如何看待HiPhi X？

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电动汽车领域，真是充满了很多的机会。
传统燃油车领域，是围绕发动机和变速箱的时代，中国企业想要在品牌、动力总成技术和迭代体系中杀出重围，做出高端品牌，这个太难了。但在新能源领域，特斯拉成功走出了第一步，中国新造车企业，特别是从蔚来开始打造高端品牌，豪华型纯电车型在国内甚至国际市场上取得了阶段性成功。而在50万往上的价格区间中，从去年底开始，每个月的榜单上面出现高合和红旗两款国产车选手——这里以往都被国外品牌所占据。特别是高合汽车，不仅卖到这个价格，还成功地卖到月销近1000台。
从上险的数据来看，高合的HiPhi X 在去年12月有919辆的交付上险数， 50万以上豪华品牌电动车细分市场霸榜。我想花一些时间梳理这台HiPhi X的技术信息，当然以后有进一步的拆解信息，会再给大家带来更新。
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▲图1 高合HiPhi X的阶段性成功让人始料未及

（数据来源：中汽数据资源中心零售数据）

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Part 1 智能化水平

高合HiPhi X，首先让大多数人知道的是外号“九门提督”：整个全电动的展翼门，接下来还有投影大灯（自定义数字灯光系统）、整个大屏幕（自定义5D沉浸式座舱），还有一系列的高配置，包括在动力电池方面的配置。从智能化的基础来看，高合提出来的H-SOA架构下，从目前来看是围绕着软硬分离来做的，围绕域控制器来开发的。
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▲图2 高合的域控制器

围绕域控制器的开发，可以支持把底层的硬件传感器和底层的执行单元功能抽象化，也就是将众多硬件功能从硬件中分离出来，提取到计算平台的软件中间件上，实现软硬件分离。因此也充分给了软件工程师足够的支持，可以让软件工程师通过中间件体系打通所有的硬件系统，通过跨域的服务调取，能够连续创造新的使用场景。
从具体应用来看，就类似在智能手机的OS上可以开发很多的应用软件（APP软件）。根据官方的数据，这款高合HiPhi X由于拉高了配置，车载传感器就超过500多个（含内部系统的感知），执行器也有300多个。
高合在宣传提到了智能使用场景，所以这里在智能座舱系统上面开发了各种功能，其实有点类似于我们在家里使用的智能家居系统，并将这套系统导入到了用车场景中。这里有几个很有意思的午休小憩、魔法烧烤等，提前编程，通过系统调用座椅、按摩、方向盘、中控屏、PML可编程智能大灯、ISD智能交互大灯、车内氛围灯、香氛、音响、等硬件，实现车辆一键启动的多功能融于一体的场景设置。这在传统汽车上是很难实现的，开发时间也非常长，而且想要通过空中升级，不断增加新场景、不断迭代更加是不可能实现的，可以说电子电气架构堪称智能汽车的灵魂。
目前在各种场合，还没看到这款HiPhi的EE架构图。但是目前来看，可能已经进入了围绕域控制器的阶段，下一步往中央计算机的方向迭代。我觉得比Yole做的预测来得更早，中国的新造车势力在EE架构方面的迭代比全球的传统汽车企业都要快。
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▲图3 汽车电子电气架构的发展路径

在这套智能架构上衍生出来很多的配置，比较有价值的，还有这套大灯系统。
车灯一直是各家车企的必争之地之地，高合HiPhi这款车极具辨识度的就是造型独特的PML可编程智能大灯和ISD智能交互灯光系统，使整车科技感十足。同时，车的尾灯，将室外LED大屏融入到了LED尾灯组，同时屏内集成了ISD智能交互显示系统。
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▲图4 HiPhi X 的大灯和尾灯系统

