从电驱到智能座舱全面覆盖,小米汽车五大自研核心技术正式披露

【科技号】12月28日,小米汽车技术发布会在国家会议中心盛大举行,正式披露了小米汽车五大核心技术的进展突破,并迎来平台首款产品小米SU7的首次亮相。作为小米“人车家全生态”的底层架构之一,“摩德纳”架构五大核心技术包括小米超级电机Xiaomi HyperEngine、小米自研 CTB 一体化电池技术、小米超级大压铸 Xiaomi HyperCasting、小米全栈自研智能驾驶技术Xiaomi Pilot以及小米智能座舱Xiaomi Smart Cabin,在电驱、电池、大压铸、智能驾驶、智能座舱等关键领域实现了众多全球第一、中国第一,为用户带来无所不在的先进智能生态。

从电驱到智能座舱全面覆盖,小米汽车五大自研核心技术正式披露

(小米SU7 海湾蓝)

小米超级电机Xiaomi HyperEngine:刷新行业性能天花板

小米自研HyperEngine V8s、HyperEngine V6/V6s三款超级电机,采用双向全油冷散热、S型立体油路设计、阶梯式错位设计等多项创新技术,以媲美燃油时代大V8、大V6动力总成的性能刷新行业天花板。

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(Xiaomi HyperEngine V6/V6s)

其中,转速高达27200rpm的HyperEngine V8s超级电机,功率密度达到10.14kW/kg,超过了Tesla当前最先进水平的60%以上。小米为这款电机申请了155项专利,其中已授权60项。凭借底层技术创新,HyperEngine V8s超级电机不仅拥有令人瞩目的425kW高功率输出、635N•m的峰值扭矩,还在强度、散热和做功效率上达到了中国电工技术学会和国创中心双认证的“国际领先水平”。

为匹配远超行业标准的27200rpm转速,HyperEngine V8s超级电机采用业界首发960MPa最高强度特种硅钢片,强度达到行业主流产品两倍有余。为了实现这一突破,小米与首钢建立了技术联合实验室,在一年半的时间里进行了108个批次的试验,共同解决了硅钢强度、磁性能和生产等多方面的问题。

散热设计层面,HyperEngine V8s采用双向全油冷散热和S型立体油路设计。定子部分通过双循环立体油路,散热面积增大了100%,实现了最高20度的降温;转子部分则利用专利S型油路,散热面积增加了50%,达到了最高30度的降温效果。此外,定子硅钢叠片还采用了“阶梯式”错位设计,使有效散热面积再增加7%。

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(转速高达27200rpm的HyperEngine V8s超级电机)

与此同时,HyperEngine V8s材料创新与工艺革新双管齐下,实现了98.11%的电机效率。其定转子硅钢片的差异化厚度设计,将0.2mm的定子超薄硅钢片与0.35mm的转子超高强度硅钢片相结合,强度与效率齐头并进。高性能钕铁硼永磁体的应用,突破了传统的54槽6极设计专利封锁,采用了8层Hairpin扁线绕组,槽满率高达77%。

小米自研的HyperEngine V6/V6s超级电机,则以21000rpm的转速位居行业第一梯队,实力超越全球最强量产电机(Tesla Model S Plaid 20000rpm )。其中,HyperEngine V6超级电机的最大功率为299PS,最大扭矩为400N•m,而HyperEngine V6s超级电机的最大功率则达到了374PS,最大扭矩为500N•m。

为实现这一高转速目标,小米创造性地采用了AI仿真技术优化转子应力。历时8个月、20万次电磁和结构耦合AI仿真迭代以及多轮样品试制,终于获得最优解。与此同时,小米在追求效率极致方面也取得了显著成果,将定转子气隙极限缩减至1.3mm,进一步提升了电机的性能。

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(电机转子激光固化缠绕工艺)

值得一提的是,小米还拥有间隔式断磁桥+套筒方案的专利。同时小米公布,已经成功预研下一代超级电机,通过碳纤维「激光固化缠绕工艺」,在实验室中转子已经成功实现 35000转 最高转速。充足的专利技术储备,展示了小米在电机技术领域的创新实力和深厚积淀,也为其未来产品的多样性和创新性提供了更多可能。

自研CTB一体化电池技术:打造全球最优秀的电池系统

小米自研全球首个倒置电芯的CTB一体化电池,不仅聚焦于纯粹的续航里程,电池容量最高可达150度,理论CLTC续航里程高达1200km+,还通过一系列创新设计、128项电池领域专利(其中65项已获授权)全面提升电池的集成效率、安全和散热性能,为用户打造世界一流电池系统。

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(为用户打造世界一流电池系统)

