年初的拉斯维加斯消费电子展上,宁德时代展现出了高调的跨界姿态,展出了一款几乎只差铁皮的预制车,这款车是加入了方向盘的滑板底盘。
宁德时代成立了底盘开发子公司时代智能,这件事构成了其背景。宁德时代提出底盘设计应当“Build around battery”,并且推出了磐石底盘。
滑板底盘并非是一个新鲜的词汇,也没有极为明确的标准。然而,有一个核心的标尺,那就是上下车体能够解耦,并且可以进行平行开发。也就是说,底盘能够直接上路行驶,就如同这个哥们那般。
2002 年,通用发布了氢能源概念车 Autonomy,滑板底盘的概念开始出现。Autonomy 运用了线控技术和轮毂电机,其关键零部件被封装在如同滑板的底盘之中。如此一来,上下车体能够分别进行开发,车辆研发的生产成本得到了大幅度的降低。
GM Autonomy概念车平台
电动车迅速普及之前,燃油车的技术路线已经稳定运行了数十年。正因如此,百年车企都习惯于居安思危,并且大力投资于新技术的基础研究。
老牌列强在电动化时代显得踉踉跄跄,而第一个将滑板底盘推向舞台中央的,是一个意料之外却又情理之中的名字,那就是特斯拉。
理工男暴打艺术家
2007 年,马斯克邀请了曾设计过宝马 Z8 和阿斯顿·马丁 DB9 的设计师亨瑞克·菲斯克。他希望 Model S 能够具备和阿斯顿·马丁一样流畅的车身线条。然而,菲斯克的设计草图却让马斯克感到非常失望。
看起来就像四个轮子上顶了个蛋[3]。
艺术家与理工男分道扬镳,菲斯克效仿苹果设计师乔纳森·伊夫选择离职单干,创建了电动车公司 Fisker,他成为了马斯克“最为痛恨的男人之一”,两人的关系由雇主和员工转变为原告和被告。
Fisker 最终遭受了巨大亏损并破产。马斯克收购推特之后,菲斯克悄悄地注销了他的个人账号。
亨瑞克·菲斯克(Henrik Fisker),以及 Fisker 公司的首款车。
但话得说回来,把车做成像蛋的样子,不能完全让设计师来承担责任。核心的问题还是出现在底盘这方面。
Model S 起初打算延续 Roadster 的研发思路,采用油改电平台先将就一下。Roadster 是以 Lotus Elise 底盘为基础进行改造的,它不但将轴距拉长,为中置电池包留出了空间,而且在座椅后方还放置了一块电池包,这样才勉强达到了足够的续航里程。
经过缝缝补补,Roadster 最终仅保留了 Elise 约 6%的零部件。与从头开始设计相比,这种削足适履的方式成本明显更高,而且得到的是一个充满妥协的结果。
马斯克对“妥协”一词极为反感。在与菲斯克分道扬镳之后,特斯拉深刻反思,邀请来了设计师弗朗茨·冯·霍兹豪森。特斯拉重新设计了 Model S 的底盘,其中关键的一步是将电池包做薄,并且尽可能地将其集成在底盘之中。
这个设计思路呈现出了滑板底盘的初始模样。冯·霍兹豪森曾说:“Model S 的架构与滑板极为相似。其车身底板是由电池组构成的,电机被放置在后轮之间。在这之上,全部都是可供利用的机会空间。”
Model S 可算是滑板底盘产业化的首次尝试。它展现出了底盘集成电池的优势,即能够降低重心,并且在近似扁平的底盘上营造出更多的车内空间。
滑板底盘是一个宽泛的概念。老头乐可以被称作“电动车”,Model S 也可以被称作“电动车”。而“三高”,也就是高集成化、高标准化、高智能化,始终是关键所在。
理想状态下,滑板底盘具备集成三电、热管理、悬架、制动、转向等模块的能力。它支持上下车体进行独立开发,并且可以分别进行迭代。同一个底盘,若装上卡宴的壳子,就会变成卡宴;若装上途锐的壳子,就会变成途锐。
滑板底盘能够使汽车生产实现“模块化”,即一个底盘可以复制出多个车型。因为底盘能够进行标准化生产,所以研发成本会大幅度降低。
