“中庸”的ID.哪里香了?大眾MEB技術(shù)解析
三年半前,我寫過一篇文章《本文只回答一個問題:新e-Golf賣給誰?》
后來我進行了反思,為什么e-Golf最終賣得特別差,一方面是當(dāng)時進口大眾定價高得離譜,另一方面是我過于關(guān)注車子的操控,認為e-Golf可以表達我的駕駛意圖,但多數(shù)消費者要的是續(xù)航,這是MQB平臺進行電氣化的大劣勢。
關(guān)于MQB的內(nèi)容我就不多展開了,七八年前有篇劣文,大家順便瞧瞧就是:《MQB平臺五大量產(chǎn)車系解讀 沒區(qū)別的魅力》
我們來看從零開始研發(fā)的純電動專用平臺MEB。
為什么我說MEB賣不爆呢?下圖是官方宣傳海報,1款ID.3、2款I(lǐng)D.4、2款I(lǐng)D.6加在一起,銷量連續(xù)三個月破萬。
高情商:潛力滿滿!
低情商:才賣這點?
為什么新勢力月銷破萬就是重大喜訊,大眾電車月銷破萬根本就不是成績?
因為我心中的大VW Group是——20世紀(jì)最偉大汽車工程師費迪南德·保時捷博士的智慧遺產(chǎn)、20世紀(jì)最偉大車企老板費迪南德·皮耶希麾下的工業(yè)帝國、歐洲汽車工業(yè)之都“阿勒爾河畔的沃爾夫斯堡汽車城”之主人、歐洲汽車制造業(yè)游戲規(guī)則制定者、勒芒賽場與B組賽事的最強統(tǒng)治者、最速量產(chǎn)車(Chiron)與最省油汽車(XL1)的創(chuàng)造者、半世紀(jì)前開始造電動車的前瞻技術(shù)研發(fā)機構(gòu)、自研自產(chǎn)自銷完美工業(yè)閉環(huán)的典例、全球汽車從業(yè)人員的夢想雇主……
所以你跟新勢力去比銷量?
?。???
為什么大眾“理應(yīng)”吊打所有新勢力呢?
因為大眾集團旗下品牌保時捷對電動車的探索始于1898年(各位的大清那時還沒亡呢),費迪南德·保時捷在打造的“保時捷P1”純電動車續(xù)航“高達”78km,下圖是我在保時捷祖文豪森總部的博物館入口處拍到的P1,它歷經(jīng)了兩次世界大戰(zhàn)和120多年的世間動蕩期。不僅如此,保時捷博士在1900年還設(shè)計打造了世界上第一臺串聯(lián)式混合動力汽車。
大眾品牌對電氣化科技的探索始于1972年,當(dāng)時大眾工程師在萌勁十足的T2多用途廂型車的客艙地板下放置了電機與電池,邁出了大眾電氣化的第一步。只不過,那臺名為T2 Elektro Transporter的續(xù)航里程僅為50km。
到了1976年,也即是喬治亞羅操刀設(shè)計的第一代高爾夫量產(chǎn)的2年之后,大眾發(fā)布了試驗性質(zhì)的第一代電動高爾夫 —— Golf 1 Electro。這臺車是我在德累斯頓玻璃工廠拍到的。
這臺綠油油的純電高爾夫使用13.4kWh電池組進行供電(那時候還沒有鋰電池),總重量為80kg的驅(qū)動電機可以產(chǎn)生15kW(20PS)動力,最大續(xù)航里程僅為50km,極速100km/h。
第一代高爾夫在全球迎來熱銷,可以說是“自甲殼蟲和T型車以來第三款風(fēng)靡全球的大眾車”,只不過純電動版的高爾夫并沒有獲得任何成功,雖然它生產(chǎn)了整整5年。
這款白色純電車是1994-1996年間生產(chǎn)的第三代高爾夫純電版,大眾稱之為Golf 3 CityStromer。
與喬治亞羅的手筆相比,這臺三代高爾夫簡直丑出了天際,不過全球480萬輛的銷量足以證明大眾帝國統(tǒng)治汽車界的能力。至于這臺純電動版,4年間只生產(chǎn)了120臺,20kW(27PS)動力極為孱弱,17.28kWh只能在夏季提供70km續(xù)航,冬季則縮減為40km(大眾真老實,這都寫出來給我看了)。
下面這臺單座設(shè)定的大眾NILS電動概念車是大眾集團在2011法蘭克福車展上首發(fā)的,用于略述其對于2030年個人城市交通工具的想法。大眾強調(diào)這款NILS概念車“絕不是一款練習(xí)性的練習(xí)作品”,而是對2030年通勤車的一個“非?,F(xiàn)實的提議”。
