如果把此番言论换成“今天仍把发动机、变速箱视作看家本领的主机厂,未来将被智能电动车时代淘汰”,相信反对者就不会那么多了。
因为大家都已经看到了以三电技术为代表的汽车电动化趋势不可逆转,但普遍认为底盘与汽车电动化&智能化无关、仍然是传统主机厂的看家本领。
与其光顾着嘲讽,我们不如去研究一下悠跑科技CEO此番言论背后的技术趋势:特斯拉称之为「Structure Battery」、宁德时代称之为「CTC」、Rivian称之为「滑板底盘」的「底盘电池一体化」技术。
「滑板底盘」概念涉及到整车设计、动力系统、底盘系统等多个领域,理解起来颇有难度。我也是研究了好一段时间,认为从「电动化」、「平台化」、「智能化」三个角度,才能对「滑板底盘」概念有一个清晰全面的认知。
2002年通用汽车第一次提出的「滑板底盘」并非纯电动汽车,而是氢燃料电池汽车。下图是通用汽车副总裁劳伦斯·伯恩斯站在「滑板底盘」上,摆出冲浪的姿势。
时任通用汽车副总裁的劳伦斯·伯恩斯描述了自己第一次看到「滑板底盘」时的震惊[1]:“关键的专业知识不再是机械、也不是电动引擎、也不是线传Kaiyun中国操控,而是软件”,“我们演示了如何将轻型车身从底盘上抬起来,替换为另一种车身”,“那一刻,我感受到了未来,感受到了科技将给底特律和整个汽车行业带来的变革”。
要知道,这可是2002年的事情啊,那时候特斯拉八字还没一撇,因为马斯克还在搞Paypal呢,也就是后来让马爸爸发家的电子支付!
不得不说,劳伦斯·伯恩斯在2002年的观点非常有前瞻性,就算放到今天也不过时。如果他在2002年看到「今天仍把底盘视作看家本领的主机厂,未来将被智能电动车时代淘汰」的言论,你猜他是会反对、嘲讽呢,还是会像久逢知己一样点赞呢?
也就是说,通用汽车对「滑板底盘」的理解中,重点强调的是「上下分体式设计」、「软硬件解耦式设计」,而并不仅仅是「电动化」与「线控技术」。
换句话说,如果发动机、变速箱也能塞进去的话,通用汽车也会想办法将其做成「滑板底盘」。事实上,该项目后来开发的E-Flex架构的滑板底盘,确实能兼容纯电、燃料电池、油电混合三种动力系统[1]。
由此可见,将燃油车、油电混动车、氢燃料电池车做成滑板底盘,有一种将零部件强塞进「15厘米高的三明治结构」中的意味,工程上是困难的,代价是高昂的,强扭的瓜是不甜的。与之相对的,将纯电动车做成「滑板底盘」的设计,则显得自然而然、无比丝滑,简直是天造之合。
那么,汽车电动化让滑板底盘从想象走入现实,仅仅是因为「电芯更容易塞进平整的盒子里」吗? 非也!不仅仅如此。
@一苒在文章中提出:「滑板底盘 =非承载式车身 + 线控转向/制动系统 + 电池包与底盘一体化」。 我不完全认同这种说法,但认为以「非承载式车身」作为认知「滑板底盘」概念的起点是一种有创见的思路。
非承载式车身的英文叫做「Body on frame」,直译的话就是「大梁车架上的车身」。顾名思义,非承载式车身都会有大梁:
这种「大梁上的车身」天然具有「上下分体式开发」的特征:发动机、变速箱、悬挂系统、车轮全部与大梁车架相连,上半部分的车身则可以灵活更换。
如果配备自动驾驶系统或遥控驾驶系统,那座椅、方向盘、保护驾驶员的钢架也可以省掉了,车架就可以「成精」自己跑起来了对不对?如此一来,「非承载车身」直观上就自然而然就进化到了「滑板底盘」,二者给人的感觉确实很相似!