马斯克虽然不懂造电池,但在系统集成设计上一直是行业教科书。
2018 年,工程咨询公司 Munro & Associates 完成了对 Model 3 的拆解。之后,他们对 Model 3 的底盘设计表达了深深的赞叹。该团队后来还进行了全球首次拆解 4680 电池的行动,并且成为了分享特斯拉降本秘密的重要人物。
《福布斯》得出过这样一个结论:特斯拉在同一辆车上既展现出了才华,又暴露出了无能。意思是特斯拉的技术能力较为突出,然而其生产工艺还需要进一步提升,马总的初衷是好的,但却被生产线上那些粗糙的工人给执行坏了。
Munro & Associates 的 CEO Sandy Munro 身为内行,对特斯拉是爱得深沉且责备严厉。他亲自邮寄了一份有着 227 项改进建议的清单,这份清单得到了马斯克的高度重视。在该清单里,Sandy Munro 将矛头指向了电池包。
特斯拉将电池放置于底部,这使得整辆车的重量增加了,成本也提高了,然而并没有获得太多的益处。
某种程度上,这也为特斯拉抛弃滑板底盘埋下了伏笔。
串联的大饼
2020 年,特斯拉举办了一届“电池日”,这是迄今唯一的一届。因为众所周知的缘故,这场发布会相较于原定时间被推迟了 5 个月。并且,现场参会者只能坐在车内进行观看。
在在线的直播入口处,全球差不多有百万观众亲眼目睹了画饼仙人马斯克所施展的一套“连环饼”。这套“连环饼”包括量产 4680 电芯,接着降低电池价格,然后推出廉价车型,最终达成 2030 年 2000 万的销量。
2022年电池日现场,大家都在车里看
电池日上公开的 4680 电池与 CTC(Cell to Chassis)方案,是一连串大饼的第一步。
马斯克称,借助 4680 电芯以及“新装配工艺”,能够使续航提升 54%,并且每千瓦时电池成本降低 56%。
所谓“新装配工艺”指的是 CTC 方案。其简单含义是将电芯直接装入底盘,使得电池包与车身底板融为一体,电池成为车身的结构件,这种做法与滑板底盘高度集成的思路是相契合的。
马斯克拿燃料箱融于机翼,来解释CTC方案
通常来讲,电池能够拆解成“电芯 - 模组 - 电池包”这样的三层结构。首先,电芯需要先被打包成模组,接着再把模组打包成完整的电池包。以马斯克的第一性原理来进行评价的话,那就是在思考“为什么一定要把一个盒子放进另一个盒子里呢?”
初代 Model S 的底盘设计主要是对电池包的厚度进行了压缩。CTC 方案的关键在于去除模组和电池包,使底盘能够成为电池包,以此达到降低成本的目的。
马斯克规划下,CTC 与一体压铸相配合,单车能够节省 370 个零部件,并且车身可减重 10%。
安装椅子的横梁直接焊在Model Y电池上盖上
特斯拉采用了滑板底盘的思路,然而并未采用滑板底盘的目的。
滑板底盘的核心作用在于能够通过一个底盘复制出多个车型。当车企生产的车型数量增多时,规模效应就会越发明显。正因如此,滑板底盘更适宜像比亚迪或大众这样规模庞大且产品线多元的车企。
2016 年,马斯克表明,特斯拉会依据 Model X 底盘来打造微型巴士以及太空巴士等一系列新车。然而,随着时间的推移,推特上那些陈旧的话题逐渐被市场所遗忘,目前特斯拉接近 180 万辆的销量基本上仅仅依靠两款车来实现覆盖。
这种情况下,特斯拉将滑板底盘设计思路的应用目标进行了改变。原本是为了降低多款车型的生产成本,而现在变成了降低一款车型的生产成本。
特斯拉为了这个目的选择从电池入手,借鉴了滑板底盘的思路,从而形成了 CTC 方案,也就是“特斯拉特色的滑板底盘”。
2020 年的电池日后,马斯克的重心开始逐渐转向人工智能。汽车生产方面,廉价车型一直未能顺利产出。原本设定的 2000 万年销量目标,也在影响力报告中悄然不见了踪影。