PML可编程智能大灯（就是之前DMD，DLP，概念车上曾见过，量产的这是首个）除了具有高清超亮的特点，还可以自定义文字、图片、视频的投影，可以投射导航。
高合把这套灯光系统也玩出了新的花样。在媒体交流会上， 联席CTO陈俊博士展示了几点令人印象深刻的应用：
首先，智能大灯通过高精度的灯组排列，可以避免灯光直接照射到行人的眼睛，除了这个智能灯光系统的基本功能，车主在行车中停车礼让行人的时候，甚至可以通过车灯的灯光打出斑马线，提示行人先行，让行人知道车主在等待；还有一个对驾驶员特别友好的功能，就是在比较狭窄的道路上，遇到用肉眼难以准确判断车是否能通过的路段，灯光可以投射出“光毯”（本质是虚拟车道），让车主根据“光毯”的辅助，安全从容地行驶过去；另外，高合的车上还通过红外摄像头探测可能没被关注到的行人，并投射警示标志提醒驾驶员。
这些功能可能从投影技术的角度来看，实现起来并不存在特别的难度，但是能应用到车上，让人能感觉到科技的人文关怀，和技术的温度。虽然奔驰S和audi e-tron GT等传统豪华品牌也装备了这个投影大灯，但实际量产车上除了静态的灯效，都没有围绕用户场景开发像HiPhi X这些有意思的功能，更别提可以更新图案、自定义文字（车端可实时修改）；也体现了国内新势力的造车理念和创新能力有新的突破。
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▲图5 PML 核心模块的大灯系统

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Part 2 安全化水平

在高合这台车上，车门开始有很多的讲究。
最具话题感的是六扇车门的开合方式：展翼门和对开门。车门在不同的角度都可以打开，不仅是酷炫，更是为了安全的考虑——假如车辆被迫困在几乎任何位置，都可以通过打开不同的门安全脱困。
车门都是电动控制的，自然会令人担心在特殊碰撞等情况下，车门开不的情况。从资料上看，这台车做了很多的考虑：
●冗余的配电设计：这台车配置了两套电池和配电系统，前后各有一路往各车门和重要的控制器供电。安全气囊展开的同时，门锁会自动打开，确保用户的撤离。
●被动拉索设计：在冗余的配电也失效的情况下（比如连环相撞，车被夹在中间，前后电源都损坏），车身工程师在四门都预留了机械紧急拉索，而且逻辑上拉索的功能最优先，一拉门就打开。
●车身结构来看：当门框被碰变形，被动拉索会不会失效？从结构上看，车身各承载受力部位形状进行优化（碰撞时的力的传递路径），分散载荷并且在展翼门与车身连接处用了两把锁，确保车门和车身成为紧密的一体，让整个座舱高效地承载碰撞的力。
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▲图6 被动结构是保障自动门的关键

作为电动汽车，电池系统的安全性是目前用户最关心的话题。
高合在这里采用了标准的590模组来构建整车的设计，内部也使用标准的电芯设计。而通过电芯间及模组本体均使用陶瓷隔热垫，有效遏制模组间热量传递。然后通过电池管理系统来进行热失控的预警，通过把电池BMS和云端服务器的实时互联，提供全方位的状态可视化。有趣的地方是高合这款车，可以通过云端背景大数据及车主端电池数据，来实现充电时间的优化;系统会根据不同时间、地点、环境等差异化因素，通过数据计算分析，然后优化充电曲线、充电模型和充电时间。
从结构来看，增加的底护板采用了0.8mm的钢板，能过底部球击测试；前副车架增加横梁保护，以抵抗在行驶过程中较矮的障碍物对电池组及底部的碰撞或冲击。
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▲图7 高合HiPhi X的电池系统

小结：由于有了充足的预算成本（足够高的价格做支撑），高合HiPhi X这台车用料不惜工本，而且整合了很多的智能化的创新应用，功能新且丰富。看完发布交流会，的确能感受到高合的理念：“软件定义汽车、场景定义设计，共创定义价值”——所有的功能，都是基于用户实际的需求而实现，面向未来的智能架构开发打造出来的效果还是很有特色的，确实是下一代智能汽车发展的基石。
再多说一句，除了对车留下深刻的印象，作为汽车人出身，对丁总在交流会上的讲话也有些感触。丁总说（大意），创建这家公司，也是为了年轻一代汽车工程师，可以不用再经历他们过去的发展阶段了，而是可以站在他们的肩膀上，去挑战世界先进水平，在中国的企业里去创造新的高度，为中国的汽车赢得国际上的尊重。烟烟和我都有很多前同事在这家企业，真的为他们高兴。

