特斯拉Model3交付 为何说这是智能电动汽车业的里程碑

1评论 2017-07-28 13:34:40 来源:36氪 作者:GentlemanZ 三类股即将走高(附股)

特斯拉Model3是汽车产业变革的导火索,将一举引爆盘踞已久的老炮们和刚刚入场的新贵的混战。

  首批30辆特斯拉Model 3即将在当地时间7月28日在特斯拉加州弗里蒙特工厂举行交付仪式。3月24日,特斯拉CEO Elon Musk发推表示:「Model 3就是缩水版的Model S。它续驶里程更短、性能更低、功能也更少。Model S有更多的先进技术。」尽管如此,我们依然认为,特斯拉Model 3在智能电动汽车工业史上的历史地位将远远超越Model S。

  特斯拉Model3交付 为何说这是智能电动汽车业的里程碑

  缩水版的Model S?脱胎换骨的Model 3!

  在Model S 60/60D/70相继停产后,Model S产品线的入门级裸车售价上升到了7.45万美元,而Model 3的裸车售价为3.5万美元。从价格和性能来讲,Musk这套说辞很容易推动一些因为Model 3而放弃Model S的用户回心转意。“续驶里程更短、性能更低、功能也更少”也没毛病,但Model 3是不是简单复制一个「Model S缩水版」?

  在聊这个话题前,我们先来聊聊电动汽车最重要的是什么?是电机、电控和电池。李斌为什么要强调蔚来汽车的三电系统全部由蔚来自主研发,因为这是电动汽车最核心的技术。从Model S到Model 3,特斯拉在三电系统上做了哪些改进?

  首先说电池,特斯拉和松下联合研发的21700电池将搭载在Model 3上首次商业化。Musk在财报电话会议上告诉投资者:“21700电池是迄今为止能量密度最高同时成本最低的动力电池。”这句话并没有经过第三方调研机构的验证,但有一点需要强调:Model S &; X搭载的松下NCR18650B型电池单颗电芯的电量做到了3.35Ah,这个指标已经是业界领先了。尺寸更大的21700电池单颗电芯的容量增幅超过40%,达到了4.8Ah左右。

  更高的能量密度意味着更少的电芯堆叠,这带来了Model 3电池组的另一个优势。以Model S 90D为例,该车型电池组中一共放了7104节16850电池,但在搭载21700电池的Model 3 85(假定有的话)中,电池数量会降到5000颗以下。随之而来的是电池管理系统BMS、热管理组件和包装材料的简化,因简化带来的电控系统质量的减轻又会在续驶里程中得到体现。

  在电池衰减上,特斯拉实验室曾就Model S的电池组进行测试,在模拟运行了50万英里(约80万公里)后,电池组容量衰减到了出厂原始容量的80%。而电池组在整个生命周期内支持的行驶里程达到了100万英里(约160万公里)。以2万公里/年计算,特斯拉车主要连续驾驶80年才能报废一辆Model S。Model 3电池组比Model S更先进,各位自行体会。

  关于成本有两条线索:

  •   2016年4月,特斯拉投资者关系副总裁Jeff Evanson表示,特斯拉汽车电池pack成本为190美元/kWh。

  •   此前特斯拉商店流出的Gigafactory宣传片中显示,21700电池成本在此前的基础上下降了35%。

  按照如果按照电池pack成本为电池单体成本的1.3倍来计算,21700电池成本为190/1.3×(1-35%)=95美元/kWh,相对应的电池pack成本就是123.5美元/kWh。而麦肯锡发布的调研报告显示,2016年动力电池产业平均成本为227美元/kWh。

  接下来说电控,21700电池尺寸更大,也就意味着整个电控系统需要重新设计。即使之前没有21700电池,特斯拉也一直在改进电控系统的设计。还是以特斯拉Model S 90D为例,该车型电池组共由16个模组构成,每个模组有444个电芯、74并、6串、共计7104个电芯。而100D与90D的电池组能够做到尺寸规格完全相同,是因为特斯拉重新设计了整个电控系统。在相同的空间里堆叠了更多的电芯——同样由16个模组构成,但100D每个模组有516个电芯、86并、6串、共计8256个电芯。联想到Model 3小得多的车体空间,我们推测,率先应用在P100D上的新电控系统很可能是为了给Model 3做技术验证,持续改进新系统以便在Model 3投产后产能规模迅速扩大。