去年股东大会期间,当面对 4680 电池量产的相关问题时,马斯克称在一年前的那个时空我们取得了胜利。具体而言,当前特斯拉 4680 电芯的成本比供应商的要高,然而却低于一年前供应商的成本。
摩根士丹利的报告中提出了“特斯拉还是一家车企吗”这样的灵魂拷问[6]。在这一过程中,滑板底盘的接力棒被宁德时代悄悄地接了过去。
不计成本的护城河
2020 年 8 月,宁德时代的董事长曾毓群参加了中国汽车蓝皮书论坛。他表示:“我们正在对一种新的电池集成技术进行研究。这种技术能够把电池直接安装在电动车的底盘之上。”
一年后,时代智能成立了“磐石底盘”的开发商。去年年底发布的磐石底盘与特斯拉的 CTC 方案相比,已经非常接近“预制车”了。它实现了底盘与车身的解耦,只要装上壳子就可以上路行驶。
他的说法是,以滑板底盘为基础,车企能够在 18 个月的时间内开发出一款新车,并且成本或许仅仅是自行开发底盘费用的三分之一。
去年4月亮相北京车展的CIIC底盘(滑板底盘)
滑板底盘存在两个潜在的市场空间。其一,对于成本高度敏感的廉价车型生产商而言;其二,倘若汽车的附加值逐渐向以自动驾驶系统为代表的软件转移,那么车企或许会把一些动力环节交给供应商。
宁德时代虽然和特斯拉一样能够降低成本,但其目的或许更加简单直接,那就是卖电池。
电池在功能性方面存在差异。不管它有多少优点,能够打动车企的核心因素始终是成本。因为电池能量密度的提升速度越来越稳定,所以二线电池厂与宁德时代的差距在逐渐缩小。
在这样的情形下,车企具备极为强烈的动力去引进第二供应商。并且在行业进行出清整合阶段所展开的价格战里,这种意愿会变得更为强烈。
过去一年里,宁德时代的市场份额提升幅度未达 2%。与此同时,贴近性价比市场的磷酸铁锂电池,其在装车量大盘中的占比提升到了 70%。然而,宁德时代的份额却从 2021 年的 50%下降到了 37%。
在这种情况下,宁德时代的策略为强化自身与整车厂的利益捆绑。例如把麒麟、神行等高端产品线进行“品牌化”,这是在该战略语境中产生的结果。
滑板底盘是对汽车生产环节的一种深度介入。通常情况下,车企更愿意让电池厂商充当纯粹的供应商,同时自己尽量多地掌控生产环节,就如同早年特斯拉与松下之间的那种关系。
滑板底盘意味着供应商对车企有“反向兼容”的情况:车企若将系统集成工作完全交给供应商,那就意味着车型的各项功能指标,必须依据供应商提供的总成来进行对应开发,这样一来,差异化空间就会大幅度减小。
联发科在 2004 年推出了一个类似的方案,即“交钥匙”方案。通过在芯片上集成多媒体、基带和操作系统,手机生产商的核心工作发生了变化,从研发变成了“换壳”。
在短短几年的时间里,手机形成了由采购和组装这两个环节构成的产业。在智能机即将问世的时候,联发科的出货量超过了高通,从而成为了全球第一大手机芯片厂商。
宁德时代而言,若电池长期占据电动车约 40%的成本,那么不论花费多大代价去为这座堡垒挖掘护城河,显然都是值得的。
如果底盘最终变成了标准化且模块化的部件,那么博世在电动车时代就会即将出现。然而,那些在惨烈的淘汰过程中存活下来的车企,还会愿意拥戴一个新的王者吗?
参考资料
对话 IRF 以及宁德时代智能科技:在 AI 范式之下的“速度与激情”,钛媒体
EV 滑板底盘的历史,《汽车新闻》
[3] 埃隆·马斯克传,沃尔特·艾萨克森
[5] 宁王布局新赛道,悄悄酝酿一场革命,车百智库
[7] 马尔乔内:最会赚钱的汽车圈“外来者” ,第一财经
[8] 宁德时代下一步要实现电芯与底盘集成,电车汇
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