來源:36kr 作者:GentlemanZ
首批30輛特斯拉Model 3即將在當地時間7月28日在特斯拉加州弗里蒙特工廠舉行交付儀式。3月24日,特斯拉CEO Elon Musk發(fā)推表示:「Model 3就是縮水版的Model S。它續(xù)駛里程更短、性能更低、功能也更少。Model S有更多的先進技術?!贡M管如此,我們依然認為,特斯拉Model 3在智能電動汽車工業(yè)史上的歷史地位將遠遠超越Model S。
在Model S 60/60D/70相繼停產后,Model S產品線的入門級裸車售價上升到了7.45萬美元,而Model 3的裸車售價為3.5萬美元。從價格和性能來講,Musk這套說辭很容易推動一些因為Model 3而放棄Model S的用戶回心轉意。“續(xù)駛里程更短、性能更低、功能也更少”也沒毛病,但Model 3是不是簡單復制一個「Model S縮水版」?
在聊這個話題前,我們先來聊聊電動汽車最重要的是什么?是電機、電控和電池。李斌為什么要強調蔚來汽車的三電系統(tǒng)全部由蔚來自主研發(fā),因為這是電動汽車最核心的技術。從Model S到Model 3,特斯拉在三電系統(tǒng)上做了哪些改進?
首先說電池,特斯拉和松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池將搭載在Model 3上首次商業(yè)化。Musk在財報電話會議上告訴投資者:“21700電池是迄今為止能量密度最高同時成本最低的動力電池?!边@句話并沒有經過第三方調研機構的驗證,但有一點需要強調:Model S & X搭載的松下NCR18650B型電池單顆電芯的電量做到了3.35Ah,這個指標已經是業(yè)界領先了。尺寸更大的21700電池單顆電芯的容量增幅超過40%,達到了4.8Ah左右。
更高的能量密度意味著更少的電芯堆疊,這帶來了Model 3電池組的另一個優(yōu)勢。以Model S 90D為例,該車型電池組中一共放了7104節(jié)16850電池,但在搭載21700電池的Model 3 85(假定有的話)中,電池數量會降到5000顆以下。隨之而來的是電池管理系統(tǒng)BMS、熱管理組件和包裝材料的簡化,因簡化帶來的電控系統(tǒng)質量的減輕又會在續(xù)駛里程中得到體現。
在電池衰減上,特斯拉實驗室曾就Model S的電池組進行測試,在模擬運行了50萬英里(約80萬公里)后,電池組容量衰減到了出廠原始容量的80%。而電池組在整個生命周期內支持的行駛里程達到了100萬英里(約160萬公里)。以2萬公里/年計算,特斯拉車主要連續(xù)駕駛80年才能報廢一輛Model S。Model 3電池組比Model S更先進,各位自行體會。
關于成本有兩條線索:
2016年4月,特斯拉投資者關系副總裁Jeff Evanson表示,特斯拉汽車電池pack成本為190美元/kWh。
此前特斯拉商店流出的Gigafactory宣傳片中顯示,21700電池成本在此前的基礎上下降了35%。
按照如果按照電池pack成本為電池單體成本的1.3倍來計算,21700電池成本為190/1.3×(1-35%)=95美元/kWh,相對應的電池pack成本就是123.5美元/kWh。而麥肯錫發(fā)布的調研報告顯示,2016年動力電池產業(yè)平均成本為227美元/kWh。
接下來說電控,21700電池尺寸更大,也就意味著整個電控系統(tǒng)需要重新設計。即使之前沒有21700電池,特斯拉也一直在改進電控系統(tǒng)的設計。還是以特斯拉Model S 90D為例,該車型電池組共由16個模組構成,每個模組有444個電芯、74并、6串、共計7104個電芯。而100D與90D的電池組能夠做到尺寸規(guī)格完全相同,是因為特斯拉重新設計了整個電控系統(tǒng)。在相同的空間里堆疊了更多的電芯——同樣由16個模組構成,但100D每個模組有516個電芯、86并、6串、共計8256個電芯。聯(lián)想到Model 3小得多的車體空間,我們推測,率先應用在P100D上的新電控系統(tǒng)很可能是為了給Model 3做技術驗證,持續(xù)改進新系統(tǒng)以便在Model 3投產后產能規(guī)模迅速擴大。