电机为何要配起动柜

电机采用直接起动，起动电流是电机满载工作电流的7倍，会造成母线上产生过大的线路压降，使连接该电动机的供电和母线系统产生快速、短暂的电压波动，影响到系统中的其他用电设备的正常工作。
电压跌落对一些设备的危害：
集成芯片测试仪：电压低于85% ， 测试仪停止工作
PLC：电压低于81% ， PLC停止工作，但对于一些I/O设备,当电压低于90%，持续时间几个周波，就会被切除
交流调速传动设备：当电压低于90%持续时间几个周波，就会被切除
电动机：当电压低于额定电压85%，电动机会产生不同程度的过载现象
2. 减少对电机本体结构的冲击
直接起动，起动电流是电机满载工作电流的7倍，就会在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生比额定工况大49倍的电动力，使电动机各部件受到过大的应力，致使绕组破坏和鼠笼条断裂 ；7倍的起动电流产生大量的焦耳热，造成绕组过热，加速电机绝缘老化；
3. 减少对生产传动机械的冲击
直接起动产生过大的转矩，使被拖动的机械设备产生巨大的应力，会造成：
管道、阀门的破裂
风机的轴承断裂、叶片变形
皮带传送带撕裂
齿轮磨损加快甚至破碎
泵的叶轮变形或损坏，润滑油不能及时到位，轴承干磨
直接起动增加设备的停工台时，影响生产的正常进行，大大增加工作人员的维护工作量，增加维修费用，缩短机械设备的正常使用寿命。
启动力矩T是随着定子电流的大小而感应变化的。所以启动力矩大自然电流要大了。
不是所有的电动机都需要软启动器，软启动器只是方式之一。

三相异步电动机启动方法的选择和比较
1、直接启动
直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。理论上来说，所有的电动机都可以直接启动。经常启动的电动机，需要提供电源的变压器的容量大于电动机容量的5倍以上；不经常启动的电动机，需要提供电源的变压器容量大于电动机容量的3倍以上；这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网稳定运行不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
直接启动可以用胶木开关、铁壳开关、空气开关（断路器）等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可以用限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。
2、用自偶变压器降压启动
采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，启动转矩为全压启动转矩的42%。
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱（自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
3、Y－△降压启动
定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。
Y－△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺点是只能用于△连接的电动机，大型异步电机不能重载启动。
4、转子串电阻启动
绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器，二次电流小，相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。
在这种启动方式中，由于电阻是常数，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除，可以获取较平滑的启动过程。
根据上述分析知：要想获得更加平稳的启动特性，必须增加启动级数，这就会使设备复杂化。采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法，可以使启动更加平稳。
频敏变阻器启动原理是：电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，由于串接了频敏变阻器，电动机转子转速很低，启动电流很小，故转子频率较高，f2≈f1，频敏变阻器的铁损很大，随着转速的提升，转子电流频率逐渐降低，电感的阻抗随之减小。这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，频敏电阻器短接，启动过程结束。
转子串电阻或频敏变阻器虽然启动性能好，可以重载启动，由于只适合于价格昂贵、结构复杂的绕线式三相异步电动机，所以只是在启动控制、速度控制要求高的各种升降机、输送机、行车等行业使用。
5、软启动器
软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管交流调压器。运用不同的方法，改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程，直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作
软启动器的优点是降低电压启动，启动电流小，适合所有的空载、轻载异步电动机使用。缺点是启动转矩小，不适用于重载启动的大型电机。
6、变频器
　　变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
比起其他控制装置，变频器的精妙之处，在于频率与电压是成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，近似于恒功率调速方式，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
襄阳源创电气有着15年丰富的电气经验，生产一体化液体电阻起动器，低压固态软起动器，高压笼型电机软起动装置，高压固态软起动装置，静止式进相器，变负载进相器，高压无功功率补偿装置，低压动态无功补偿装置，高压动态无功补偿装置，为用户提供售后服务，品质保障，请广大客户在选购时请认准襄阳源创电气!咨询热线：13508662630张工，微信同号！

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