他們從零出發,跨越漫長的技術無人區。
文|《中國企業家》記者 趙東山
編輯|姚赟
圖片來源|受訪者
2024年10月28日,小米SU7 Ultra原型車在因為天氣狀況等待數日后,終于登上了德國科隆紐北賽道,獲得一次刷圈的機會。
自宣布造車后,雷軍心中就一直有一個向往的圣地——紐博格林北賽道。為此,雷軍和小米汽車團隊籌備了3年。上賽道之前,他們的內心都是忐忑的。最終,小米SU7 Ultra原型車以6分46秒874的圈速成績,擊敗了保時捷Taycan,成為紐北史上最速四門車。
得知成績那一刻,小米汽車電驅總工程師嚴憶泉有一種“夢想照進現實”的感覺。
2025年1月7日,雷軍將小米最高技術榮譽從“百萬美金技術大獎”升級為“千萬技術大獎”,獎金投入也增加至1000萬元。該獎項是小米公司常設的最高技術獎項,用于激勵那些在底層技術創新上作出突出貢獻的工程師團隊。
這次獲得一等獎的,便是由嚴憶泉領銜的小米超級電機V8s團隊。雷軍在頒獎現場表示:“我們對技術創新的激勵不設上限,更希望‘千萬技術大獎’能成為持續深層次創新的助推器。”
紐北賽道位于德國科隆紐博格小鎮,被譽為“綠色地獄”,以其極端的彎道、多變的氣候條件和嚴苛的賽道條件著稱,是全球汽車制造商展示其技術和駕駛體驗的終極試煉場。紐北賽道也因其復雜的地形和高難度的挑戰性,成為衡量車輛性能的重要標準。因此,許多車企選擇在此進行極限測試,以驗證和提升車輛的綜合性能。
雷軍表示,“V8s是小米SU7 Ultra原型車在紐北賽道創造奇跡的根本,不僅代表了小米汽車投入硬核技術的決心和能力,更說明小米的硬核技術正在站上新起點。”
小米超級電機V8s的轉速高達27200轉/分鐘,刷新了全球量產電機的紀錄。一個可參考的數據是,特斯拉Model S Plaid搭載的高性能電機,其轉速為20000轉/分鐘。小米SU7 Ultra原型車搭載由2臺V8s超級電機和1臺V6s電機組成的三電機四驅系統,可實現零百加速1.97s,設計最高時速達到350km。
2022年初,嚴憶泉被雷軍的造車宣言——“我愿意押上我人生所有積累的戰績和榮譽為小米汽車而戰”感召而來,他為雷軍破釜沉舟的勇氣所感動。嚴憶泉博士畢業于清華大學汽車系,此前曾在汽車供應鏈產業深耕多年,并在一家Tier1供應商供職5年多時間。
據嚴憶泉介紹,目前小米汽車電驅團隊中90%以上都是碩士,主要分布在上海、南京、北京三地。他們的背景各不相同,有的來自傳統整車廠,有的來自造車新勢力車企,還有人來自汽車供應商。
因其復雜性,汽車一度被稱作“工業之王”,而電機便是這一復雜精密體系中的“心臟”。時間倒回2022年初,除了決心和口號外,小米還處于汽車研發積累的起步階段。這樣一群來自五湖四海的汽車工程師們,因雷軍和各自的夢想聚集在這里,他們從零出發,跨越漫長的技術無人區,最終打造出V8s電機,這是一個可以管窺小米研發體系如何運轉的案例。
科技企業是如何造車的