換句話說,Model 3搭載了技術經過驗證的、特斯拉內部最先進的電控系統(tǒng),僅Model S & X旗艦車型堪與之一戰(zhàn)。
最后是電機,官方關于Model 3電機的部分披露的信息甚少,但即使不作升級,特斯拉電機上在性能上的領先是有目共睹的。自2014年起,特斯拉Model S動力總成連續(xù)三年蟬聯(lián)國際發(fā)動機大獎中的最佳綠色發(fā)動機。2017年新設的年度最佳電動機也毫無懸念的被Model S動力總成拿下。
除了電機,電動汽車驅動單元還包括了驅動變頻器和變速箱,驅動變頻器用來將電池中的直流電流轉變?yōu)榻涣麟娏?。在任何交流電機驅動的動力總成中,驅動變頻器都是一個重要的組件。特斯拉CTO JB Straubel此前提到過公司為改進驅動變頻器所做的努力——
“從性能的角度說,特斯拉正在提高驅動變頻器的規(guī)格,消費者能看到肉眼可見的改進。我們每將驅動變頻器的電流增大一點點,電機扭矩就可以更高一點點,最終在百公里加速、動力響應和操控上得到體現。”
特斯拉為Model 3研發(fā)了全新的驅動變頻器?!暗靡嬗谛阅鼙憩F更好的晶體管,功率額定值再次提高。用戶會感受到非常強大、高效和良性的反饋循環(huán)?!?Straubel表示。
總結一下,無論是動力電池性能&成本、電機性能、電控系統(tǒng)設計,Model 3均處于絕對領先水平。
2016年全年,特斯拉賣出了7.6萬輛汽車,而Model 3積壓的訂單很可能已經超過50萬輛。官方將正式量產的時間定在今年7月其實是非常激進的計劃。今年4月上海車展期間,國內某家量產車型對標Model 3的創(chuàng)業(yè)造車公司高管談到競爭問題的時候提出了兩點看法:基于特斯拉沒有百萬輛級別的制造經驗,Model 3在7月量產幾乎無法實現;近50萬訂單絕大多數來自中國以外的國家,產能爬坡完成積壓訂單給競爭對手留出發(fā)展窗口期/中國市場的需求還沒有被挖掘。
最新的進展我們都知道了,7月3日,Musk連發(fā)三條Twitter表示Model 3量產工作超預期,比既定時間表提前了兩周。Model 3也由此成為特斯拉歷史上首款不僅未跳票,還提前實現量產的車型。這一切是怎么促成的?
最早出來力挺Model 3量產計劃的是前特斯拉供應鏈管理副總裁Peter Carlsson,從特斯拉Roadster到首次采用全鋁車身的Model S再到“供應鏈噩夢”、擁有鷹翼門和超大前置擋風玻璃的Model X,Peter對特斯拉因激進設計在供應商那里遭受冷遇感受最深。他認為Model 3量產時特斯拉在供應商那里的話語權較以往要好很多:“特斯拉通過垂直整合,以內部集成的方式解決了問題。Model 3的推出,將推動特斯拉銷量更快增長,供應鏈管理更加強大。未來會有一些供應商入駐Gigafactory,形成特斯拉汽車產業(yè)集群?!?/p>更重要的是,作為助推特斯拉由豪華車制造商進化為大型汽車制造商的戰(zhàn)略級產品,Model 3為了量產時產能可以快速攀升,并未采用一些類似鷹翼門那樣的激進設計。實際上,正是Model X噩夢一般的量產過程,讓特斯拉在定義Model 3之初就在思考如何設計能讓這款車更加易于制造。
如今回過頭來看,Model X是一款技術嚴重過剩的產品。僅僅為了“后排乘客上下車方便”,特斯拉在量產車上保留了超級復雜的雙鉸鏈帶自動開閉的鷹翼門設計;為了解決鷹翼門開合可能碰到其他汽車和屋頂的問題,門內又內置了超聲波傳感器;還有醫(yī)療級別空氣凈化系統(tǒng)和超大前置擋風玻璃等等,讓這款車噱頭十足同時也爭議不斷。
最終的結果是,原定于2014年上市的Model X歷經多次跳票、供應商掉鏈子,Musk本人住在工廠督戰(zhàn)一年多,期間因為量產受阻解雇多名高管,直到2016年第二季度產能才開始穩(wěn)步上升。Musk在財報會議上坦言:“Model X有著許多設計復雜的功能和難以制造的配件。從銷售汽車的角度來看,確實沒有什么必要。”此外,這款“世界上最難制造的汽車”還引發(fā)了大批車主抱怨特斯拉汽車可靠性差,小毛病不斷。
Model 3和Model X產品定位、在特斯拉發(fā)展壯大過程中扮演的角色、面臨的外部環(huán)境完全不一樣,在傳統(tǒng)豪強全面轉向電氣化的當下,特斯拉對Model 3的要求只有一條:快速起量。
