汽车大观|揭秘“理想魔毯空气悬架”研发成功始末

“让中国最好的家庭用车都能有从前百万豪车才有的配置!”这是理想底盘研发团队听过最多的一句话,也是李想本人的要求。

技术压力、成本压力……这句话的难度有多大?要知道,直到现在魔毯空气悬架都是BBA百万豪车要付费的选装配置。

所谓“魔毯”,最初来自于迪士尼的奇幻冒险片《阿拉丁》,影片里的“魔毯”通人性,可以载着主人公在天上飞,帮助他随时逃离危险。

后来,在汽车领域人们把一种底盘悬架黑科技叫做“魔毯”,魔毯是由多个传感器、计算执行机构和空气悬架构成的车身控制系统,在其作用下,能让车身像阿拉丁神话中的“魔毯”一样舒适、平稳、丝滑,而伴随着高舒适性、滤震性的是高昂的应用成本。

30万车型搭载百万级豪车的配置,李想为什么给研发团队提这样的难题?魔毯空悬技术如此成熟的市场,为什么不采购现成的国际巨头方案?

7月27日,理想汽车在北京研发总部举办“理想魔毯空气悬架技术日”,对其全自研空气悬架技术做了全方位讲解。

理想官方表示,魔毯空气悬架“有大脑”“终身可成长”,目前理想汽车已交付近二十万辆带“理想魔毯空气悬架”的车辆,行驶里程超16.6亿公里。

最新统计数据显示,2023年7月底,理想L系列魔毯空悬车型累计交付量突破20万辆,所有已交付的L9、L8(配置|询价)、L7(配置|询价)中,理想魔毯空气悬架™配备率达到了93%,成为全球空气悬架车型销量最大的品牌。而2022年全年,中国乘用车市场的空悬新车总装车辆也只有23.8万,装配率仅为1.2%。

“理想魔毯空气悬架™”成功的背后,是技术的积累,是团队的协作,更是捍卫信仰的力量。

“我们是因为相信才看到,而不是因为看到才相信。因为相信,所以会想尽一切办法去实现。”理想汽车整车电动副总裁刘立国这样说。这种力量,让理想汽车敢于直面不够强大的自己,也敢于挑战不够美好的现实。

“没有供应商愿意做,就自己干”

2019年,新能源市场困难重重却又希望无限,理想汽车经历一年多的沉寂,以破釜沉舟之姿开始绝地突围。

那年的4月上海车展,理想ONE全新亮相,同时理想也在“憋大招”,L系列车型在同步开发中。对于L系列,理想汽车有着清晰的战略目标——要打造“全球最好的家庭旗舰SUV”。

一款旗舰SUV,除了“冰箱彩电大沙发”这些看得到的豪华配置,在技术上也得有真正的过人之处。特别是理想汽车定位“家庭用车”,家庭成员出行要安全,乘坐要舒适,要实现这一点,优秀的底盘至关重要。

魔毯空气悬架系统如果能在30万区间的理想车型上搭载,那必然成为市场上的独一份,拥有巨大的竞争力。

空悬系统开发难度极大,最开始L9立项时,理想汽车也希望能与成熟的空悬供应商合作,直接采购硬件和软件方案,既省时也省力。

而汽车空气悬架技术一直处于“卖方市场”,被少数几家国际供应巨头垄断,中国供应商压根没有“技术主权”,当时的理想汽车还没有如今的体量,也没有人能想到理想会成为今天的新势力领头羊,理想的这两个“基本需求”,无疑是“小买家在卖方市场和卖家谈判”,理想的采购团队屡屡碰壁。

回想2019年,理想团队还清晰的记得当时和供应商开会的情形。在讨论打包购买集成系统方案时,一家供应商表示,“买方案可以,但你们只能买全套现成的软硬件、系统方案,用车身适配我们的空簧”,拒绝根据整车开发的需求做任何改动。

市场竞争就是和时间赛跑。如果2023年量产交付,相比理想汽车计划的时间晚了整整一年。一年,在变幻莫测的新能源汽车市场,对于一款车型、乃至一家车企,都可能是个致命的打击。会议室里瞬间弥漫起尴尬的气氛,关于项目合作的讨论只能再一次不了了之。