小米汽車甫一成立,作為三電核心的電驅團隊就建立了。2022年初,嚴憶泉加入,那時小米汽車電驅團隊已有10多名員工,最“資深”的員工入職于2021年9月。
加入小米汽車之前,嚴憶泉就注意到汽車產業的一個顯著的變化趨勢是,汽車正在越來越消費電子化,日漸成為科技企業角逐的戰場,此前的蘋果也是宣布造車的科技企業之一。
因以往都在傳統車廠或供應商,嚴憶泉很想親身體驗一下,科技企業們是如何造車的,他想跟上科技進步的趨勢,同步實現自我能力的跨越。“小米無疑是當時最好的選擇了,既有軟硬件實力,又有像雷總這樣的掌舵人。”嚴憶泉告訴《中國企業家》。
加入小米汽車之前,嚴憶泉和團隊里很多人都是米家產品的用戶,他們對小米產品的設計和性能大都比較熟悉和認可,之所以選擇加入小米汽車,他們也想看看能不能把小米以往的成功經驗,復制到汽車這一品類,讓用戶開到更好的車。
瞄準特斯拉和保時捷
決定造車后,雷軍就給電驅團隊制定了極致的目標:三代同時開發。第一代主要是和供應商聯合開發;第二代V8s超級電機則完全自研;第三代則是預研轉速高達35000轉的更加創新的技術。
目前,第一代電驅主要應用于小米SU7汽車上,第二代電驅則主要搭載在小米SU7 Ultra這一車型上,而第三代則已經在小米的試驗室落地。
回到自研電驅系統的起點,從2021年開始,小米汽車電驅團隊就開始討論自研電驅的方向。“最終的結論是,我們要挑戰最好的電動車特斯拉的Model S Plaid和保時捷的Taycan Turbo,把這兩個車型作為挑戰目標。”嚴憶泉告訴《中國企業家》。
電驅目標確定之后,嚴憶泉和團隊開始關注整車的目標。經過多次迭代,小米汽車內部最終確定整車兩秒內零百加速和350公里/小時的極速目標。而在當時,小米汽車內部就開始瞄準紐北賽道。雷軍對嚴憶泉的囑咐就是“要一針捅破天”,最終,團隊將該電機命名為“V8s”。
“V8發動機”曾經是汽車界的標志,它是八缸發動機的縮寫,該發動機有八個氣缸,呈V形排列。因此,V8發動機在汽車領域也被認為是高性能的象征,許多豪華跑車和超級跑車都采用V8發動機。
從2021年第四季度到2022年初,小米汽車電驅團隊都在論證技術路線的可行性,論證的過程中,嚴憶泉和團隊成員發現,即便是特斯拉Model S Plaid和保時捷Taycan Turbo上當時最先進的電驅,也無法使SU7 Ultra達到團隊此前制定的整車目標。此刻他們意識到,團隊必須要做突破性的創新,并最終將電機轉速目標定在27200轉/分鐘。
“當時特斯拉的電機最高轉速是20000轉/分鐘,要將其提高到27200轉/分鐘,中間基本上就是技術上的無人區了。”嚴憶泉向《中國企業家》回憶。
在拆解特斯拉電驅系統的過程中,嚴憶泉團隊發現特斯拉的電機創新性地采用了碳纖維的材料,理論上這對高速轉子會起到很好的保護作用,在轉速上不應該只做到20000轉/分鐘,還可以讓轉速和動力更強。他們也在犯嘀咕,為什么從原理上講很簡單的事,即把轉子材料加強就行了,之前一直沒有人做呢?