事实上,在20世纪30年代之前的主流车型设计都是非承载车身,甚至一开始是木质材料,后来才改为钢铁材料。非承载车身有不少优点:
:最早的车身甚至是从马车改过来的,在大梁上配置动力系统、再加上车身即可。与之相对的,承载车身(Unibody)的设计必须要依赖有限元分析和CAD软件,这在连计算机尚未发明的时代并不现实。
:「上下分体式开发」意味着车身外观、内饰可以灵活设计、快速变更,以满足市场多样化。同时意味着底盘共享,也是一种早期的「平台化思想」,而平台化可以降低成本、缩短研发周期、提高质量,从而增强竞争优势
非承载车身车架受力完全由底部大梁承担,且大梁的梯形框架结构的Z向抗扭刚度天然较差,所以与承载车身相比,非承载车身的大梁往往带有一些过度设计。
同时,有大梁这个扛把子存在,并不意味着非承载车身就可以随便纸糊了,例如非承载车身的福特F150的车身大量使用了6系铝合金,车身扭转刚度比承载车身的特斯拉Model 3还要高。
当然,如果舍得下血本,将铝合金材料替换成碳纤维材料,也可在保证车身强度的前提下尽量轻量化。但是由于代价太大,这在宝马i3、i8的时代注定无法成为一种主流技术路线 —— 主导这一技术路线的宝马高管Ulrich Kranz离开宝马,创立了著名的滑板底盘公司Canoo.
2.地板高导致乘员空间小:这么粗的一根大梁在底部,意味着地板会比较高。大梁前部、后部、中部需要配置的发动机、传动装置、悬挂系统,会导致乘员空间进一步减少。
3.驾驶舒适性、操控性较差:由于大梁的存在,发动机与传动系统整体偏高导致整车重心高,操控性较差;发动机的振动通过车架直接传导到乘员舱内,舒适性较差。
非承载车身的上述劣势,都是基于燃油车分析出来的。实际上,对电动车来说,非承载车身的劣势被削弱了:
:不管承载不承载,电动车底部总是要有一个又大又重的电池包的,这已成为底部空间与重量的「沉没成本」。
。这种情况下再加两根大梁,似乎就没那么不合时宜了;如果将电池包框架与大梁合二为一,那岂不是还可能会赚?
:电动汽车没有发动机、变速箱来侵占乘员空间,本身空间较为宽裕,对冲了非承载车身空间小的劣势。
正因为如此,「滑板底盘」的扛把子公司、市值达千亿美元的Rivian就采用了非承载车身的「滑板底盘」——把电池包侧边框架加粗延长,自然而然地进化成了「非承载车身」原本的车架啊!此外,Rivian可能还采用了副车架(据拓普集团称,该集团是Rivian的副车架供应商),以进一步对冲非承载车身舒适性较差的劣势。
所谓「把电池包侧边框架加粗延长,自然而然地进化成底盘的一部分」实际上就是「底盘电池一体化」的技术概念,它涵盖了宁德时代的CTC技术、特斯拉的Structure Battery技术等,同时它也是「滑板底盘」技术的核心组成部分。
「滑板底盘」技术如此重要,欧阳明高院士将其归类于近期新能源技术的两大趋势之一。
那么,「滑板底盘」就一定是非承载车身吗? 正如朱校长@朱玉龙的灵魂问:舒适性欠佳的非承载底盘,难道想在电动车时代翻盘吗?
后者应该就是@悠跑科技U Power提出的「上下分体式开发」但「上下一体共同承载」的概念,也就是承载车身(Unibody)的「滑板底盘」。
显而易见的是,由于「一体承载」与「分体开发」具有天然的矛盾性,所以这对于技术、开发模式的挑战要比Rivian的「分体承载」的「分体开发」大得多。Rivian选择了本来就适合「非承载车身」的皮卡车型,就暂时规避了这个技术难题。
前文提到,「非承载车身」天然带有「上下分体式开发」的特性,上车身的外观内饰可以灵活变更,以应对多元化市场需求;不变的底盘则天然具有「平台化」的特征,带来诸多优势:
中国市场消费趋势的快速变革:「第三消费世代」消费倾向最强的市场,更加注重个性化、多元化、差异化,还要推出新车型快。
也就是说,「个性化、多元化、差异化」和「新车型响应速度」从前只是提供了可有可无的竞争优势,而在当今的中国市场上则成了极为关键的「胜负手」。在这样的消费时代中,车企要想活下去,光有「大爆款」还不行,还必须有个性化、多元化的「多个小爆款」。
