決戰(zhàn)電動汽車不僅靠電池 發(fā)電機/輕量化技術也可以
1908年,當福特第一臺T型車開下生產線時,宣告了汽車從此正式走向了市場化。當時的美國《Time》雜志這樣評價道:“這就像全世界裝上了輪子,有了汽車,人們能居住在郊外,并到城市工作。”美國人還說:“沒有T型車,也就沒有如今的美國中產階級。”而無論如何,T型車所采用的流水線生產方式,不僅僅產出了汽車,也是一個時代的開始,同時改變了人類的出行方式。而一百多年后的今天,汽車產業(yè)正在發(fā)生第二次變革,電能將取代石油,而這次變革解決的卻不是人類的出行方式,主角變成了汽車本身。
電動汽車發(fā)展的核心問題是,要做到不改變人類出行方式和接受能力的前提下,提供以電動替代石油驅動汽車行駛的解決方案。要滿足以上要求,必須做到如下四點。
1.可靠性需要大于或等于傳統(tǒng)汽車;
2.續(xù)航里程必須大于或等于傳統(tǒng)汽車;
3.售價不能高于目前傳統(tǒng)汽車;
4.不能讓使用者產生里程焦慮。
單說第一點,理論上電動車由于只需要電池組、電機、電池管理系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、車身、內飾本體等部件;因此其整車結構甚至相比傳統(tǒng)燃油汽車更加簡單,它甚至不再需要變速箱,僅靠電機調速即可以實現變速。
所以,電動車一旦實現規(guī)模量產,其使用、維修甚至相比傳統(tǒng)汽車更加方便,而由于結構簡單,相對產生問題的機率也會隨著技術手段的日漸成熟而進一步降低,變得越來越靠譜。
而除了可靠性之外,電動車在續(xù)航里程、售價、里程焦慮這三方面,仍然存在技術瓶頸,而這個瓶頸毫無疑問是電池。那么在電池技術短期之內無法突破蓄電瓶頸的前提下,廠家就必須通過其它成熟的技術手段,來最大限度擴充電動汽車的續(xù)航里程。
其實電池對于電動汽車來說,等同于傳統(tǒng)汽車中的汽油,汽油是將熱能轉化為動能,而電動車則是將電能轉化為動能,能源屬性不同,但原理相同。因此,汽車廠家在未來未必需要真正制造電池,因為這本身就不是汽車廠家的強項。打個比方,你讓一個主機廠現在去做中石油要干的事情,合理嗎?
當然,傳統(tǒng)汽車廠商掌握電池技術也不是什么壞事,但在資本市場,完全可以通過資本手段去實現(比如直接并購一個,這種案例在汽車界,十個手指數不過來),而未必直接參與其中,這樣的時間成本要遠高于資金成本的投入,戰(zhàn)線拉得過長,則失去了最佳的切入時機。
由此我們會進一步引申出一個問題,即如果不做電池,那什么才是傳統(tǒng)汽車廠商最應該去做的?
發(fā)電機技術
要討論清楚這個問題,我們還是要回到電動車結構本身。我們之前說過,電能相當于汽油,那么將電能轉換為動能的電機,則相當于傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機。因此電機的性能,很大程度上決定了電動車的性能。因此,電動機的完全自主知識產權,作為汽車主機廠,是應該牢牢地掌握在自己手里的。尤其對于強調高性能的汽車品牌,尤其如此。
永磁同步電機
根據所有我所能查到的資料,在強調運動性能的豪華品牌中,目前只有寶馬對自家車型上搭載的“eDrive混合式同步電動機”擁有完全自主知識產權,而這款電動機目前就被搭載到了已經量產并正式推向民用市場的BMWi3和i8上。
BMW X5 xDrive40e底盤結構
而就在最近,寶馬邀請全球媒體,在德國慕尼黑試駕了其全新寶馬X5插電式混合動力汽車,這款插電式混合動力車型采用的則同樣是完全擁有自主知識產權的“eDrive混合式同步電動機”。這可以看做是寶馬在BMWi品牌上積累的技術下放所得。
輕量化技術
除了電動機以外,另一個值得傳統(tǒng)汽車廠商去探索的領域則是整車輕量化設計。在這方面,德系ABB三大品牌都有各自的“大招”。
奧迪和奔馳目前主要推崇鋁制車身技術。尤其是奧迪,近些年推出了搭載在A8上的全鋁車身技術,使整車質量大幅度下降。作為與奧迪quattro齊名的科技,全鋁車身除了能夠大幅度降低車身重量外,其強度在經過精密加工成型后,甚至相比鋼材更高。
奧迪全鋁車身
然而相比鋁,碳纖維材料則擁有更多的優(yōu)點。第一,碳纖維復合材料的機械性能優(yōu)于金屬材料,其抗拉強度是普通鋼材的4~5倍,剛度是普通鋼材的3~4倍;第二,碳纖維相比鋁更輕,而剛性卻和鋁基本一致,這也是鐵的事實。
因此,早在2009年,寶馬集團就與德國西格里集團共同成立合資公司,生產專用于汽車工業(yè)的碳纖維材質和碳纖維織物,并在美國華盛頓州建立工廠專門用作生產。
的確,從目前的技術結構上考量,還沒有一種材料能像碳纖維一樣,在輕量化車身結構、穩(wěn)定性與安全性方面能夠與碳纖維媲美。不過碳纖維也不是無懈可擊,它也有弱點,這就是價格。
目前由于碳纖維的使用范圍仍然有限,因此價格相比普通汽車車身材料要高出數倍。不過寶馬給出的解決方案是:
首先通過優(yōu)化流程來提升效率。由于碳纖維無法像鋼、鋁一樣回爐再利用,因此在生產過程中容易造成材料浪費。而通過經驗積累以及流程優(yōu)化,寶馬則可以提升材料的利用率。
其次是規(guī)模化應用。隨著寶馬在美國的碳纖維超級工廠的進一步發(fā)展,這家投資額達2億元的工廠,中期產能可達到9000噸/年,占全球碳纖維年需求的20%。因此,達到經濟規(guī)模后的寶馬碳纖維工廠,對于進一步降低碳纖維的生產成本有足夠信心。
正因為如此,我們看到的第一款這正意義上走進民用市場的全碳纖維車身車型寶馬i3和i8如期而至。相比其它品牌的純電動汽車,寶馬i3和i8最大的特點是采用了全電動車設計方案,即不再原有車型上開發(fā)改進而生產電動車。而要想做到這點,殷實技術積累和出色的成本控制這兩方面缺一不可。[!--empirenews.page--]
正如我在寶馬萊比錫工廠所看到的,一個身材柔弱的東方女性,用雙手輕松舉起了寶馬i3的半個車身。而這,則是汽車工業(yè)的又一次革命。
電動汽車需要攻關的瓶頸還有很多,而正如我們在文章前面所說的,傳統(tǒng)汽車廠商并不一定需要過于聚焦電池的研發(fā),但參與進去是非常必要的,無論是合作開發(fā),還是資本占有,皆可。而車身輕量化、電動機,甚至是BMS(Battery management system),則是目前傳統(tǒng)汽車廠家更需要去做的。所以,《決戰(zhàn)電動車,不僅靠電池》這個標題,在這種背景下讀起來,會比你剛看到它順耳很多。