實際實驗過程中,團隊發現,轉子設計過程中硅鋼片不僅要有強度,作為電機磁場在里邊流轉還需要考慮材料的導磁性,否則就無法傳遞磁場,電機性能就無法輸出,此外,發熱也會很嚴重。
嚴憶泉和團隊這才摸清楚,這條技術路線此前之所以沒人采用,是因為有難點。而針對這些難點的進一步研究,便是小米汽車電驅團隊重點突破的方向。
為此,一方面,嚴憶泉和團隊找了國內大量的材料供應商,商討能否通過配比優化調出更高強度的硅鋼;另一方面,他們翻閱了大量的前沿論文,除了汽車外,他們也好奇像航空這樣對電機要求更高的行業,在采用什么樣的材料和技術。多方消息匯總之后,最終電驅團隊定下來多個可行的方案。
每個新的指標參數都意味著重重的困難
作為新能源汽車的三電核心之一,電驅系統重要性不言而喻。
但電驅系統是一個復雜的多物理場系統,包括電機、電機控制器、傳動機構、總成以及殼體、冷卻、潤滑系統等設計,牽涉眾多的物理場,如結構場、流體場、熱場、電磁場等。此外,電機控制器上還包括功率模塊和控制芯片,以及電驅控制算法,是一個復雜的系統。
目前,新版國家新能源路線圖中對電驅系統先進性的指標概括為:高速、高效率和高功率密度,這在行業內也被統稱為“三高”指標。
其中,第一,轉速越高,電機在整車上輸出的性能越強;第二,效率越高,從電池里出來的一度電傳導至輪端的損耗就越少,就能實打實地提高車輛續航里程;第三,功率密度越高,則代表同樣性能目標之下,物料的使用更小和更少,降低整車重量的同時也為其他設計釋放更多空間。
圍繞這三個指標,電驅行業經歷了過去20多年的長足發展。因此,對于小米汽車電驅團隊而言,每打破一個新的指標參數都意味著重重的困難。實際研發過程中,小米汽車電驅團隊也確實碰到了眾多困難,比如熱、NVH(注:噪聲、振動與聲振粗糙度,用于衡量汽車制造質量)、控制、效率等等各個方面的難題。
但擺在嚴憶泉和團隊面前首要的問題是,當電機轉速真的達到20000轉/分鐘之后,如何通過冷卻潤滑把溫度控制下來?
“尤其是要征戰紐北賽道,側向加速度非常大,超過1.6g,電驅油液在離心力作用下,分布和潤滑冷卻表現與常規工況差異巨大。但這種極限工況恰恰最需要潤滑和冷卻來保證電驅的極限輸出,從而達成極致的紐北成績。”嚴憶泉向《中國企業家》解釋。
為實現這一目標,小米汽車電驅團隊僅在理論方案上,迭代了三四百輪,實際的樣件做出來后也測試了近百輪。每一個困難,短則4個多月才能解決,長則達到9個月或近一年。
完成目標后,小米汽車電驅團隊找權威機構做了一次科技成果鑒定,最終,2名院士帶領的9名專家都給出了V8s科技成果鑒定中最高的等級評價,即“國際領先”。
但對于嚴憶泉和團隊而言,除了突破轉速27200的無人區,還要將該技術實現大規模量產,而其中仍然有大量工藝上的問題要克服,以確保量產的一致性。
2024年6月,V8s電驅在自研的量產線首臺下線。直到這時,嚴憶泉和團隊才正式地把大規模量產這條路走通了。2024年10月28日,小米SU7 Ultra征戰紐北賽道,再次給小米電驅團隊一針強心劑。“不僅是技術上的認證,更是產品在實際應用中的一個認證。”嚴憶泉表示。
技術創新背后
加入小米汽車團隊,讓嚴憶泉覺得像是一場奇遇。
工作方法、組織文化、同事溝通等方面,都和自己此前的職場經驗大不相同。回顧自研電驅系統突破創新的歷程,他將成功的因素歸結為如下7個方面:
第一,制定一個極致的目標,激活每一位工程師。工程師天然喜歡解決難題,但要實現這一目標,并不是僅靠一些技術骨干去努力就能做到,過程中涉及眾多工程細節,需要激活每一位工程師。“就像以往的火車是靠火車頭帶著大家跑,但是到了高鐵時代,每一節車廂都有一個電機,要自己驅動最終才能達到目標。”嚴憶泉解釋。
