理想汽车出海之路
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更新时间: 2025/05/07

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2025年1月,理想汽车在德国慕尼黑开设了其首个海外研发中心,彰显了该公司继续加大海外销售力度和全球化的目标。理想汽车表示,该研发中心的目标是与欧洲零部件制造商合作开发下一代技术,括与人工智能、功率半导体、智能底盘系统、电动传动系统和整体车辆设计相关的技术。


慕尼黑是全球汽车工业的重要中心,被誉为“汽车之都”。作为宝马集团的总部所在地,这里不仅汇聚了顶尖的汽车研发技术,还孕育了大量创新设计。慕尼黑拥有完善的汽车产业链,从高精尖制造到智能驾驶研发,各领域齐头并进。此外,慕尼黑每年举办多项国际汽车展览,为全球汽车行业提供了交流与合作的平台,进一步巩固其在汽车界的领先地位

国产汽车在德国建立研发机构意义何在?

理想汽车继在北京、上海设立研发中心后,在德国慕尼黑开设了其首个海外研发中心,彰显了该公司继续加大海外销售力度和全球化的目标。

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理想汽车在德国慕尼黑建立研发基地具有重要的战略意义。慕尼黑作为全球汽车工业的核心地带,汇聚了大量世界领先的汽车技术、设计理念和高端人才资源。中国汽车企业选择在此设立研发基地,不仅能够近距离接触欧洲市场的前沿需求,还能与德国及全球顶级汽车制造商展开深度交流与合作,从而提升自身的技术实力和品牌影响力。此外,通过整合当地丰富的研发资源,中国汽车企业能够加速推进智能化、电动化及绿色低碳技术的研发,助力自身迈向全球汽车产业价值链的高端。同时,这一布局也表明理想汽车正在从“走出去”到“融进去”,为其在全球市场的进一步发展奠定了坚实的基础,展现了理想汽车在国际舞台上的雄心与实力。

SiC功率模块、线控制动、线控转向和全主动悬架等下一代尖端底盘技术的研究

理想汽车宣布,其已成功在中国开发首代碳化硅(SiC)功率模块,并计划与德国研发团队联合开发下一代功率半导体技术。SiC功率模块是新一代电动汽车核心技术,其具备高效率、低能耗和高温耐受能力,可显著提升电动车动力系统的性能与续航能力,同时降低充电损耗,是推动新能源汽车发展的重要基础。

德国研发团队将重点支持线控制动、线控转向和全主动悬架等底盘线控技术的研发。线控制动(Brake-by-Wire)和线控转向(Steer-by-Wire)通过电子信号代替传统机械连接,实现更精准的操控与动态调节,为智能驾驶和自动驾驶打下基础。而全主动悬架则通过实时调整车辆悬架响应,为乘客提供更高的行驶稳定性和舒适性。

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理想汽车碳化硅(SiC)功率模块

理想汽车积极布局碳化硅(SiC)功率模块领域,这与行业发展趋势紧密相关,也有着深刻的技术背景。碳化硅功率半导体作为第三代半导体材料的典型代表,在晶体结构上,它由硅原子和碳原子以特定的共价键方式紧密结合,形成了独特的宽禁带结构。与传统的硅材料相比,碳化硅的禁带宽度约为硅的3倍,这赋予了它更高的击穿电场强度,使得碳化硅功率模块能够承受更高的电压,通常可达1200V甚至更高,而硅基功率模块一般只能承受600V左右的电压。

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什么是碳化硅功率模块?

