小米澎程N90 Max高压系统解析:前舱 、后驱 、Flyback 供电的设计

小米澎程N90 Max高压系统解析:前舱 、后驱 、Flyback 供电的设计

当大家讨论增程车时,目光往往聚焦在增程器热效率、电池容量和续航数字上,却容易忽略支撑整车体验的高压电气架构。小米最新推出的澎程N90 Max,在交出310kW双电机四驱、5.9s零百加速成绩单的同时,还实现了哨兵模式每晚耗电不足5km、298mm纯平地板的体验突破,这些细节的背后,是一套从布局到供电全链路优化的高压系统。

本期我想结合小米汽车相关的技术专利,从增程前舱布局、后驱同轴电驱、Flyback反激低压供电三个核心维度,带大家去了解小米澎程N90 Max背后的高压系统设计逻辑。

本期的主要内容如下:

1、澎程N90 Max高压系统介绍;

2、增程器前舱的设计:如何通过“水电分离”提升前舱的利用率及安全性?

3、同轴后驱的设计:海纳川的交流异步后驱如何助力实现纯平地板?

4、Flyback车载低压供电系统:反激电路是什么?与DC/DC在能耗上有何区别?

1、澎程N90 Max高压系统

动力架构:前中车双电机增程DHT(SiC五合一集成,永磁同步,峰值功率210kW)+ 后北汽海纳川同轴异步电驱(峰值功率100kW),系统总功率310kW。

电池与补能:增程专用电池52kWh/76kWh可选,配备60L大容量油箱

低压系统:e-Fuse固态智能配电系统 +Flyback车载低压供电系统

安全标准:龙甲电池18层结构防护,后部碰撞能量远超国标与美国FMVSS标准

2、增程前舱水电分离的设计

对于增程车型而言,前舱布局是整车架构设计的核心难点之一。相比纯电车型,增程前舱多出了增程发动机、发电机、混动模块等一套动力单元,同时还要容纳电驱、热管理、低压电气、制动系统等数十个部件,天然存在三大行业共性难题:

第一是空间利用率难题。部件数量多、体积大,前舱纵向与横向空间极度紧张,传统平铺式布局往往需要挤占乘员舱空间,或被迫缩小前备箱、压缩碰撞溃缩区,很难兼顾空间与安全;同时管路、线束交错排布,也会浪费大量零散空间,进一步降低空间使用效率。

第二是电安全与液路安全风险。传统布局中高压电气件、低压蓄电池与冷却水管路、空调管路交错混布,一旦管路发生漏液,冷却液直接接触高压部件极易引发短路、绝缘失效等风险,是前舱安全的核心隐患。

第三是碰撞安全与维修便利性的矛盾。关键电气件如果布置在溃缩路径上,前部碰撞时极易受损引发次生风险;如果靠后布置又会挤占乘员舱空间,同时部件交错排布也会大幅提升售后维修的拆装难度,增加维修工时与成本。

小米在专利中(非实车,请注意此处仅从专利角度分析)的解决思路是「功能分区、水电分离」,将前舱沿左右方向划分为两个独立功能域,从物理布局层面解决安全与空间的双重矛盾。

2.1 左右分舱的核心逻辑

结合下图可以清晰看到,前舱被沿中轴线划分为左半舱与右半舱两大功能区域:

左半舱为用电设备集中区:布置空滤器、低压蓄电池、发动机控制器、车身稳定装置、电子制动助力器、电机控制器等所有电气类部件

右半舱为热管理设备集中区:布置水壶、回路水泵、多通阀、换热器、冷凝器等所有带冷却液管路的热管理部件

这种「左电右水」的布局,最直接的收益是提升高压安全:热管理管路一旦发生漏液,液体不会波及高压与低压电气部件,从空间层面规避了短路风险。同时同类部件集中布置,大幅缩短了电气线束与冷却管路的长度,既降低物料成本,也减少了管路压降与线束损耗,提升系统整体效率。

2.2左半舱:立体分层的安全设计

从下图可以看到,左半舱没有采用平铺式布局,而是做了前后分层、上下空间复用的立体设计:

前后方向的碰撞防护:空滤器布置在最前端,蓄电池位于空滤后方,且至少部分被空滤遮挡。车辆发生前部碰撞时,空滤器可通过自身溃缩吸收冲击能量,对后方的蓄电池形成缓冲保护,降低电池受冲击形变的风险。

竖直方向的空间复用:蓄电池直接布置在左悬置的正上方,同时与车身结构相连。这种设计充分利用了悬置上方的闲置空间,提升了前舱垂直方向的空间利用率;同时蓄电池的质量还能提升左悬置的动刚度,辅助优化整车NVH表现。

控制器的后置避让:发动机控制器布置在左半舱后部靠近前围板的位置,既缩短了与乘员舱的线束连接长度,也远离了前部碰撞变形区,同时与右侧热管理区域保持最大间距,进一步提升电气件的安全冗余。

2.3 右半舱:高度集成的热管理域

从下图可以看到,右半舱的热管理系统采用了「集成模块+前置换热」的紧凑布局:

核心的热管理集成模块将水壶、双回路水泵、多通阀等核心阀件高度集成,替代了传统分散布置的方案,大幅减少了外部管路数量与接口数量,从源头降低了漏液风险,也缩小了整体体积。电池换热器、水冷冷凝器等换热部件,则布置在集成模块的正前方,就近接入接口,最大限度缩短冷却管路长度,同时靠前的位置也便于对接前端冷却模块,提升换热效率。

针对增程器专属的冷却回路,水水换热器与三通比例阀共同布置在前舱后舱壁的前围横梁上。这种边缘布置方案完全避让开前舱中部的动力总成核心区域,不占用宝贵的核心布置空间,也便于管路沿舱壁布设,减少与其他系统的干涉;同时前围横梁的高刚性也能为部件提供稳定的安装基础,降低运行振动。

3、后驱同轴电驱的空间哲学

澎程N90 Max的后驱采用北汽海纳川供应的同轴异步电驱,峰值功率100kW。这套电驱没有单纯追求功率参数,而是把核心发力点放在了极致的空间集成度与维护便利性上,也是整车实现298mm纯平地板的重要支撑。

3.1 三腔室分层布局

传统同轴电驱通常将控制器布置在电机轴向端部,拆装维护必须拆解整个传动系统,工时成本高;同时轴向尺寸过长,也会挤占后桥横向空间。

这套海纳川方案(仅专利,非实车)采用了竖直分层的三腔壳体设计:水平方向并排布置电机腔与减速差速腔,电机腔的正上方独立设置控制器腔,开启顶部盖板即可直接拆装控制器。

这种设计解决了传统同轴电驱的维护难题,控制器无需为避让半轴做异形设计,加工工艺更简单,售后维修时无需拆解电机与减速器,大幅降低了维修难度与工时成本。

3.2 半轴贯穿式同轴设计

这套电驱最核心的机械设计,是「半轴贯穿电机中空转轴」的同轴结构。电机的转轴为中空设计,第一半轴直接穿过电机转轴内部,动力从电机转轴输出后,经过两级齿轮减速、差速器扭矩分配,最终传递到左右半轴驱动车轮。

这种结构在空间布置上相比传统分立式电驱、普通平行轴电驱有显著优势:

一是轴向尺寸大幅缩短。半轴与电机轴向重叠布置,省去了传统电驱「电机本体 + 减速器」前后串联的冗余轴向长度,能够让出更多后桥横向空间。既可以布置更宽的电池包来提升续航,也为后排纯平地板、悬架行程预留了充足空间,是整车实现 298mm 纯平地板厚度的核心支撑。

二是径向结构规整,整车适配性更强。控制器上置而非侧置,让电驱总成的径向轮廓更紧凑,不会额外挤占左右两侧的悬架、轮边空间,便于整车后桥的布局适配,也能更好地避让底盘纵梁与副车架结构。

三是集成度高,减少外围空间占用。电机、减速器、控制器深度集成在同一壳体内,省去了外部高压线束、连接法兰、外接冷却管路等部件,进一步压缩了电驱总成的整体占用空间,也降低了周边部件的布置难度。

