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重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

转载时间:2022.06.22(原文发布时间:2020.09.08)
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编者按:作为一个有着愈百年历史的行业,汽车业被很多人认为是下一个要被颠覆的行业。为什么说汽车业即将要被颠覆?对这个行业产生影响的主要因素是什么?这个行业的未来趋势如何?谁会成为最后的赢家?针对这些问题,Monday Note的Frederic Filloux对对曾在Tesla就职过的法国工程师Philippe Chain进行了采访,从中我们能够一窥汽车业的未来走向。原文标题是:The car, reinvented. From scratch,为系列文章的第六篇。

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

由总部位于洛杉矶的Canoo 设计的汽车:大小与Tesla Model 3相同,但乘客量是后者的两倍

重塑汽车(一):从零开始,再造汽车

重塑汽车(二):你的下一辆车是电动的

重塑汽车(三):为什么特斯拉是全球第一的汽车制造商?

重塑汽车(四):电池供应的全球竞赛

重塑汽车(五):硅谷的软件文化写出“车轮上的代码”

划重点:

电动车会引发一场制造业革命

电动汽车设计可能导致汽车基础设施的原子化

汽车业会因此出现一场彻底的、全球性的去中心化

电动车不止于电池驱动,而是全面的电传线控

一个虚构的故事

蒙巴萨,2030年——肯尼亚已成为撒哈拉以南非洲地区汽车制造的主要玩家。在过去五年的时间里,该国在交通运输方面经历了一番跟电信一样的技术跨越。

二十年前,肯尼亚设法绕开了劳心费力的固定电话部署,直接大规模采用移动通信。此举推动了一系列服务,银行和商业服务的提振让数百万人摆脱了贫困。

而在交通运输方面,这种转变来自于电动汽车所促进的模块化架构。肯尼亚永远都不需要设立大型的装配厂才能发展自身的汽车和小型卡车行业。在蒙巴萨港口,每一个星期都会有船舶卸载无数的集装箱,里面装满了“滑板”(skateboard)——也就是作为任何汽车或小型卡车基础的有轮平台。

滑板承载的是车辆的关键部件:车架(也就是原来的车厢)、电池组、电动机、电子控制单元(ECU),制动和转向系统以及悬架(有些滑板比其他的更为先进,我们稍后再讨论)。它的样子大概像这样:

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

运抵蒙巴萨的滑板上面并没有印上像福特或大众这样的老牌汽车制造商的名字。它们全都是2010–2020年期间成立的初创公司的logo:Canoo (美国)、REE(以色列)、Rivian (美国)、OSV(意大利,美国,中国)或者Bollinger(美国)等。在蒙巴萨郊区,有一个叫做“汽车城”的工业区:那里有十几家专门从事电动汽车生产的公司,它们出品各种用途的电动车:乘用车、杂货车、食品车、校车,甚至还包括重型卡车和全地形车。这些公司设计和制造在行话里面叫做“车上体”(upper-body,tophat)的东西 。下图就是总部位于洛杉矶的滑板制造商Canoo 设计的一些实例:

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

一个平台,五次迭代:分别做出了七人座的厢货车,轿车,皮卡,RV以及两种货车

在非洲,由于受到耐用性的约束,滑板在设计上离地间隙要求更高,车轮要求更大,轮胎要求更厚,就像Bollinger Motors所设计的那样:

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

高端全地形车的某些版本跟(一度驰骋在非洲尘土飞扬的道路上的)标志性的路虎有点类似:

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

现在,也就是2030年的时候,Bollinger打算要取代丰田的LandCruiser(陆地巡洋舰)或者Hilux(海拉克斯)。

在满足滑板制造商的规格要求的同时,非洲制造的车上体一般都比较粗旷,用铆接的铝板制成,目的是降低价格。

这里是2030年代的撒哈拉以南非洲地区,彼时,微型太阳能服务站已在很大程度上取代了路边的油库。由于电池笨重但价格便宜,这里白天可以储能,50块太阳能电池板就可以为电动汽车提供以前在危险条件下加100升汽油能跑的大致距离(约1200公里)。