作为世界公认能替代硅的下一代半导体材料, 碳化硅具有击穿场强高、饱和漂移速率高、热导率高的特点。碳化硅(Silicon Carbide, SiC)功率模块是电动汽车(EV)领域的一项关键技术,因其在提高电驱系统效率、减轻整车重量和优化热管理等方面的显著优势,正逐步取代传统硅基功率模块。

碳化硅(SiC)功率模块因其高效能、高电压承受能力和出色的热管理性能,成为电动汽车核心技术的关键突破之一。相较于传统硅基模块,SiC模块具有更低的开关损耗、更高的工作频率和功率密度,同时能够在高温和高压环境下保持稳定性。这些优势使其广泛应用于电动车的关键系统中,包括逆变器、车载充电器(OBC)、直流-直流转换器(DC-DC)和电动传动系统(e-Drive System)。在这些系统中,SiC模块显著提升了能源转换效率、缩小了设备体积,并延长了车辆续航里程

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碳化硅控制器组成

与传统硅基功率模块相比,碳化硅功率模块的成本效益如何?

成本方面:(一)初始购置成本:通常碳化硅功率模块的价格高于传统硅基功率模块。如特斯拉 Model 3 主驱动逆变器采用的 48 个碳化硅 MOSFET 总成本为 5000 元,相当于传统方案硅基 IGBT 的 3-5 倍。这主要是因为碳化硅衬底制备困难,生长温度高达 2000 摄氏度以上,7 天才能长出 2cm 的碳化硅晶棒,且加工工艺复杂,切割时易崩边,同时其良率普遍不高,这些因素导致了较高的生产成本。(二)系统成本在数据中心、电力基础设施和电动车等领域应用时,由于其高频特性可使逆变器线圈、电容小型化,还可搭载成本更低的冷却系统,能减少电力、散热和空间需求。例如采用碳化硅牵引逆变器的城市轨道列车相较采用传统电路的列车,可以减少约 40%的能源消耗。

效益方面:(一)效率提升:碳化硅功率模块的转换效率更高,如 ST 测算碳化硅相比硅基 IGBT 功率转换效率可提升 3.4%,小鹏测算为 3%-4%,电动汽车使用碳化硅功率模块续航距离可延长 5%-10%,在同样续航里程要求下可削减电池容量,降低电池成本。(二)功率密度提高:能实现更高的功率密度,以数据中心的 UPS 系统为例,采用碳化硅半导体的 UPS 可在不影响功率容量的情况下设计更紧凑、更轻便的系统,其 3U 的模块就能达到 67kW 功率。(三)适配高压快充:在 800V 甚至更高电压水平的平台上,原本的硅基 IGBT 芯片达到了材料极限,碳化硅功率器件成为理想替代,能支持汽车有更长时间的快速充电,也能使充电桩增加近 30% 的输出功率,并减少损耗高达 50% 左右。(四)稳定性增强碳化硅材料的禁带宽度是硅的 3 倍,导热率可达 3-5 倍,极限工作温度提高了 2 倍,能在更高的温度下稳定工作,可减少因温度变化导致的性能波动,降低维护成本,延长设备使用寿命。

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理想汽车的碳化硅功率模块有什么亮点?。

理想汽车的碳化硅功率模块具有高功率密度,通过多部件集成设计,使电机控制器体积压缩至4L以内,功率密度达62kW/L,这一指标在行业内处于领先水平,有效减小了电驱系统的体积和重量,优化了整车空间和能耗。其能量转换效率也非常高,比市场同类产品更能有效利用电能,减少能量损耗,这得益于碳化硅材料本身的低损耗特性以及理想汽车对模块设计的优化。而且,理想汽车的碳化硅功率模块可靠性强,从芯片到基板采用烧结工艺和压合连接,这种先进的连接方式增强了模块的机械强度和电气性能,可适应汽车复杂的使用环境和工况。