3.3 异步电机选型考量

后驱选用异步感应电机,是针对增程车型工况的精准选择。永磁同步电机在高速滑行时会产生较强的反电动势,带来额外的拖曳损耗;而异步电机在不需要动力时可以完全退磁,实现零损耗自由滑行。在增程车型常用的高速巡航工况下,后驱异步电机可以停机解耦,仅靠前驱高效工作,有效降低高速能耗,提升续航表现。配合前桥高性能永磁同步电机,整套四驱系统可以在低速大负荷时双电机输出动力,高速巡航时前驱主效、后驱无感脱离,兼顾性能与能效。

4、Flyback 重构低压供电

新能源车的静置亏电始终是行业共性问题。车辆休眠时,防盗系统、T-BOX 网联模块、哨兵模式、车身唤醒电路等常电负载持续消耗 12V 低压蓄电池电量,长期浅充浅放会大幅缩短电池寿命,长时间静置极易出现亏电无法启动的问题。若为了补电频繁唤醒整车大功率 DCDC,又会因轻载效率过低造成高压电量的无效损耗。

小功率隔离反激(Flyback)电源正是针对这一场景而生,它直接从高压动力电池取电,专为休眠低功耗负载供电,已是行业内成熟的技术路线,特斯拉、安波福均有对应的量产落地方案。小米在此基础上进一步优化架构,将反激电路与整车配电系统深度融合,构建了一套分级供电的完整方案。

4.1 行业成熟应用:特斯拉与安波福的方案路径

特斯拉 Model 3 率先在 BMS 控制板上集成了高压隔离反激电源模块,靠近高压连接器布置,直接从高压电池 PACK 取电。该方案采用车规级 UCC28730-Q1 反激控制芯片,通过辅助绕组实现反馈调节,无需光耦器件,结构精简可靠。

其变压器采用一路输入、三路输出设计:一路输出为 BMU 主板 12V 系统供电,一路为高压侧分流器采样电路供电,第三路用于辅助反馈。为提升供电可靠性,负端设计了 PACK 负极与 PACK 中间点双返回路径,形成冗余备份,单一路径断开时电路仍可正常工作。这套方案让 BMS 系统完全独立于外部 12V 低压蓄电池,即使外接低压电瓶断开,控制板也能直接从高压取电保持带电工作,保障了高压系统管理的独立性与安全性。

安波福则推出了电池包内嵌式 Micro DCDC 方案,本质是面向小功率常电场景的集成化隔离供电方案。该产品额定功率 300W,支持 380V-960V 超宽高压输入,可同时覆盖 400V 与 800V 电压平台,专门针对辅助驾驶备用电源、哨兵模式、低压电池智能补电、车载冰箱、BMS 供电等场景设计。

它的核心优势是极致的低功耗设计:高压侧待机电流小于 5mA,关断状态漏电流小于 300μA,远低于传统大功率 DCDC。相比于外挂式主 DCDC,它直接集成在电池包内部,高压走线更短、损耗更低,可完全独立于主 DCDC 工作,同时支持 OTA 升级与全维度故障保护,功能安全等级达到 ASIL B,是当前行业内小功率常电供电的主流集成方案。

4.2 对比主高压 DCDC 的核心优势

车载主 DCDC 负责车辆上电后的全负载供电,功率通常在千瓦级,面向的是整车用电的峰值工况;而 Flyback 反激电源是小功率专属支路,二者定位不同,在休眠静置场景下优势差异显著:

第一,工况匹配度高,轻载转换效率优势明显。主 DCDC 为满负载效率优化,在几十瓦到上百瓦的休眠轻载工况下,开关损耗、驱动损耗占比大幅提升,转换效率往往不足 70%;而反激电源功率等级与休眠负载精准匹配(通常 100-200W),拓扑结构简单,轻载下仍能保持较高转换效率。对应到实车表现,就是哨兵模式每晚续航损耗不足 5km,车载冰箱 24 小时冷藏仅耗电 0.72 度,长期静置的能耗优势会被持续放大。