“Model 3的設計專為易于制造進行了優(yōu)化。它比Model S & X更加簡單。例如,Model 3僅有一塊屏,而Model S & X有兩塊屏幕和為每塊屏幕單獨驅動的兩個計算機?!?/p>
“許多Model S & X上華而不實的東西(bells and whistles)在Model 3上都被砍掉了,Model 3沒有鷹翼門,這樣的設計在之后量產爬坡中可以顯著降低風險,更快的提高產能。”
在上個月的股東大會上,Musk提到了Model X對特斯拉定義Model 3的影響:“Model 3早期的個性化定制選擇非常有限。我們在Model X上犯了大錯,這主要是我的責任——一開始設計得太復雜了,這太蠢了?!?/p>
這就是為什么對于Model 3,特斯拉早期只提供后輪驅動的版本,用戶只有車漆顏色和輪胎尺寸可以選擇。其他配置例如全輪驅動的版本,會在明年產能顯著提升后逐步開放選擇。
但如果你以為Model 3是一款中規(guī)中矩的電動汽車,那就大錯特錯了。特斯拉不再冒無謂的風險,但如果冒風險應用新技術有機會提前量產呢?
新車正式量產前有一個試產環(huán)節(jié),傳統(tǒng)做法是使用相對便宜的原型工具測試新車生產線,將生產線調試到沒有儀表盤縫隙之類的小毛病后,這些一次性工具就會遭到廢棄。
Model 3跳過了這個步驟,特斯拉直接購買了價格昂貴、用于長期量產的生產設備。他們利用計算機模擬技術模擬了生產模具、整條生產線及工廠環(huán)境,完成了測試環(huán)節(jié),直接進入到最終生產環(huán)節(jié)。特斯拉在Model 3冒險首次應用這一技術的原因只有一個:計算機模擬技術測試周期比常規(guī)生產周期縮短了30%。
Oliver Wyman制造顧問Ron Harbour說:“Musk在挑戰(zhàn)極限,他想看看特斯拉可以從生產過程中節(jié)省多少時間和成本?!?/p>
Model 3領先的地方還體現在整車線束上,線束是連接汽車各處的電子部件、傳感器、ECU 等的工具,對于傳統(tǒng)汽車來說,一輛車的電子化程度越高,就意味著車里的電子元器件越多、整車線束越長。Model S的整車線束長度達到了3公里,但Model 3的線束只有1.5公里,為什么?
車和家CEO李想談過這個問題:
“(線束很長導致)今天整個汽車構造復雜,成本也非常高。甚至汽車的不安全性也與其復雜性相關。未來智能化后,整合車間對于數據傳輸的要求會改變。 下一代汽車完全以太網化,包括各種各樣的功能連接,線束變到最少。
到那時,汽車會從里面一堆線路的時代,變成真正電路板和半導體的時代。”
除了技術的演進,高度集成、更簡化的線束和接口有利于提升生產效率。相信后者也是推動特斯拉在Model 3上采用高度集成設計的重要理由。
另外一個效率提升的地方在于特斯拉對制造機器人的應用,特斯拉去年收購了德國自動化機器制造公司Grohmann Engineering,隨后把后者原有的汽車行業(yè)客戶奔馳、寶馬、沃爾沃等的訂單全部砍掉了,原因是“Model 3量產機器人的制造在Grohmann Engineering中有絕對的優(yōu)先權?!?/p>
大規(guī)模應用制造機器人做的結果是,Model S & X的生產速度為5cm/秒,根據Musk的預測,Model 3的生產速度要比前兩者“提高20倍”“至少達到1m/秒”。
雖然特斯拉確實沒有百萬輛級的制造經驗,但我們清晰的看到,在Model 3的量產工作中,特斯拉正在變得遵循汽車制造業(yè)的基本規(guī)律,同時積極應用一切可能提升效率的新技術。
未來的全自動駕駛汽車一定與傳統(tǒng)的汽車有著不同的內飾設計,在逐步漸變的過程中如何取舍?Model 3最具爭議的一點便是砍掉了傳統(tǒng)汽車布局在方向盤后的儀表盤,包括車速及其他信息顯示全部交由那塊中控大屏。在爭議聲越來越多后,Musk給出了他的解釋——
“The more autonomous a car is,the less dash info you need.How often do you look at the instrument panel when being driven in a taxi ?”