小米汽车CTB一体化电池采用地板上盖二合一、电芯倒置、多功能弹性夹层以及极简线束等设计,使得集成效率达77.8%,整体提升24.4%,并释放了17mm的高度。其中,车身地板和电池包上盖合二为一,不仅释放了10mm的高度,还将集成效率提升了9.1%。首发电芯倒置技术则实现了多模块共享底部空间,进一步释放7mm的高度,集成效率提升5.8%。与此同时,小米还引入了多功能弹性夹层,这一设计既是液冷板也是结构件,将隔热板、水冷板和横纵梁三合一,从而提升了6.5%的集成效率。此外,通过减少91%的线束,集成效率又提升了3%。

为确保续航里程稳定性,小米采用行业一流标准安全设计。泄压阀朝下的设计可在极端情况下快速向下释放能量,最大程度保证乘员舱安全。而14层硬核物理防护,包含3层顶部支撑、3层侧面防护和8层底部防护,让安全如影随形。

行业顶级的散热、隔热设计也是小米电池技术的一大亮点。双大面强冷却方案,确保电芯两大面都有散热板,冷却面积达到了7.8m²同级最大,实现行业4倍平均水平的冷却效果。电芯侧面采用共计165片的气凝胶隔热材料,可抵抗1000°C高温,让电池的隔热性能再上新高。

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(小米电池管理软件全栈自研)

电池管理方面,小米汽车搭载了ASIL-D最高功能安全等级的全栈自研电池管理系统,具备3重独立热失控冗余监控和报警策略,以及“全天候”精确预警功能。电池云安全技术的应用,能够实时采集数据并通过专网加密云端进行分析和预警,在必要时实现4ms内主动断电。经过全球最严苛的电池安全检测,包括1050+项安全测试验证和96倍国际耐久测试时长,每一块小米电池都拥有行业领先的可靠性。

自研9100t超级大压铸技术:塑造移动智能空间的可靠倚仗

小米凭借自研9100t超级大压铸技术——Xiaomi HyperCasting,成为国内唯一一家同时自主研发「大压铸设备集群」和「压铸材料」的汽车厂商。Xiaomi HyperCasting不仅体现了小米汽车在技术和材料研发上的领先地位,更展示了其在汽车制造中对环保、效率和安全性的不懈追求。

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(9100t大压铸设备集群)

设备创新方面,该集群设备占地面积840m²,总重量1050t,相当于两个篮球场之大,锁模力达到行业之巅的9100t。小米自研视觉大模型质量判定系统,可在2秒内完成检测,拥有10倍于人工的高效率、5倍于精英的高精度。该技术的运用,使得小米汽车的后地板实现了72个零件合一的壮举,焊点减少840个,整体重量减轻17%,且生产工时大幅减少45%。

材料研发方面,小米自研高强高韧免热处理环保压铸材料「泰坦合金」,国内第一。通过自研的「多元材料性能AI仿真系统」,小米从1016万种配方中,精选出最优的合金配方,确保强度、韧性和稳定性的完美结合。值得一提的是,「泰坦合金」中含30%循环铝,使每个零件碳减排352.53Kg,峰值产能相当于每年多种植488万棵树。

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(三段式后地板设计)

除技术与材料的创新,小米汽车克服传统大压铸弊端,采用三段式可维修设计:「一体压铸后地板 + 中高速溃缩区 + 低速溃缩区」。中低速碰撞中,无需更换大压铸件;而在高速碰撞中,这一设计能满足90km/h的后碰标准,超过了全球的最高标准。

全栈自研智能驾驶技术:2024年跻身行业第一梯队

自动驾驶技术已成为智能移动领域的突破重点。在这场技术攻坚战中,自适应变焦BEV技术、道路大模型以及超分辨率占用网络技术,构成了小米智能驾驶的三项关键技术。其中,自适应变焦BEV技术为行业首创,它能像人眼一样变焦,能够根据不同场景自适应调用不同的感知算法。其感知网格最小可达0.05m,最大可至0.2m,识别范围从5cm延伸至250m,泊车场景更加精准,城区场景看得更宽,高速场景看得更远。

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(小米智能驾驶三项关键技术)

与此同时,小米行业首发的道路大模型正在颠覆传统智能驾驶对路况识别的认知。该模型不仅能识别实时路况,智能调节行驶轨迹,还能在复杂的十字路口工况下,不依赖高清地图也能顺利导航。通过学习复杂路口工况和老司机驾驶习惯,它能制定更合理的行驶轨迹,并针对突发状态进行动态绕行。

而在障碍物识别方面,小米超分辨率占用网络技术实现了异形障碍物识别种类的无限制。相较于传统占用网络依靠自然语言模型将障碍物描述成方块的方式,小米创新的超分辨率矢量算法可将所有可视物体模拟成连续曲面的立体物,从而将识别精度提升至0.1m,达到行业水平的2倍,特斯拉的3倍。此外,小米自研的一键降噪功能更是完全消除了雨雪天气对识别的影响,大大降低了误识别的概率。