NILS概念車采用類似F1式座艙的設(shè)計,駕駛員在整車中央中間(鋁制空間構(gòu)架構(gòu)),動力傳動系統(tǒng)在后部,長寬高分別為3040/1390/1200mm,整備質(zhì)量僅為460公斤。NILS要 11秒才能破百,最高時速130km/h,鋰電池包只有5.3kWh。
以上這些,都是MEB純電動平臺的技術(shù)鋪墊。
我從來不認為MEB平臺和ID.系列電動車是“中庸”的,它們比我們想象中要前瞻。比如保時捷在大家心目中是一個豪華品牌或者奢華品牌,但在我心中是一家樸實無華的研發(fā)機構(gòu),輪轂電機的創(chuàng)造者之一、混動車的發(fā)明者、電動虎式坦克的研發(fā)者、登月車動力結(jié)構(gòu)的創(chuàng)意提供者……而很多人買Taycan只是因為上面的保時捷車標(biāo)。
保時捷在自家博物館展示了他們在二戰(zhàn)時期勞役工人的罪證,警醒后人不要重蹈覆轍。再看看某些新勢力,每個月想盡辦法給排行榜加定語,50萬以上、中大型、智能汽車領(lǐng)域……只要定語夠多,你一定能排到第一名。
大眾可沒告訴你,它家跟豐田輪流當(dāng)世界第一大汽車集團太多年了。
只是,提氣的話說完了,泄氣的話也要說:大廠的研發(fā)思路為什么不受中國消費者歡迎?
大廠的電動車研發(fā)項目開啟得都很早,但寶馬集團、大眾集團、通用集團這幾年才推出大批量產(chǎn)化的電動車平臺,之前半個世紀(jì)都干什么去了?技術(shù)達不到實用化啊。鋰離子電池在1991年才被索尼帶到民用市場,業(yè)界花了二十多年時間研究怎么把鋰離子動力電池裝車運行,技術(shù)到今年(鋰離子電池量產(chǎn)30周年)才敢說相對成熟,續(xù)航能跟部分汽油車平起平坐。
你看,寶馬E1、大眾e-Golf、通用EV1,這都什么玩意,電池拖后腿太嚴重,最終只能退市停產(chǎn)。
等新勢力們拿著那些只花正常研發(fā)的一半時間(僅2年左右)整出來的車投放市場,寶馬大眾通用是一臉懵逼的:這玩意你們稱之為“量產(chǎn)車”?
別管,人家開賣了,還賣得不錯,出了問題可以O(shè)TA,“用戶型企業(yè)”嘛,把用戶當(dāng)成試車員的企業(yè)。
大車企都有龐大的產(chǎn)品線包袱,甚至95%以上都是油車,電車就必須保證盡可能安全才行,不然自燃幾臺的話,不但電車賣不好了,連基本盤油車都受到口碑牽連。
要保證安全冗余的話,就得使用配方更穩(wěn)定的正極電解液負極,成本上去了,單體容量下去了,而且SoC不能用盡,不然鋰枝晶生長太快就容易自燃。再加上模組和整包的防機械濫用結(jié)構(gòu)與泄壓防爆結(jié)構(gòu)也要升級,算下來整包能量密度就降低了很多,續(xù)航當(dāng)然就不出色了。
以上僅針對正向研發(fā)的大廠純電動車,跟油改電無關(guān)。
現(xiàn)在很多傳統(tǒng)車企都在學(xué)新勢力營銷,廣告車漆都選亮色調(diào)(雖然依然賣黑白灰最多),保留郊區(qū)4S經(jīng)銷商的前提下往市區(qū)商超開2S體驗店,開通各種長短視頻平臺官方賬號跟網(wǎng)友互動玩梗,提供海底撈服務(wù)……
在傳統(tǒng)汽車市場上,車企負責(zé)汽車的研發(fā)和生產(chǎn),而銷售和用戶維護則由4S店等經(jīng)銷商負責(zé)。車企負責(zé)打造好的產(chǎn)品。而車輛銷售給用戶之后,雙方的聯(lián)系就幾乎中斷了。隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化在汽車上的普及,汽車正在由單純的機械產(chǎn)品向著可移動智能空間和智能化終端轉(zhuǎn)型,用戶及用戶在使用中反饋的意見和建議以及用戶在用車過程中生成的數(shù)據(jù)都成為了車企重要的財富,與用戶保持連接是車企必然的選擇。
中國乘用車產(chǎn)業(yè)開始于20世紀(jì)末,中國2001年加入WTO后經(jīng)濟突飛猛進,2009年成為全球最大汽車產(chǎn)銷國并一直延續(xù)至今,即將蟬聯(lián)第12年(2021年度)。在中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展過程中,車企與用戶之間的關(guān)系也在迅速變化。車企用戶運營的業(yè)務(wù)覆蓋面與業(yè)務(wù)開展難度逐年增加,因為這30年來中國車市已經(jīng)從“賣方市場”徹底轉(zhuǎn)向“買方市場”。