(汽車的自動駕駛程度越高,行車過程中你想關注的信息越少;你坐在出租車里多久看一次儀表盤?)
這個回應聽著沒毛病,那實際駕駛體驗如何?一位負責測試Model 3的特斯拉工程師給出了答案:“你很快就會適應沒有儀表盤,行車信息顯示在中控大屏上的設計。夜晚行車中療效更明顯:沒有儀表盤的炫光,駕駛員的注意力會更加集中于前方路況?!?/p>
交付前緊張測試的Model 3
另外一個設計顯示出自動駕駛技術在特斯拉與傳統(tǒng)車企眼中的戰(zhàn)略區(qū)別??纯聪旅孢@張圖片,特斯拉在Model 3的懷檔上配置了4個檔位,分別是R(倒擋)、N(空擋)、D(前進檔)和Autopilot(高級輔助駕駛),這是全球首款將自動駕駛功能的戰(zhàn)略優(yōu)先級提到與行車檔位并舉的車型。
作為對比,我們可以看看前不久發(fā)布的全球首款Level 3自動駕駛汽車奧迪A8,這款車的自動駕駛啟動鍵在下圖紅色箭頭所指的按鍵上,位于中控屏下方。
特斯拉試圖教育用戶:自動輔助駕駛應該成為與前進檔、倒擋是使用頻度一樣高、一樣可靠的功能,體現出特斯拉對Autopilot的戰(zhàn)略重視。
我們不妨多談一點Autopilot,上文中提到,特斯拉在竭盡所能的提高制造效率,推動Model 3提前量產,除了應對紛紛覺醒,開始大力轉型電氣化的傳統(tǒng)車企的追擊,還有那些原因?
賣到全球各地的每一輛特斯拉汽車都是特斯拉在未來自動駕駛領域決勝的關鍵。在自動駕駛領域,特斯拉的打法不同于任何一家車企,推動自動駕駛這么復雜、投入巨大的技術落地,特斯拉至今沒有結盟任何一家芯片、互聯(lián)網、Tier 1企業(yè)。感知、決策、控制、高精度地圖、云端深度學習,所有的工作都在自主研發(fā)。即便沒有啟用Autopilot,跑在全球各地的特斯拉汽車也會收集路測數據,在后臺上傳至特斯拉的服務器。在特斯拉目前自動駕駛技術距離業(yè)界標桿谷歌Waymo尚有明顯差距的背景下,除了四處延攬自動駕駛人才,快速提升路測里程顯得尤為關鍵。
Musk此前提到,如果要實現Level 4級別的自動駕駛技術,大概需要100億英里的路測數據,我們可以粗略的算一下,以一位車主每年行駛2萬英里計算,如果特斯拉按照規(guī)劃在2018年如期賣出了50萬輛Autopilot 2.0硬件車型,到2019年底(如果考慮到今年售出的汽車,這個節(jié)點應該還可以提前),特斯拉有機會成為業(yè)內第一家路測里程達到100億英里的車企。海量的數據訓練是特斯拉追趕谷歌,領先業(yè)界的關鍵。爭論Autopilot 2.0硬件能否實現Level 4級別的自動駕駛有意義嗎?Musk早就說過特斯拉特意留了接口,“可以輕松的升級自動駕駛硬件”。
至于銷量問題,特斯拉明年的銷量增長的速度,將完全取決于Model 3產能提升的速度。這就是為什么李想說Model 3明年在美國的銷量,估計是寶馬3系、奔馳C和奧迪A4的總和,把雷克薩斯IS、謳歌TL、英菲尼迪Q50算上,估計也沒問題。
Model 3是汽車產業(yè)變革的導火索,將一舉引爆盤踞已久的老炮們和剛剛入場的新貴的混戰(zhàn)。
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