  换句话说,Model 3搭载了技术经过验证的、特斯拉内部最先进的电控系统,仅Model S &; X旗舰车型堪与之一战。

  最后是电机,官方关于Model 3电机的部分披露的信息甚少,但即使不作升级,特斯拉电机上在性能上的领先是有目共睹的。自2014年起,特斯拉Model S动力总成连续三年蝉联国际发动机大奖中的最佳绿色发动机。2017年新设的年度最佳电动机也毫无悬念的被Model S动力总成拿下。

  除了电机,电动汽车驱动单元还包括了驱动变频器和变速箱,驱动变频器用来将电池中的直流电流转变为交流电流。在任何交流电机驱动的动力总成中,驱动变频器都是一个重要的组件。特斯拉CTO JB Straubel此前提到过公司为改进驱动变频器所做的努力——

  “从性能的角度说,特斯拉正在提高驱动变频器的规格,消费者能看到肉眼可见的改进。我们每将驱动变频器的电流增大一点点,电机扭矩就可以更高一点点,最终在百公里加速、动力响应和操控上得到体现。”

  特斯拉为Model 3研发了全新的驱动变频器。“得益于性能表现更好的晶体管,功率额定值再次提高。用户会感受到非常强大、高效和良性的反馈循环。” Straubel表示。

  总结一下,无论是动力电池性能&;成本、电机性能、电控系统设计,Model 3均处于绝对领先水平。

  制造是软肋,没有年产百万辆经验的特斯拉如何应对?

  2016年全年,特斯拉卖出了7.6万辆汽车,而Model 3挤压的订单很可能已经超过50万辆。官方将正式量产的时间定在今年7月其实是非常激进的计划。今年4月上海车展期间,国内某家量产车型对标Model 3的创业造车公司高管谈到竞争问题的时候提出了两点看法:基于特斯拉没有百万辆级别的制造经验,Model 3在7月量产几乎无法实现;近50万订单绝大多数来自中国以外的国家,产能爬坡完成挤压订单给竞争对手留出发展窗口期/中国市场的需求还没有被挖掘。

  最新的进展我们都知道了,7月3日,Musk连发三条Twitter表示Model 3量产工作超预期,比既定时间表提前了两周。Model 3也由此成为特斯拉历史上首款不仅未跳票,还提前实现量产的车型。这一切是怎么促成的?

  特斯拉Model3交付 为何说这是智能电动汽车业的里程碑最早出来力挺Model 3量产计划的是前特斯拉供应链管理副总裁Peter Carlsson,从特斯拉Roadster到首次采用全车身的Model S再到“供应链噩梦”、拥有鹰翼门和超大前置挡风玻璃的Model X,Peter对特斯拉因激进设计在供应商那里遭受冷遇感受最深。他认为Model 3量产时特斯拉在供应商那里的话语权较以往要好很多:“特斯拉通过垂直整合,以内部集成的方式解决了问题。Model 3的推出,将推动特斯拉销量更快增长,供应链管理更加强大。未来会有一些供应商入驻Gigafactory,形成特斯拉汽车产业集群。”

  更重要的是,作为助推特斯拉由豪华车制造商进化为大型汽车制造商的战略级产品,Model 3为了量产时产能可以快速攀升,并未采用一些类似鹰翼门那样的激进设计。实际上,正是Model X噩梦一般的量产过程,让特斯拉在定义Model 3之初就在思考如何设计能让这款车更加易于制造。

  如今回过头来看,Model X是一款技术严重过剩的产品。仅仅为了“后排乘客上下车方便”,特斯拉在量产车上保留了超级复杂的双铰链带自动开闭的鹰翼门设计;为了解决鹰翼门开合可能碰到其他汽车和屋顶的问题,门内又内置了超声波传感器;还有医疗级别空气净化系统和超大前置挡风玻璃等等,让这款车噱头十足同时也争议不断。