第二,静态待机功耗极低,降低空载无效损耗。大功率主 DCDC 的控制电路、驱动电路、辅助电源结构复杂,待机时自身功耗就达到数瓦甚至十几瓦;而反激电源元器件少、架构精简,待机功耗可控制在毫瓦级,关断状态下漏电流仅微安级,几乎不消耗高压电池电量。

第三,架构冗余度更高,故障隔离性强。传统单 DCDC 架构下,若主 DCDC 故障或低压蓄电池亏电,整车常电功能会直接失效;而反激支路与主 DCDC 支路相互独立,形成双电源冗余,单一路径故障时,另一路径可兜底保障关键负载供电,提升整车低压供电的可靠性。同时反激拓扑天然具备电气隔离特性,高压侧与低压侧通过磁场耦合,无直接电气连接,绝缘安全等级更高。

第四,延长低压电池寿命,实现降本减重。传统架构中低压电池需要兼顾启动、休眠供电、峰值补能,容量选型偏大;反激支路承担了全部休眠供电需求后,低压电池仅作为峰值补能与备用电源,放电深度大幅降低,循环寿命显著提升。同时整车可匹配更小容量的低压蓄电池,降低成本的同时减轻整车重量。

4.3 小米专利的分级供电架构设计

小米在专利中提出的车辆配电系统,没有止步于单一反激模块,而是构建了一套「双支路分级供电 + 电压梯度无感知切换」的完整低压供电架构。

①双支路分级供电拓扑

结合下图,这套配电系统采用了「主辅双支路」的分级架构,分别对应车辆的两种核心工况:

主供电支路(上电工况):动力电池→第二DC-DC转换器→第二设备(整车上电负载)+ 低压蓄电池。这是车辆上电行驶时的主力供电回路,同时负责给低压电池充电。

休眠供电支路(静置工况):动力电池→反激(Flyback)电路→第一DC-DC转换器→第一设备(休眠常电负载)。车辆下高压休眠时,该支路独立工作,直接从高压动力电池取电,为休眠负载供电。

两套支路共同接入第一DC-DC的前端,形成冗余供电架构,既保证了工况切换的平顺性,也实现了故障状态下的互为备份。

②电压梯度设计

为了实现休眠工况下优先由反激支路供电、低压电池仅做备用,这套系统设计了三级电压梯度:

反激电路输出电压 > 低压蓄电池额定电压 > 第一DC-DC输出电压

通过天然的电压差,反激电路正常工作时会优先承担负载供电,低压电池处于浮充备用状态,几乎不放电;只有当反激输出能力不足,或负载功率瞬时超出范围时,低压电池才会被动补能,全程无需复杂的逻辑切换,实现无感知过渡。

配合多级开关管控,整套系统可以实现全工况的灵活调度:整车休眠时仅接通反激支路,主 DCDC 完全断电;整车上电时切换为主 DCDC 供电,反激支路退出工作;异常工况下自动切换低压电池补能,电压过低时自动唤醒高压系统充电。

根据专利公开的参数,反激电路功率覆盖整车休眠电流需求(2A以内),功率等级在200W以内,完全匹配休眠工况的低功耗需求,同时自身的待机损耗也控制在极低水平。

因此,这套架构从根源上降低了低压蓄电池的使用强度,不仅能延长电池使用寿命、支持更小容量的低压电池选型,还能大幅延长车辆静置停放的可靠时长,是昆仑超级增程在用户感知不强的底层架构上做的深度优化。

总结

从左电右水的前舱布局,到同轴集成的后驱电驱,再到直击行业问题的Flyback休眠供电,小米澎程N90 Max的高压系统没有堆砌单一的参数亮点,而是从整车架构层面做了系统性的优化。

这背后既有小米汽车对整车电气架构的自研把控,也有对中车、北汽海纳川等优质供应链的技术整合能力。在昆仑超级增程的技术框架下,这套高压系统既支撑了性能与安全的底线,也实现了空间、效率、体验的多重平衡,也让我们看到了小米在整车核心技术上的持续深耕。


编辑于 2026-08-05 · 著作权归作者所有
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