第二,要團隊共創共識,而不是壓任務給工程師。對于組織而言,制定一個極致的目標固然重要,但要把握好“激發工程師積極性”和“壓垮工程師信心”之間的微妙平衡,并不容易。
“如果你直接壓任務給工程師說,我們的電機轉速要做27200轉/分鐘了,大家就會一臉蒙,現在的最高水平是20000轉/分鐘,一下子提高那么多,我怎么去做,那就會壓垮大家的信心。”嚴憶泉告訴《中國企業家》。
小米汽車內部,對創新有著“測試”的方法。當出現一個創新目標后,各個團隊就一起從各個角度討論可行性,找供應商調研、看文獻,開辟不同的技術專題,如高速材料、高速流體和熱、齒輪高速膠合、高速控制算法等專題。當參與進來的人討論清楚之后,發現確實沒有實現路徑的就果斷放棄。當確認這個創新目標有希望達成時,就大膽去驗證和嘗試,每個人全程都有參與感,且目標清楚一致。
“挑戰27200轉/分鐘這個目標確實挺需要勇氣的,但也不是漫無目的的傻大膽,我們是經歷了充分的調研和理論分析的,且每個工程師都清楚其中的進度。”嚴憶泉強調。
第三,打破部門墻,及時溝通。在小米汽車,當一個問題出現時,各個部門同事是一起面對的。
“好處是每個人都會提一下自己的想法,想法多了,總有一些解決方案和靈感在里面。比如面對某個電機問題,負責電機的團隊可能囿于過往的經驗一直沒有找到突破點,但電控的同學從另外的角度就能給到一些靈感。”嚴憶泉告訴《中國企業家》。
第四,掌舵人的定調和重視。電機技術很早就被小米汽車認定為5大核心底層技術之一,雷軍也全程參與了眾多技術細節的討論,并最終拍板確定要打造“一針捅破天”的極致技術。
小米汽車內部,有一個產品白皮書機制。這個機制由產品和技術一起來完成,上邊會記錄技術做了哪些突破,有哪些亮點。即便是雷軍十分繁忙,他也會用好幾天,和大家每個細節挨個過。很多工程師的技術匯報專題,雷軍也會去聽。小米汽車內部的員工也經常會在飛書上看到,雷軍同時在線跟自己查看同一個技術文檔。
第五,對技術實驗留有更高的容錯率。只要是技術上認證可行的,各級領導都會從資源上支持。
嚴憶泉回憶,以往,不管是整車廠還是供應商都會采取更穩妥的態度,如果做幾個方案都很難走通的話,可能就會退而求其次,稍微降低一點目標。不可能為了追求極致,做幾十、上百輪測試。而在小米汽車,各級領導都是從技術出發,都很支持。
第六,用戶思維。在嚴憶泉以往的認知中,跟用戶交朋友,去理解用戶的真實需求,一般是產品部和市場部會去做,對于詳細開發每一個零件級別的工程師而言,優先級并不高。但是在小米,每一個設計細節都會要求考慮用戶的體驗。
以電驅為例,除了轉速、性能、效率等核心指標外,電驅的體積大小也是關鍵指標,因為當電驅所占的空間大了之后,意味著留給用戶的車身空間就少了。以往的工作中,嚴憶泉更關注電驅的性能和效率,而如今,如何在車身科學并節省地布置電驅,給用戶帶來更好的體驗,也是他和團隊需要解決的難題。
第七,工程師思維,用證據和數據說話。小米汽車團隊作為一個新興的團隊,團隊成員來自不同的公司,有不同的工作經驗和做事方法,初期融合過程中,分歧難免存在,但當分歧出現,大家就事論事,用證據和數據說話。
選擇加入小米汽車,嚴憶泉和團隊的初心就是想做不一樣、更極致的東西。小米汽車內部,正因為無數像他們一樣的工程師們的努力,不到一年里,小米SU7成功交付了超過135000臺。隨著產能的持續提升,以及新車型小米YU7的亮相,小米汽車2025年交付目標已提升至30萬輛。
雷軍在2月14日2025海淀區經濟社會高質量發展大會上談到,小米在2021年至2025年5年間投入1050億元用于核心技術的研發,其中2025年一年科研投入預計300億元,正是靠巨額的科研投入,小米的競爭力才顯著提升。
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