会议结束后返回酒店的路上,整个团队陷入一阵沮丧的沉默。“怎么办?回去如何交代?这是我们一再强调必须要上的产品配置,现在没有供应商愿意做。”

就在这时,团队负责人咬牙下定了决心——“靠人不如靠自己,我们聘请专家来支持,我们自己干。”

空气悬架系统的研发难度之大,有目共睹。面对自研,研发工程师心里也在打鼓,”没有厂家做过”、“挺难的吧?真能自己干吗?”但如果放弃,当初承诺的“让更多的中国人享受百万豪车才有的配置”就成了一句空口号,就是在打自己的脸。

“掌握自己的命运,挑战成长的极限”,每一次新员工培训,李想都会强调。这不仅是给员工的“企业文化”,也是他这么多年来几次创业,鞭策自己的箴言。就这样,理想汽车毅然踏上了魔毯空气悬架系统的自研之路。

“从0开始,摸着石头过河”

一向被认为“没有技术”的理想,是怎样成功挑战百年巨头的?这背后,理想研发团队又经历了什么?

空气悬架系统的自研难度,众所周知。果不其然,“军令状”立下之后,困难一个个接踵而至。

“魔毯空气悬架系统,在整个中国没人做过”。如何研发?从哪开始研发?研发专家从供应商那回到公司后,技术专家们从查阅中外学术论文开始,收集了几十份国内外关于空气悬架的相关专利,开始进行专项研究,从对技术的深入拆解到竞品的优劣势比对分析,通过不断的学习和实验论证,逐步明确了理想魔毯空气悬架TM系统的开发路径。

首先,要打造具有出色性能的魔毯悬架系统,一个好的底盘架构是硬性保障。在底盘架构的选型上,基于家庭用车安全和舒适两大原则,理想汽车全自主开发了前双叉臂/后五连杆底盘架构。

这是一套公认的“豪车级”底盘架构,但这套架构也有缺点——就是占用的空间太大。而对于一台家庭SUV,“大空间”又是必不可少的。因此,研发团队绞尽脑汁优化空间利用,做到了既保持了底盘布局的合理性,又避免损失乘员空间。

不仅如此,他们还给这一架构赋予了更高的自由度,能提供更多调校空间,让“魔毯空悬”在性能风格上有了更多可能性。

架构确定后,就是零部件的选型和设计匹配,包括空气弹簧、CDC减振器、空气压缩机、空气分配阀、储气罐等。其中,空气弹簧是一个核心的关键部件。空气弹簧就像一个“气球”,在其充放气时,车辆高度也随之上升或下降,可以为车辆提供支撑力和减震效果。

一般来说,空气弹簧刚度越高,车身稳定性就越高,但舒适性会随之下降。怎么才能在平衡耐久性和舒适性的矛盾里找到平衡?

研发团队费尽脑筋,提出了降低囊皮厚度的方案,从而对舒适性做到兼顾。但空簧的厚度越薄,工艺要求就越高,越要保证其质量。为此,理想研发团队在空气弹簧的标准制定上,可谓“苛刻至极”。

他们将空气弹簧高低温动态疲劳耐久试验做到了680万次,是行业水平的1.5倍;整车级验证大于1000万公里,高于行业水平两倍;空悬专项强化耐久最长34万公里。

在极限高低温上,按照空气弹簧行业标准,通常的低温下限只到-30℃。但研发团队在通过大数据用户分析后,发现有万分之一的用户经历过零下30℃以下的极寒工况。是按照行业标准,还是超越极限?

短暂的犹豫后,团队给出了答案——哪怕只有万分之一的安全隐患,他们也决不放过。

经过研究试验,研发团队优化了空气弹簧囊皮配方,采用新型氯丁胶、天然胶的混合材料,将魔毯空气悬架的耐久测试温度下探到了零下40℃,从而覆盖全场景的用户用车工况,让处于东北、西北地区的用户,哪怕在冬天,都可以开着“移动的家”放心出行。

在系统级设计和核心零部件的优化以外,整车NVH匹配也是研发团队的一个关注重点。除了体感上的舒适,听感上的舒适也至关重要。当空气悬架的供气系统工作时,会发出一定的噪音,如果隔振装置设计得不好,就会让用户的体验大打折扣。