在硬件方面,该系统配备了顶级的配置,包括两颗英伟达Orin高算力芯片,综合算力高达508TOPS。感知硬件则包含1颗激光雷达、11颗高清摄像头、3颗毫米波雷达和12颗超声波雷达(Max版车型)。

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(感知硬件)

在部分场景下,该系统的底层算法能力甚至领先行业两代。其中,自研的全球首个可量产的端到端「感知决策大模型」在机械库位等应用场景中展现了惊人的实力。传统感知在停车时误差大于10cm,无法停进与车同宽、左右仅剩5cm的车位,而小米的「感知决策大模型」通过感知和决策算法的二合一设计,可实时观察并动态调整泊入超高难度车位。

小米全栈自研的智能驾驶技术不仅将助力小米在2024年跻身行业第一梯队,更将在全场景下展现更聪明、更安全的辅助驾驶能力。从关键技术的创新到硬件系统的升级,再到部分场景下的领先应用,这一切都预示着智能驾驶的美好未来已触手可及。

“以人为中心”的智能座舱:打造先进的移动智能空间

智能座舱,作为「人车家全生态」的最后一环,正式将汽车转变为一个先进的移动智能空间的关键载体。基于小米澎湃OS,小米构建了一个统一的视觉交互体系,实现了从软件到硬件的全面共享生态。通过智能座舱等一系列底层重构,小米为汽车的进化打下了坚实的基础。

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(“以人为中心”的智能座舱交互架构)

这个智能座舱采用“以人为中心”的交互架构,配备了16.1英寸3K超清中控屏、56英寸超大HUD抬头显示以及7.1英寸翻转仪表屏。遵循小米澎湃OS的视觉统一设计语言,小米对字体、图标和动效进行了精心设计。多任务柔性框架允许桌面应用随意拖拽、改变大小,并自动适配各种设备。行业首发的五座五音区交互功能支持多设备稳定协同唤醒,几乎所有的操作都可以通过「小爱同学」语音控制完成,核心功能均支持离线使用。

与此同时,车机启动速度达到了惊人的1.49秒,小米更是行业首发座舱系统流式OTA升级技术,实现了边下载边升级。此外,智能座舱还拥有超级强大的生态应用拓展能力,包括Pad APP共享、手机APP共享以及生态硬件共享。比如,手机应用可以直接投射到车机桌面上使用,手机视频会议可以共享车外摄像头,车内阅读灯可以调用手机的光线传感器等。

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(像在智能家居中一样控制车)

在「人车家」的生态屏中,车就像是一个移动的家。你可以像在智能家居中一样控制汽车。在「米家APP」里,车以房间的形式呈现,通过「融合控制中心」的快控卡片,你可以一键控制汽车。同时,小米Pad也可以挂接上车,成为第二块、第三块生态扩展屏,实现五块屏联动交互。

基于这种万物互联的底层逻辑,米家设备还可以无感上车。目前小米智能座舱已支持1000+米家设备,自动发现、免密接入,并可以设置自动化场景。小米还开放统一标准化接口和丰富标准协议,打造了最强的专属CarIoT生态。内置CarIoT扩展基座支持一系列设备的百变接入,包括智能香氛等。四组Pin点供电通信设计可扩展物理按键。为满足苹果用户的需求,小米全面支持无线CarPlay车载,并在后排扩展屏上提供iPad专属配件和专属应用。

凭借从软件到硬件的全面共享生态、以人为中心的交互设计、强大的生态应用拓展能力,智能座舱将为用户带来前所未有的「人车家全生态」体验。

纵观世界汽车发展史,每一次技术领域的跨越式突破并非偶然,而是源于其坚定的技术长期主义理念。在小米看来,汽车工业虽然非常复杂,但只要真干、真强、真先进,从底层核心技术开始投入,就能开拓移动智能空间的无限可能。

正是基于这种长期主义思维,小米毅然决然地召集了3400名工程师,埋头苦干超过1000天,投入上百亿资金,终于为“人车家全生态”愿景带来了坚实的技术基础。也正因如此,从小米超级电机Xiaomi HyperEngine到小米智能座舱Xiaomi Smart Cabin,每一个核心技术都不断突破传统智能纯电汽车的行业上限,让无缝连接链接全球超六亿设备,囊括包括小米汽车在内的200多个品类,助力“以人为中心 主动服务于人”的超级智能生态成为现实。未来,以小米 SU7首款车型为代表的先进“移动智能空间”愿景势必将呈现出更多的可能性,覆盖用户95%以上的生活场景,让智能可以细致入微地服务每一个人。

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