在研发生产与应用方面,理想汽车与湖南三安半导体合资组建苏州斯科半导体公司,建设生产基地,预计产能达240万只碳化硅半桥功率模块,为大规模应用提供了产能保障。在德国慕尼黑和新加坡分别设立研发中心,筹备自研碳化硅功率模块。同时,理想汽车还与意法半导体(ST)签署长期供货协议,意法半导体的第三代1200V SiC MOSFET先进技术具有领先行业的工艺稳定性、性能、能效和可靠性,将为理想汽车的碳化硅功率模块提供有力支持。其首款纯电车型理想MEGA已应用该技术。意法半导体(ST)的 SiC 器件通过更高的开关频率、击穿电压和热阻来提高性能和效率。这些都是纯电动车所需的更高工作电压下特别重要的特性。理想汽车正在其即将推出的 800V 纯电动车平台的牵引逆变器中采用 ST 先进的第三代 1200V SiC MOSFET,以确保行业领先的工艺稳定性和性能、效率和可靠性。

线控制动(Brake-by-Wire)

什么是线控制动(Brake-by-Wire)?

线控制动是一种采用电子信号替代传统液压或机械方式传递制动指令的技术。系统通过传感器捕捉驾驶者的制动意图,利用电信号驱动电机或电液执行机构,实现制动力的生成与分配。其核心特征是去液压化(Hydraulic-Free)或半液压化(Hybrid),以提高车辆的制动精度与响应速度。该技术代表了汽车制动系统从机械化向电气化、智能化迈进的关键一步,具有广泛的应用潜力,尤其是在电动车、混合动力车以及自动驾驶车辆领域。

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线控制动系统的基本组成模块包括驾驶者输入系统、电子控制单元(ECU)、执行机构、线控网络以及冗余与安全模块。驾驶者输入系统通过踏板位移与力度传感器捕获驾驶者的制动意图,同时提供力反馈模拟传统脚感;ECU作为核心控制单元,执行信号处理、动态制动力分配和执行机构驱动指令的生成;执行机构包括电机驱动夹钳或电液伺服执行器,直接负责制动力的生成与施加;线控网络基于高速通信协议(如CAN或FlexRay)连接系统组件,实现信号的高效传输;冗余与安全模块则通过多通道通信、独立电源管理和备份制动机制,保障系统在异常情况下的可靠性和安全性。

传统制动和线控制动有何区别?

传统燃油车的液压刹车系统,是在踩下刹车踏板后,踏板推动真空助力器,再有真空助力器推动刹车主缸产生刹车液压,以此控制刹车卡钳进行刹车。

线控技术就是电控技术,用精确的电子传感器和电子执行元件代替了传统的机械系统。线控技术就是用电机替代掉了真空助力器和电动真空泵。当踩下制动踏板时,线控制动系统使用电力控制制动器,使用传感器监测驾驶员踩下制动踏板的力度。然后,系统的控制单元向电动泵发送消息,以产生所需的压力来减慢汽车速度或使其完全停止。

线控制动的物理基础与工作原理是什么?

基础物理模型:

在线控制动系统中,制动力的产生基于摩擦学原理,其核心公式为:

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· F:制动力,由摩擦材料(制动片)和制动盘之间的摩擦力提供。

· μ:摩擦系数,受制动片和制动盘的材料特性、温度和表面状况影响。

N:法向压力,由执行机构(电机或电液执行机构)施加

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系统动态建模

在线控制动系统中,动态行为可以用状态空间模型或传递函数描述。以下为传递函数形式:

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· G(s):制动系统的动态响应。

· K:增益,代表制动力输出与输入信号的比例。

· τ:时间常数,反映系统的响应速度。

在动态建模中,输入是驾驶者的制动意图(踏板位移或力度),输出是实际的制动力。关键参数包括响应时间、延迟、制动线性度等。

线控制动工作原理

1. 驾驶者制动意图采集

o 当驾驶者踩下制动踏板,传感器捕获踏板位移和踩踏力度信息。

o 输入信号通过信号调节模块传递到ECU。

2. ECU动态计算

o ECU根据输入信号、车辆实时工况(如车速、载荷分布)计算所需制动力。

o 利用动态制动力分配算法,确定每个车轮的制动力。

3. 执行机构施加制动力

o ECU生成驱动信号,控制执行机构(如电机驱动夹钳)施加法向压力 N 到制动盘。

o 制动力 F 随即通过摩擦作用产生,车辆减速。

4. 闭环反馈控制

o 系统内置传感器实时监测制动力与目标值的偏差。

ECU通过反馈算法(如PID控制)调整执行机构动作,确保制动力精确匹配驾驶者意图

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线控转向(Steer-by-Wire)