上述故事是虚构的,但是是根据实际趋势虚构出来的。

第一个趋势我们在很多发展中国家已经观察到,那就一旦给机会就有可能实现技术的飞跃。我们在移动通信和相关服务方面已经见证过类似的情况。太阳能和可再生能源也正在发生类似的转变,而机动性会是下一个趋势。

第二个趋势是电池容量正在稳定提高,与此同时,每千瓦时的价格正在急剧下降。

第三,也是最重要的一个,是即将到来的制造业革命。

一场彻底的、全球性的去中心化

电动汽车设计可能导致汽车基础设施的原子化。尽管前面的场景是基于现实的假设,但仍存在着很多的不确定性,比方说不同的参与者和利益相关者的战略不一样,以及各国的吸引力各有高低,要取决于自身政治和经济的稳定性等。

但是这里面的逻辑看起来似乎已不可避免。小一点的工厂可能会生产相对较少数量的滑板,而相对简单的车上体的组装会促进区域和本地制造商的蓬勃发展。比方说,我们会看到在横滨和蒙巴萨的之间定期航行的13艘集装箱船上面装载的不再是8500辆汽车,而是会卸下一个个40英尺大小的标准“箱”,每一箱都装有8至12个滑板。不再需要有10000个停车位的停车场来停放这些车辆了。运输零部件的集装箱会被送往几英里之外的大小型装配厂。

这种转变会建立起一个高度分散的制造工厂网络.在这个网络里面,每一家工厂都会根据区域市场需求来生产车上体:新加坡会生产全功能城市出租车,尼日利亚会制造基础型的坚固耐用的皮卡车,马尼拉会组装校车。而这会在不经意间为目前只能进口整车(汽车、卡车)的国家创造出与这种新型汽车业相关的数十万个就业机会。

备件的配送也会遵循相同的路径。各种复杂形式的内燃机会被重量减轻5到10倍,价格便宜10倍的形式简单的电动发动机取代。紧凑排列的电池组会固定在汽车底板上,也可以安装在平台上,或者放进集装箱运输到指定地点。

西方和亚洲市场也会经历同样的革命,车下体和车上体会进行分离,从而导致汽车完成阶段大规模的去中心化。多功能车会推动创新:去年Amazon就发布了一项计划,将会基于其Rivian 平台部署100000辆送货卡车。以色列平台制造商REE上周也跟印度汽车制造商Mahindra签署了生产商用电动汽车的协议。

但是,出于各种原因,西方市场转向采用双滑板/车上体架构的速度可能会比较慢。原因之一是传统汽车制造商传统做法的惯性太大。尽管大众-奥迪声称已为这种大跃进做好了准备,但实际上他们还是要依赖于五六个平台进行车型的迭代。

其他的障碍包括某些国家/地区有严格的安全规定。在这些国家/地区当中,任何汽车都必须能够承受40英里/小时的撞击,这是一项标准的,强制性的功能。这一点也得与时俱进:对于一辆应付城市交通的小型送货卡车来说,要求它具备与高速公路上行驶的轿车相同的耐撞性没有什么意义。就像Tesla那样,小型卡车不需要长梁和防撞箱(请参见第3部分重塑汽车(三):为什么特斯拉是全球第一的汽车制造商?)。尽管有着强大的创新DNA,但在很大程度上Model S的设计要取决于强制性安全功能。比方说,Tesla的设计师没法绕开需要吸收正面撞击能量的600至800毫米的受压部。根据车辆的实际用途来定义监管举措可以促进更具创新性的设计。

线控驾驶

把彻底模块化的概念往前推进一步需要一些决定性的创新。其中之一是线控转向和线控制动(在行业中被称为“X-by-wire”,线控XX)。简单来说,就是要撤销转向柱以及液压制动系统。

要想让一辆传统汽车停止下来,驾驶员需要踩下连接到主缸上的制动踏板,而主缸会把液压传递给位于每一个车轮里面的辅助缸。至于转向,方向盘的转动会被传递给移动车轮的齿条。自1950年代以来,手动转向操作已得到了动力转向装置的增强,一开始是液压的,最近变成了电动的,而后者已成为转动两吨重的汽车的车轮所需要的一项强制性功能。