所以团队从设计之初,就制定了严格的NVH指标,要让空气压缩机工作时车内无感。为此,在系统硬件的隔振设计、软件控制的策略优化等方面,研发团队都精益求精,为了更好地实现压缩机和整车的连接匹配效果,还自研了空气压缩机支架隔振装置,让理想汽车成为国内首家具备该系统正向开发能力的车企。

最终,理想L系列可以实现车辆静止时、空气压缩机工作的状态下,车内一二排的用户基本感知不到工作声音,其静谧性超过了很多豪华品牌。而这样优秀的结果背后,研发团队也为之前系统全栈自研的大胆决定暗暗松了一口气——如果只采购供应商的系统方案,压根无法完成整车NVH系统匹配,是不可能取得这样的成绩的。

在完成整个魔毯空气悬架系统的设计开发后,对于团队来说,意味着另一场攻坚战的开始。因为要达到旗舰级的舒适,在硬件配置之外,更需要旗舰级的调校匹配与标定。有些车企虽然推出了空气悬架车型,但用户体验并不好,甚至不如使用传统弹簧的车型,根本原因就在于调校。

对于L系列的底盘调校,理想汽车的目标是“做到极致的舒适”。为此,团队制定了一套主观评价体系,从车身控制、悬架隔振入手,拆解出30项舒适性指标,从30个用户场景维度全面考察一台车的舒适表现。

在完备的评价指标以外,理想汽车还打造了“全地形调校路书”,针对中国地理环境、路况条件南北差异大的状况,建立起南北两地研发中心,在全国范围内验证,覆盖了从城市到高速、从道路到桥面大起伏、从柏油路到水泥路方砖路、从正常路面到破损路补丁路接缝路、到减速带和井盖等上百种典型路况。

底盘调校团队接过重任,没日没夜地开始了上百轮的调校与硬件选型调试方案,包括空气弹簧调校150组、减振器调校330组、橡胶与液压衬套132组、轮胎88组......功夫不负有心人,最终国内团队交付的版本得到了一致好评——“这才是我们想要的味道”。

想打造好的产品就要下功夫,市场不会弄虚作假。在一个激烈竞争的市场,谁能给用户最大价值,谁就能在竞争中脱颖而出。

理想汽车没有任何退路,为了实现目标,不惜一切努力去解决问题,挑战成长的极限,这是每个“理想人”的精神,也是他们将一个个“疯狂想法”变为现实、不断创造自研奇迹的制胜法宝。

从不可能到可能  带领中国供应商做到No.1

完成魔毯空悬的系统设计和验证开发后,理想汽车面临的新挑战,便是如何实现按期量产交付。

在“魔毯空悬标配”的愿景与“30万级别爆品”策略下,理想汽车对于空气弹簧的需求量剧增。而当时的空簧产业,由于技术定位小众奢侈、选装价格贵、用户需求少、量产规模小、开发费分摊不下来、成本高,形成了一个难以打破的封闭循环,导致产能有限、供给不足。

理想汽车希望从需求定义端入手,打破空气弹簧的小众循环,通过“爆品+标配”的策略分摊开发费、模具费等,通过规模化生产实现更高供应、更低价格。

在当时,中国还没有厂家大规模量产车型配备空悬,本土空气弹簧供应商的其他项目量级非常小,工业化经验薄弱,国外供应商明显更有优势。

可是,当理想汽车拿着这套逻辑找到国外供应商时,他们的反应是“不相信”——“三、四十万的中国车,怎么可能一个月卖1万台?”“标配空气弹簧,这是不可能的”。经过数次沟通与谈判,他们最终也只愿提供5000/月的产能,远远小于实际需求。

同时,面对由理想汽车出资“来中国建产线”的邀约,他们也不愿接受。增加产能意味着增加产线和工人,一旦不能实现预期销量,提前的投入对供应商来说都是损失。国外供应商不愿意合作扩产,本质还是对理想汽车不看好。

这样的局面之下,团队痛定思痛:既然我们敢自研,那为什么不敢找中国的供应商生产?下定决心后,理想汽车摸排了所有的空簧供应商资源,最终选中了两家能力强、潜力大,并且价值观和理想一致的本土供应商伙伴——孔辉、保隆。

虽然存在一定短板,比如孔辉是设计公司出身,设计能力很强,但工业化经验不丰富,在2019年甚至还没有正式项目量产,但工业化正是理想汽车所擅长的。在互信、稳定的伙伴关系下,理想汽车相信,这些短板都能被补齐。