线控转向(Steer-by-Wire,简称SBW)是一种创新的汽车转向系统,通过电子信号和机电装置取代传统的机械或液压连接,实现对车轮方向的精确控制。这一技术是汽车行业向智能化、电气化和自动化方向发展的重要体现,尤其适用于电动汽车和自动驾驶车辆。

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线控转向的工作原理是什么?

线控转向系统取消了传统的转向轴、齿轮齿条及液压部件,以电子信号和电机驱动作为核心,驾驶者的转向输入通过电子信号传递给执行机构,直接控制车轮的转向角和转向力。

其关键部件包括:

1. 转向角传感器:当驾驶员转动方向盘时,传感器实时检测转向角度及转速,将数据转化为电子信号发送至控制单元。

2. 电子控制单元(ECU):ECU作为SBW的“大脑”,接收方向盘转角信号和车速、轮胎状态等动态信息,通过算法计算出最佳的车轮转角与转向力。

3. 执行机构:安装在车轴或轮胎上的电动执行器根据ECU的指令控制车轮的转向角度,精确实现车辆方向的调整。

4. 反馈装置:为保持驾驶员熟悉的“路感”,系统通过电机和模拟反馈装置,模拟传统机械转向的手感和阻尼变化。

线控转向系统中,方向盘的输入被转向角传感器和扭矩传感器捕获并转换为电子信号,传递至电子控制单元(ECU)。ECU 根据转向输入、车辆动态状态(如车速、加速度等)以及系统算法,计算目标车轮转向角。执行机构(如电机或电液作动器)则实现车轮的实际转向。

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线控转向的优势有哪些

从驾驶感受来说,线控转向的转向操控会更精准、更敏感,这是因为转向轮是被电子控制器的电信号精确控制的,系统的传动比是可变的;对车企来说,使用线控转向会使车辆系统结构的复杂性降低;除此之外,线控和无人驾驶能够更深入的配合,因为用电信号就可以操控车辆行驶方向。

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线控转向与传统转向系统的对比

全主动悬架(Fully Active Suspension)

什么是全主动悬架?

全主动悬架(Fully Active Suspension,简称FAS)是一种通过外部能量源主动控制车辆悬架系统的动态行为,从而改善车辆在不同工况下的舒适性、操控性和稳定性的高性能悬架系统。与被动悬架或半主动悬架不同,全主动悬架能够根据传感器实时采集的数据主动施加力,以抑制车身振动和动态偏移。

全主动悬架通过传感器感知车辆状态(如车速、加速度、悬架位移等),将数据传递至电子控制单元(ECU),然后驱动执行机构(如电动机或液压作动器)产生控制力,从而实现车轮与车身之间的动态解耦。

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全主动悬架的系统组成是什么?

全主动悬架系统由多种子模块构成,包括用于实时监测车辆动态状态的高精度传感器(如加速度传感器、位移传感器、车轮速度传感器和倾角传感器)、负责计算与控制的电子控制单元(ECU)、执行控制力的高性能执行机构(如液压作动器、电动作动器或电液混合系统)以及为执行机构提供外部能量支持的动力源(电力或液压系统)。传感器采集的车辆状态数据经由高速通信网络传输至ECU,ECU通过先进的控制算法计算最优控制力,执行机构据此主动调整悬架刚度与阻尼特性,从而实现车辆在不同工况下的动态性能优化

全主动悬架的工作原理是什么?

