蔚来第二代换电站背后的故事

　　4月15日，北京中石化朝英站现场，当斌哥和中石化董事长张玉卓开着新ES8从换电站驶出，现场的伙伴们都长长地舒了口气。对于一些小伙伴来说，长达两个多月的高压生活结束了，对于另一些小伙伴，今年的挑战才刚刚开始。当天早晨，我专程从酒店跑到二代站现场，不仅仅是一大早看下现场的准备情况，也给自己一个小小的仪式感。这是一个小节点，作为一个里程碑记录下来，才能更好地出发。
　　第二代换电站的诞生
　　第一批换电站落地之后，团队就想做个更好的成本更低的换电站，但竟然一直等到2020年初，当时的NIO刚刚走出ICU，才开始真正启动二代站研发。二代站的概念方案诞生于疫情期间的线上会议，有过一个很fancy的名字：magic cube。当时我们希望它体积小，易落地，易组装，成本低，最关键的是体验要好，整个过程要让用户不下车就完成换电。
　　二代站从8个仓位开始，虽然设计换电站是NIO Power产品开发工程师们的拿手好戏，但是要做一个体验好、成本低、可靠性高的换电站，相当于攀登产品工程设计的珠穆朗玛。整个2020年前两个季度，概念设计初步定好之后，大家对成本的细节打磨抠到了一根型材，一个传感器。终于在8月底，第一台组装起来的＂样站＂出炉了。
　　不幸的是，这个＂样站＂有点先天不足。大家初期采用更轻便更灵活的货叉搬运电池方案，成本也更低，但是由于我们的电池大且重，货叉变形，无法保证电池正常入仓。
　　9月初斌哥及力洪来工厂参观这个尚不能完整完成换电过程的＂样站＂时，引导大家思考四年五年后用户需要怎样的换电站？怎样的换电站是最经济高效的？这无疑是二代换电站历史上的＂遵义会议＂，高级研发总监 @杨潮 带领团队一起讨论，在有限的空间里挖掘极限，决定将电池仓增加至13仓。
　　此时项目距离量产日期还有不到六个月，增加电池仓意味着大家前期的一些成果会被抛弃，从头再来！面对压力，从项目经理到工程师，全部破釜沉舟，挺身而出。大家制定了精确的计划，承担了超额的任务，巧妙地复用已有的设计，同时持续创新。快拼结构设计，柔性换电平台，运动部件不暴露设计，三米多高6-7层的电池仓要保证1mm的水电接头定位误差，还有庞大而逻辑清晰的软件架构，为无人值守作出的预埋设计，AI算法……，短短两个月后，11月中旬，第二台样机下线，这是一台真正意义上的＂二代换电站＂。
　　自动泊车换电的长征
　　与此同时，自动泊车换电也再一次提上日程。因为想让用户换电过程无需下车，又要保证换电站的安全，就不能让每个车主自己往里倒车（有坡道、V型槽，并不是特别容易倒）。如果能自动泊车，无论是用户体验还是安全性，都有很大提升。
　　2017年在五棵松体育馆NIO DAY，我们就进行了车内无人的自动泊车换电过程概念演示，引起了巨大的轰动，从那时起，自动泊车换电，就成了团队念念不忘的目标。2019年，换电站数量达到了123座，运营体系渐渐稳定下来，那时打算启动换电站的自动泊车。但一代站举升高度高，用户需要下车，自动泊车的体验提升有限，而且空间狭小，实施的难度也很大，犹犹豫豫中，来到了2020年，二代换电站的立项，将自动泊车换电正式提上日程。
　　换电站自动泊车主要有三个难点：
　　1. 出于防水浸等需求，换电站平台的前方坡度不能取消，无法与地面完全齐平，换电平台上还有深度达20厘米的V型槽、整个平台的长度与车长相当，要实现人工平衡倒入，对于＂电门＂的力度控制，要求非常之高。我们要把这个过程交给自动驾驶来实现。
　　2. 目前车上搭载的环视摄像头，对平面上标记的感知及位置计算是有足够能力的，但一旦需要摄像头识别坡道上的标记，支撑算法的算力就会有一点捉襟见肘，需要团队找到一个创新的感知方案，去计算轨迹，引导车辆停到正确的换电位置。
　　3. 自动泊车方案需要相对固定的参数输入，比如平台多宽，V型槽多宽，坡道的坡度是多少。但二代换电站也在同步开发，这些基本的参数，既关键，又在不断变化，也给自动泊车的开发测试带来了挑战。
　　回想去年此时，这个关于自动泊车换电的长征是否能如期胜利走到终点，还是一个未知数。不过，既然出发，就得风雨兼程！最初我们计划在6月进行自动泊车的最终测试，7月上线，此前暂时由专员倒入。但这势必会影响用户初期使用二代换电站的体验，在2月22日，斌哥力洪到生产基地测试实站现场体验、并在亲自体验过自驾倒车进站的过程后，决定为了二代站的全新亮相和更好的用户体验，要同步上线自动泊车功能。经过蔚来产品掌门人 @Mark Zhou 、体验和产品团队的快速推进，攻坚项目组夜以继日的加班加点，各种联调测试，终于将自动泊车换电功能提前2个多月、与二代站的发布同期上线！
　　一键换电及数字座舱的用户体验
