大小也是关键指标,因为当电驱所占的空间大了之后,意味着留给用户的车身空间就少了。以往的工作中,严忆泉更关注电驱的性能和效率,而如今,如何在车身科学并节省地布置电驱,给用户所带来更好的体验,也是他和团队要解决的难题。
第七,工程师思维,用证据和数据说话。小米汽车团队作为一个新兴的团队,小组成员来自不同的公司,有不同的工作经验和做事方法,初期融合过程中,分歧难免存在,但当分歧出现,大家就事论事,用证据和数据说话。
选择加入小米汽车,严忆泉和团队的初心就是想做不一样、更极致的东西。小米汽车内部,正因为无数像他们一样的工程师们的努力,不到一年里,小米SU7成功交付了超过135000台。随着产能的持续提升,以及新车型小米YU7的亮相,小米汽车2025年交付目标已提升至30万辆。
雷军在2月14日2025海淀区经济社会高水平质量的发展大会上谈到,小米在2021年至2025年5年间投入1050亿元用于核心技术的研发,其中2025年一年科研投入预计300亿元,正是靠巨额的科研投入,小米的竞争力才明显提升。
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