全主动悬架的工作原理基于主动力控制技术,通过传感器实时采集车辆的动态信息(如车身加速度、悬架位移、车轮速度及路面输入),并将数据传输至电子控制单元(ECU)。ECU结合车辆动力学模型,采用先进的控制算法(如线性二次型调节器、鲁棒控制或自适应控制)实时计算悬架系统所需的最优主动控制力。执行机构(如电动或液压作动器)根据控制指令快速施加精确的力于悬架系统,实现对车身与车轮之间运动的动态调节,从而有效抑制振动、提高车轮贴地性,并优化车辆的操控稳定性和乘坐舒适性

全主动悬架通过一系列传感器、控制算法和执行机构,对车辆的动态特性进行实时调节。其核心部件包括:

1. 传感器系统

o 车身加速度传感器:监测车身的垂直运动,以识别道路不平度和车身震动。

o 车轮位移传感器:测量车轮与车身之间的相对运动。

o 速度和转向角传感器:提供车辆行驶状态信息,确保悬架动态响应与驾驶需求一致。

2. 电子控制单元(ECU)
ECU是全主动悬架的“大脑”,通过分析传感器数据,实时计算出所需的悬架调整参数(如支撑力和阻尼力),以优化车辆的操控和舒适性。

3. 执行机构
全主动悬架的核心是执行机构,通常采用以下形式:

o 电动执行器:通过电机提供精准的调节力,反应快速。

液压作动器:利用液压系统提供较大的调节力,适用于重型车辆。
执行机构根据ECU指令主动施加力,调整悬架的支撑力和阻尼特性。

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加大布局AI

该公司将德国研发中心视为其核心AI(人工智能)战略的重要支撑。

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理想汽车表示,目前将近一半的研发投入用于AI技术的开发和应用,并致力于在AI领域构建完整的体系能力。

随着2025年智能汽车竞争焦点的明确,武汉、北京等城市即将开放L3级自动驾驶上路,高阶智能驾驶迎来关键决战。1月16日,理想汽车通过OTA 7.0推送了AD Max V13.0版本智能驾驶系统,提供基于800万段视频数据训练的端到端+VLM技术,带来近乎零接管、全场景无缝衔接的智驾体验。自OTA 5.0切换至BEV架构上线城市NOA以来,理想已完成12次AD Max重大更新,构建清晰的独立版本迭代路径,显现智能化领先优势。截至2024年底,理想NOA导航智能驾驶里程占比达70%,在30万元以上车型中,AD Max交付量占比超75%。凭借飞速的技术进步和产品实力,理想逐步塑造了“理想即智驾”的市场认知。

理想智驾的独特技术路径源于对AI技术与用户需求的深刻理解。其“快慢双系统”架构模仿人类驾驶逻辑,系统一采用端到端架构应对常规路况,系统二通过多模态大模型(VLM)整合图片与文字信息,提供更全面的环境认知能力。智驾算法从最初依赖80万段视频数据到100万段数据即可通过复杂场景如环岛,展现了数据驱动AI模型进化的潜力。理想汽车每年投入上百亿元研发费用,其中近50%用于AI领域,目标是将大语言模型基座提升至行业前三水平,并结合VLM彻底理解视觉与语言。理想汽车相信,未来以AI驱动的智能汽车将以“车和家”为核心,提供既高效又具人情味的服务,从而实现AI连接物理与数字世界的使命。

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理想汽车公司表示,下一步将继续探索研发布局的全球化,吸收来自不同背景的全球研发人才,打造多元化的人才队伍。通过新的研发中心,该汽车制造商还旨在更好地了解欧洲市场,开发更符合欧洲汽车法规和消费者偏好的产品。

理想汽车首席执行官马东辉在一份声明中表示:“该研发中心标志着理想汽车全球战略的正式启动。它也将成为我们人工智能核心战略的基石,目前我们近一半的研发投资都用于人工智能技术。”


注:文章中引用数据和图片来源网络