　　用户不下车，在车内一键启动换电，是我们想赋予用户的科技感体验。相比无人零售以及类似的自助洗车服务，用户不需要手机扫码，不需要提前支付，也不需要设置，用户坐在车内等待2~3分钟，即可满电出发。
　　概念非常美好，现实却异常骨感。最大的挑战来自于换电过程中用户行为的不确定因素。这一点，蔚来汽车质量的掌门人沈峰反复强调，一定要保证100%的用户安全。
　　换电平台的安全性一直是基本设计准则之一，我们希望在换电设备运动的任何一个阶段，平台表面都没有无防护的运动机械部件，用户及车内乘员在任何时间点打开车门下车，都处于绝对安全的状态，我们把所有的移动部件都藏在车辆投影面积下，即车底。但是这样是否就绝对安全了呢?答案也是否定的，正常的成年用户，这样的设计足够安全，但是如果是没有危险意识的小孩，或者宠物，出于好奇钻入车底，同样会有安全隐患。
　　因此车辆工程师和站端软件工程师设计了＂双重安全防护机制＂，第一重防护即车门开启联动；第二重防护即3D视觉识别虚拟屏障。车门一旦开启，车辆将在1s内发送开门信号给换电站中央处理器，设备做到1s内停机，保证人员安全；换电平台的4个智能摄像头，将视频流通过站内网络实时传送到站端中央处理器，通过数十万帧人类图像的机器学习训练的算法判断工作区域内是否出现人员，一经判定设备将立刻停止运动，从而防止站外人员误入工作区域，发生危及安全的事故。
　　此外，如何让交互变得简单，即使是第一次来的用户也能轻松掌握，是数字座舱团队最关注的问题，体验/产品经理和开发团队一起，打磨细节，对每个交互，每个按钮，每张渲染图，每句文案，都力求简洁明确，逻辑清晰为了增加交互触达的效果，除了中控屏的交互，还精心设计了Nomi的对白，似乎是一个小伙伴在适时地提醒用户。
　　设计驱动的换电站外观
　　每个第一眼见到蔚来换电站的用户，都会感受到蔚来设计的质感和品牌秉承的设计驱动的理念。甚至连很多换电站场站的业主方，都对换电站的落地非常欢迎，觉得新添了一道靓丽的风景，是对新能源科技的拥抱。
　　第二代换电站产品外观设计由NIO设计团队负责，从换电用户体验旅程出发，从外形，内饰，材质，颜色，灯光，用户车辆动线等各个角度打磨设计概念，为了延续蔚来汽车给用户带来的＂一辆有温度的智能电动车＂的感受，换电站的外观产品设计也希望带给用户安心,温暖,智能的设计感受。
　　设计团队和NIO Power团队密切讨论，着力寻找设计、体验、成本与工程实现的平衡点。结合用户对于换电体验的反馈，大家一起产出了十多个初步方案。
　　在10余版概念草图中，设计团队和NIO Power工业设计团队密切讨论，着力寻找设计、体验、成本与工程实现的平衡点。2020年9月，在进入最终选择的3款造型中，评审专家们选择了＂Embrace＂方案，设计理念来自于双手环抱交叉的形式＂双C交叉＂，凸显产品的可靠与值得信赖的气质。这也体现了蔚来品牌形象的某种延续和一致性，大面积的亚光银色铝板，简洁的形状，柔和的线条，既呼应了一代站，站内的长幅贯穿海报和带状灯光，又为二代站带来新鲜的设计感。当爱车停入换电站时，宛如回到了汽车设计的光影室内，条形灯完美勾勒出了爱车的曲线美。
　　从左至右分别是Embrace、Carbin和Showbox，如果是你，会选择哪一款设计呢？
　　最后的冲刺
　　转眼就到了2021年2月的春节，大家的心情既兴奋又焦灼，此时，距离首批12台站量产还有40余天。大伙儿过年也早早计划好了加班，大年三十全体回家吃年夜饭，初一就回来领开工红包放鞭炮。这个时候按照计划，工程师们，工艺团队，投产团队，在进行最后的设计收尾及系统文档的整理完善归档工作，同时投入到节奏紧凑的量产准备程序中来，人员，设备，工序，物料，无一不需要紧锣密鼓地安排起来。
　　另一边，春节假期里，站车一键换电软件开发团队以及整车软件测试团队也开始了紧张的联调测试。
　　2月22日，位于生产基地的测试实站迎来了公司Team 1团队的现场验收，管理层对换电站的外观细节及功能提出了十余条严格要求。此时距离二代站正式发布仅有54天！
　　倒计时54天
　　53：自动泊车体验经理、产品经理大会，优化功能集成产品需求说明，冲刺项目计划关键节点；
　　44：优化的泊车算法方案确定；
　　38：4个泊车测试平台安装至测试车间，同步开展验证；
　　33：北京首站入场基建施工；
　　23：首台二代换电站从工厂发往北京现场；
　　16：我和斌哥前往测试车间体验自动泊车换电；
　　15：北京二代换电站设备安装完成，5辆测试车、六个不同专业团队现场联调开始；
　　4：自动泊车换电功能全流程体验验收；
　　3：首批上线站点专员现场集训，员工车主内测；
　　1：签约仪式彩排，演示车辆试跑；
　　0：全球首座蔚来中石化合作换电站正式上线，现场直播换电过程顺利完成；
　　第二代换电站全国建设的大幕正式拉开
　　转载自蔚来App@沈斐