: 纯电平台单平台可覆盖的车型,天然比燃油车更适合平台化、更适合多个车企「联合开发」。比如福特就计划采用大众MEB平台在欧洲交付60万辆电动车
一是因为「一体式开发」的两个企业协同难度大,二是大家都是车企,难免貌合神离、投鼠忌器。
: 一体式开发也能实现多元化、个性化、差异化。但是,我们可以观察到实际情况是,不仅底盘同质化了,外观内饰也「家族化」、同质化了…… 更好的模式是:
一个可实现「上下分体式开发」、且「自己不造车」的「滑板底盘」平台共享给多个车企
:纯电平台的车企确实能快速推出新车型,比如大众MEB平台推出ID.3、ID.4、ID.6、Q4 e-tron的速度可谓神速,但并不是所有车企都有足够的规模支撑纯电平台 ——
这时候也需要一个可实现「上下分体式开发」、且「自己不造车」的「滑板底盘」平台
咱们再来看一眼「成精」的底盘,它摆脱驾驶员、自己就可以动起来,背后正是快速发展的自动驾驶技术。
随着特定场景L4无人驾驶技术的实现,底盘质感的差异性将不再重要、那些「无人的」用车场景将被挖掘出来。例如低速滑板底盘公司PIX就强调了无人车作为城市移动空间的应用场景。
摆脱了驾驶员的成本后,车的应用场景大大增加,我们不能用传统思维来评估滑板底盘的市场总量;而新增的这部分市场中,客户可能会选择自己造车。
在我看来,这也是悠跑科技坚持自己不造车的主要原因 ——它看到了更大的、被人忽略的新增市场:
:必须承认,汽车主机厂首先考虑自己开发纯电平台。但是,前文提到了纯电平台天然可覆盖更多车型、更适合联合开发的特性就决定了:肯定有部分车企无法独自支撑一个纯电平台,但又想享受平台化的便利。
:比如说苹果就把滑板底盘的代表性公司Canoo创始人Ulrich Kranz给挖过去了
,那么小米会不会也在第一辆车或后续车型上采用滑板底盘呢? 那些L4无人驾驶AI公司在造车时会不会考虑采用滑板底盘呢?
:比如商业综合体中增加移动空间,就相当于增加了商铺位置,这是可以创造收益的
。如果这种模式验证可行,那这些商业巨头就会考虑,采购主机厂的车,还不如找滑板底盘公司个性化定制。再如,亚马逊也计划采购10万辆自己占股的Rivian纯电动车,也就是某种意义上的「借助滑板底盘来自己造车」。根据悠跑的规划,像海尔、格力、创维、戴森都是它的目标客户
简单来说,滑板底盘的确是未来的趋势。然而,这并不是说选对了滑板底盘的赛道,创业就可以躺赢了 ——因为滑板底盘的技术含量不低,面临的技术难题可不少。在此举几个例子:
:就目前来看,新势力造车的底盘都不是那么完美。特斯拉重操控但舒适性不敢恭维,蔚小理也各有各的毛病。这种情况下,一个实力比新势力还要弱一些滑板底盘公司,是否能够开发出一个足够好的底盘呢?—— 与其它属性相比,底盘只是「越来越不重要」,并不是「完全不重要」。
:线控底盘是行业方向,也是全行业面临的技术难题,在此不展开,详见我之前的一个回答
:承载式车身的传统开发都是使用CAE软件一体式开发,现在要做成「上下分体式开发」来满足不同客户的上车身造型要求,可想而知这无论在设计上、制造上,还是在协作模式上都是巨大的创新与挑战。
:上下分体式开发对应的是外观内饰的个性化,在智能汽车时代同等重要的是智能座舱的个性化 —— 这就要求滑板底盘还必须要做到软硬件解耦,这也是非常难的啊。我曾写过这个概念下的SOA科普,有兴趣可参阅
可以看到,以上这几个方面是全行业面临的技术难题。「滑板底盘」是一个技术含金量相当高的未来趋势,也意味着机遇与挑战并存。如果悠跑科技能够每一个都解决得很好,拿出一个趋近完美的「滑板底盘」平台,那就前景可期。如果不能的话,那悠跑科技CEO的此番言论就是在说大话了。
: 汽车与智能之间,不是汽车不重要,而是智能越来越重要;相似的,底盘与智能之间,底盘不是不重要,只是越来越不重要。
:底盘电池一体化、Structure Battery、CTC、滑板底盘。
:上下分体化开发、软硬件解耦式开发;可以是非承载车身,也可以是上下一体共同承载车身,后者更难一些,出现Kaiyun中国得也会更晚一些。