现在,我们正在谈论撤销液压回路和机械元件。线控技术表示踏板或方向盘会发送电脉冲,从而激活致动器让车轮旋转或者给制动器施加压力。航空航天业在1960年代后期就过渡到了电传飞行技术,当时率先采用这一技术的是法国的协和飞机,然后又扩展到空中客车家族。现在,它已成为所有现代飞机的标准配置。哪怕线控技术在节省空间、减轻重量以及简化制造方面可以带来广泛的好处,但汽车行业的采用速度却要慢得多。

传统汽车制造商可能很难跟上创新的步伐。漫长的开发周期,“非我所属,不为我用”的综合症,现存的大型装配线,不愿接受类似线控技术的有风险的创新(或者说得更广泛一点,是普遍的保守主义),这些是没有帮助的。切换到模块化滑板结构听起来虽然很诱人,但是采用需要一段时间。除非一些制造商选择与新进入者进行合作,比方说最近现代和Canoo的宣布合作,否则的话滑板和新一代电动汽车很可能会在新的创新者的帮助下出现。

— Philippe Chain与Frederic Filloux

REE押注“Corner”

总部位于特拉维夫的初创企业REE也在大大推动滑板概念的发展。原则上,它的做法就是前进的方向。我曾跟他们的CEO  Daniel Barel进行过交流。

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命


Daniel Barel说:“如果仔细想想的话,汽车其实是一个非常古老的概念。其主要组件已经出现了一个世纪。但制动器、转向系统以及悬架这些东西只经历过渐进性的创新。而我们REE希望从一张白纸开始设计移动解决方案。”

REE平台的主要特性是“Corner”:一种附着在车轮上的集成组件,里面容纳了所有的关键要素:包括推进、转向、制动等。下面可以看到它的细节:

重塑汽车(六):电动汽车,一场制造业的革命

这种corner系统具有多个优点。通过撤销了电动机、传动系统以及其他零件,从而释放出车轮之间很大的一块空间。按照REE CEO的说法,这种系统非常适合他所谓的“特定任务车辆”——那些在尺寸、功率、速度和耐撞性方面均有不同的要求的车辆。

Barel 说:“在今天,OEM(原始设备制造商)已经变成一个集成商大怪兽,也成为一个有力的品牌。但是品牌的观念也在转变。当你在打Uber时,没人会在乎自己打的是什么品牌的车。送货卡车也一样。服务才是最重要的。”

因此,企业也就出现了像他这样的新玩家:平台提供商,汽车即服务提供商以及数据提供商。REE打算渗透到每一个层面。其“板载”系统可防止汽车结构发生任何变化引起的涟漪效应。其目标是一个平台,多种用途:最后一公里的送货卡车,电动班车,轻型商用车;Barel 说:“如果需要,我们可以给平台安装相当于伦敦出租车或全地形车的现代版。”

REE的股东之一是年收入达14亿美元的日本企业集团三菱汽车租赁公司。这给REE提供了一个巨大的潜在市场,将标准化的车队出租给第三方车队运营商或客户。

Barel声称公司的订单总数已达“数十万辆”。尽管已经提供了几种版本的底板,但大多数硬件仍将根据客户管理的车队的需求进行定制。

这位CEO表示,该公司还打算跟大型OEM合作,在其家门口设立“集成中心”。Daniel Barel没有具体说明,他预计REE会在美国、德国和日本(后来还增加了印度,跟马恒达合作)设点。目前,REE拿到的融资不算太多(1.6亿美元,跟该公司的野心以及潜在的市场规模相比)。它的竞争对手尽管在技术方面不太愿意冒险,反而筹集了更多的资金。成立于2017年的Canoo 已经筹集了3亿美元,而庞然大物Rivian的融资额更是高达56亿美元。

毫无疑问,corner的做法是电动汽车的终极设计:对每个车轮均进行动力、制动、转向、悬架或防滑的管理是确保取得更好性能的发展方向——这是REE对未来的主要赌注。— FF

译者:boxi。


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资讯来源: 36氪官网

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