为了补上供应商量产经验不足的短板,理想汽车深度参与供应商的产线策划与建设,建立了专用产线,从产线设备的选型到开发工艺参数的验证,全部与供应商共同决策,来确保生产的稳定与可靠。

在双方共同协作下,供应商建设了行业领先的数字化、自动化产线,采用行业首创的100%光学在线检测、100%保压检测,可以更好地确保质量;上料自动化率65%,作业自动化率92%,超越了国际供应商。

此外,理想汽车还帮助供应商搭建了质量管理体系、二级供应商管理体系。

在合作全程,本土供应商也展现了更强的执行力与更高的配合度。为了加快验证速度,本土供应商能够1次投入2套模具,同时验证A、B技术方案,在保障效果的前提下缩短验证周期,大大提升开发效率;同时,他们开放了二级供应商权限,让理想汽车能直接认证二级供应商质量,并愿意将产线智能检测数据共享,这些对于国外供应商来说都是不可能的。

量产前期的决战时刻,加之疫情的影响,理想汽车的研发、采购、质量团队直接“扎”进了孔辉、保隆的产线,甚至到他们的重要二级供应商处驻守,一待就是将近3个月,用他们的专业能力帮助供应商解决质量和产能爬坡问题。

最终,理想汽车实现了首个大规模量产交付空气悬架的行业奇迹,“魔毯”的舒适性与功能性,得到了用户的一致好评;而在“8年或16万公里”的行业最高空悬质保标准下,截至2023年7月26日,理想汽车有近二十万台带“理想魔毯空气悬架™”车辆的交付,总行驶里程超过16.6亿公里,最远单车行驶里程超过10万公里,没有一起空悬系统因自身质量问题失效。

和苹果公司对全球供应链的管理模式类似,理想汽车进行严格的标准管理、检测,密集的技术交流,对供应商链上下游各环节进行精细而严格的管理,传达其对产品的极致要求。供应链在承载压力的同时,自身能力更是得到了大幅提升,最终和企业一同发展壮大。

如同苹果带动了“果链”,理想L系列魔毯空悬车型的大量交付,同样带动了中国本土供应链的迅速崛起。

一方面,理想L9(配置|询价)、L8、L7量产后,空悬出货量大幅提升,打破了空簧行业的“产能壁垒”,生产规模快速扩张;另一方面,理想汽车也凭借对全栈自研的坚持,打破了“技术壁垒”,将先进技术与严格质量标准输入给供应商、乃至二级供应商,驱动了整条供应链的发展,推动产业水平不断进步。

目前,在中国市场上,从量和质上看,中国供应商已经实现了对国外供应商的超越,据盖世汽车公开数据,今年1-6月,孔辉和保隆分别为中国空簧市场第一和第三,总份额超过60%,国外供应商“独占鳌头”的局面已然一去不复返。

经过理想团队和中国供应商的共同努力,最终理想系统和软件全栈自研的“理想魔毯空气悬架™”创造了多个行业奇迹——“有大脑”“终身可成长”的智能空气悬架、全行业首个自主研发和实现大规模量产的智能空气悬架、率先提出针对全家人驾乘舒适性设计的空气悬架、全行业最严苛质量标准和最高的质保标准。

通过全栈自研系统和软件,理想汽车已经将一个“疯狂的构想”变为现实,让曾经的“豪华顶配”成为标配,走进千家万户,实现科技平权。

同时,得益于全栈自研的底层算法,理想汽车可以不断高效迭代,让“理想魔毯空气悬架™”实现2.0升级,真正做到“超越用户的需求”,为更多家庭用户打造更安全、更便捷、更舒适的“移动的家”。

作为第一个实现连续盈利的新势力企业,外界对理想汽车一直有很多好奇,它到底是一家什么样的企业?

李想本人曾在微博里写过这样一段话:有的企业是技术驱动,有的企业是价值观驱动,产品驱动只是一个结果,我们核心的驱动力只有两个字“成长”。

理想汽车的组织使命是——掌控自己的命运,挑战成长的极限,对内他的要求是“每一个业务、每一个人才、每一个团队都要成长,不能停下来”,不断成长让自己有选择,且有能力为自己的选择买单。

2023-07-30

2023-07-30