  最终的结果是,原定于2014年上市的Model X历经多次跳票、供应商掉链子,Musk本人住在工厂督战一年多,期间因为量产受阻解雇多名高管,直到2016年第二季度产能才开始稳步上升。Musk在财报会议上坦言:“Model X有着许多设计复杂的功能和难以制造的配件。从销售汽车的角度来看,确实没有什么必要。”此外,这款“世界上最难制造的汽车”还引发了大批车主抱怨特斯拉汽车可靠性差,小毛病不断。

  Model 3和Model X产品定位、在特斯拉发展壮大过程中扮演的角色、面临的外部环境完全不一样,在传统豪强全面转向电气化的当下,特斯拉对Model 3的要求只有一条:快速起量。

  “Model 3的设计专为易于制造进行了优化。它比Model S &; X更加简单。例如,Model 3仅有一块屏,而Model S &; X有两块屏幕和为每块屏幕单独驱动的两个计算机。”

  “许多Model S &; X上华而不实的东西(bells and whistles)在Model 3上都被砍掉了,Model 3没有鹰翼门,这样的设计在之后量产爬坡中可以显著降低风险,更快的提高产能。”

  在上个月的股东大会上,Musk提到了Model X对特斯拉定义Model 3的影响:“Model 3早期的个性化定制选择非常有限。我们在Model X上犯了大错,这主要是我的责任——一开始设计得太复杂了,这太蠢了。”

  这就是为什么对于Model 3,特斯拉早期只提供后轮驱动的版本,用户只有车漆颜色和轮胎尺寸可以选择。其他配置例如全轮驱动的版本,会在明年产能显著提升后逐步开放选择。

  但如果你以为Model 3是一款中规中矩的电动汽车,那就大错特错了。特斯拉不再冒无谓的风险,但如果冒风险应用新技术有机会提前量产呢?

  新车正式量产前有一个试产环节,传统做法是使用相对便宜的原型工具测试新车生产线,将生产线调试到没有仪表盘缝隙之类的小毛病后,这些一次性工具就会遭到废弃。

  Model 3跳过了这个步骤,特斯拉直接购买了价格昂贵、用于长期量产的生产设备。他们利用计算机模拟技术模拟了生产模具、整条生产线及工厂环境,完成了测试环节,直接进入到最终生产环节。特斯拉在Model 3冒险首次应用这一技术的原因只有一个:计算机模拟技术测试周期比常规生产周期缩短了30%。

  Oliver Wyman制造顾问Ron Harbour说:“Musk在挑战极限,他想看看特斯拉可以从生产过程中节省多少时间和成本。”

  Model 3领先的地方还体现在整车线束上,线束是连接汽车各处的电子部件、传感器、ECU 等的工具,对于传统汽车来说,一辆车的电子化程度越高,就意味着车里的电子元器件越多、整车线束越长。Model S的整车线束长度达到了3公里,但Model 3的线束只有1.5公里,为什么?

  车和家CEO李想谈过这个问题:

  “(线束很长导致)今天整个汽车构造复杂,成本也非常高。甚至汽车的不安全性也与其复杂性相关。未来智能化后,整合车间对于数据传输的要求会改变。 下一代汽车完全以太网化,包括各种各样的功能连接,线束变到最少。

  到那时,汽车会从里面一堆线路的时代,变成真正电路板和半导体的时代。”

  除了技术的演进,高度集成、更简化的线束和接口有利于提升生产效率。相信后者也是推动特斯拉在Model 3上采用高度集成设计的重要理由。

  另外一个效率提升的地方在于特斯拉对制造机器人的应用,特斯拉去年收购了德国自动化机器制造公司Grohmann Engineering,随后把后者原有的汽车行业客户奔驰、宝马、沃尔沃等的订单全部砍掉了,原因是“Model 3量产机器人的制造在Grohmann Engineering中有绝对的优先权。”

  大规模应用制造机器人做的结果是,Model S &; X的生产速度为5cm/秒,根据Musk的预测,Model 3的生产速度要比前两者“提高20倍”“至少达到1m/秒”。

  虽然特斯拉确实没有百万辆级的制造经验,但我们清晰的看到,在Model 3的量产工作中,特斯拉正在变得遵循汽车制造业的基本规律,同时积极应用一切可能提升效率的新技术。

  争议内饰设计回应、产能快速提升决胜自动驾驶

  未来的全自动驾驶汽车一定与传统的汽车有着不同的内饰设计,在逐步渐变的过程中如何取舍?Model 3最具争议的一点便是砍掉了传统汽车布局在方向盘后的仪表盘,包括车速及其他信息显示全部交由那块中控大屏。在争议声越来越多后,Musk给出了他的解释——

  “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 ?”

  (汽车的自动驾驶程度越高,行车过程中你想关注的信息越少;你坐在出租车里多久看一次仪表盘?)

  这个回应听着没毛病,那实际驾驶体验如何?一位负责测试Model 3的特斯拉工程师给出了答案:“你很快就会适应没有仪表盘,行车信息显示在中控大屏上的设计。夜晚行车中疗效更明显:没有仪表盘的炫光,驾驶员的注意力会更加集中于前方路况。”

  交付前紧张测试的Model 3

  另外一个设计显示出自动驾驶技术在特斯拉与传统车企眼中的战略区别。看看下面这张图片,特斯拉在Model 3的怀档上配置了4个档位,分别是R(倒挡)、N(空挡)、D(前进档)和Autopilot(高级辅助驾驶),这是全球首款将自动驾驶功能的战略优先级提到与行车档位并举的车型。

  作为对比,我们可以看看前不久发布的全球首款Level 3自动驾驶汽车奥迪A8,这款车的自动驾驶启动键在下图红色箭头所指的按键上,位于中控屏下方。

  特斯拉试图教育用户:自动辅助驾驶应该成为与前进档、倒挡是使用频度一样高、一样可靠的功能,体现出特斯拉对Autopilot的战略重视。

  我们不妨多谈一点Autopilot,上文中提到,特斯拉在竭尽所能的提高制造效率,推动Model 3提前量产,除了应对纷纷觉醒,开始大力转型电气化的传统车企的追击,还有那些原因?

  卖到全球各地的每一辆特斯拉汽车都是特斯拉在未来自动驾驶领域决胜的关键。在自动驾驶领域,特斯拉的打法不同于任何一家车企,推动自动驾驶这么复杂、投入巨大的技术落地,特斯拉至今没有结盟任何一家芯片、互联网、Tier 1企业。感知、决策、控制、高精度地图、云端深度学习,所有的工作都在自主研发。即便没有启用Autopilot,跑在全球各地的特斯拉汽车也会收集路测数据,在后台上传至特斯拉的服务器。在特斯拉目前自动驾驶技术距离业界标杆谷歌Waymo尚有明显差距的背景下,除了四处延揽自动驾驶人才,快速提升路测里程显得尤为关键。

  Musk此前提到,如果要实现Level 4级别的自动驾驶技术,大概需要100亿英里的路测数据,我们可以粗略的算一下,以一位车主每年行驶2万英里计算,如果特斯拉按照规划在2018年如期卖出了50万辆Autopilot 2.0硬件车型,到2019年底(如果考虑到今年售出的汽车,这个节点应该还可以提前),特斯拉有机会成为业内第一家路测里程达到100亿英里的车企。海量的数据训练是特斯拉追赶谷歌,领先业界的关键。争论Autopilot 2.0硬件能否实现Level 4级别的自动驾驶有意义吗?Musk早就说过特斯拉特意留了接口,“可以轻松的升级自动驾驶硬件”。

  至于销量问题,特斯拉明年的销量增长的速度,将完全取决于Model 3产能提升的速度。这就是为什么李想说Model 3明年在美国的销量,估计是宝马3系、奔驰C和奥迪A4的总和,把雷克萨斯IS、讴歌TL、英菲尼迪Q50算上,估计也没问题。

  特斯拉Model3交付 为何说这是智能电动汽车业的里程碑

  Model 3是汽车产业变革的导火索,将一举引爆盘踞已久的老炮们和刚刚入场的新贵的混战。

  我是36氪汽车小组记者郑晓康,关注特斯拉、无人驾驶新能源车、车联网、出行及后市场,欢迎直接与我联系,微信:15735104947

关键词阅读:特斯拉Model3 智能电动汽车

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