大家有沒發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在新勢力都清一色玩“智能”題材,真正專注電動化的不多,被罵得最多的蔚來,才是花了最多力氣構(gòu)建補能網(wǎng)絡(luò)的。
智能化是噱頭嗎?有些是,但相當(dāng)一部分不是噱頭,是真正能用的東西。
汽車智能化分為兩大領(lǐng)域,包括智能座艙和自動駕駛,后者是未來車企的核心科技。因為汽車廠家未來不再是制造商而已,它們都會逐步變成出行方案提供商。不變可以,等倒閉吧。
新勢力為什么玩智能玩得好?因為很多都是科技公司跨界創(chuàng)業(yè),那是別人專長,傳統(tǒng)車企反而落入了自己不擅長的領(lǐng)域中來,研發(fā)緩慢是肯定的了。至于傳統(tǒng)車企擅長的機械制造領(lǐng)域嘛,不少新勢力基本就是個總裝廠了哈哈哈哈。
好了好了,花了半篇文章說完宏觀行業(yè),我們來說說MEB平臺的一些核心技術(shù),從電機開始。
如果轉(zhuǎn)子速度與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步,就叫同步電機,否則就是異步電機。驅(qū)動電機的異步與同步之爭已經(jīng)延續(xù)很久了。
異步電機:輕量化,小型化,控制簡單,價格便宜,應(yīng)用廣泛,不會受稀土資源限制,不會退磁。
同步電機:精度高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價較高,響應(yīng)速度快,功率密度高,峰值效率高。
大眾MEB的選擇是:我全都要。
大眾在燃油車時代默認是前驅(qū)車,在電動車時代默認是后驅(qū)車。
MEB平臺默認后軸搭載成本更高、體積更大的永磁同步電機,成為一臺標(biāo)準(zhǔn)的后驅(qū)車;如果前軸選裝小功率的交流異步電機,就變成了四驅(qū)車;以后可能還會有只搭載前軸交流異步電機的前驅(qū)車。
如此一來,就可以快速設(shè)計出不同的電動車型。
型號為APP310的軸平行永磁同步電機,重量為90kg,最大扭矩310N·m(命名來源),最高功率150kW。這個功率扭矩在日后可以FOTA升級,高刷成更高性能的版本,
這臺同步電機內(nèi)集成了單速減速箱以及功率電子裝置,結(jié)構(gòu)更為緊湊,此外還優(yōu)化了靜音功能,而在低速時會自動播放低速提示音,提醒周遭的交通參與者。
大眾以前的油改電,續(xù)航與快充都是挺拉胯的,因此只適合市內(nèi)通勤。再看現(xiàn)在MEB平臺下的ID.產(chǎn)品線,以ID.4為例吧,單體電芯能量密度240Wh/kg,整包最高能量密度175Wh/kg,電池包最高能量83.4 kWh,最長NEDC續(xù)航555km(以后用CLTC標(biāo)準(zhǔn)會到600km左右)。
對了,我很少在官方稿件里面講到“能量”這個正確的詞(單位Wh),多數(shù)官稿形容整包電量都說的是錯誤的“容量”(單位Ah)。
室溫標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)500次后;容量保持率約等于97%,遠高于國標(biāo)要求的90%;8年12萬公里容量>80%。
這個數(shù)據(jù)不算很亮眼,因為大眾太老實了,精確到個位數(shù),多數(shù)車企不會跟你說得這么細。
關(guān)于循環(huán)壽命,大家可以點擊下文看我的詳細解讀:
全系標(biāo)配了電池冷卻、加熱、溫度均衡功能,環(huán)境溫度從+45°C高溫到-30°C極限低溫都沒問題,非極限情況下電池包均可以一直保持在23℃工作,即使在-24°C環(huán)境溫度下仍滿足最大車速160km/h的動力需求。
這一點我們在電控部分展開說說。
MEB平臺三電技術(shù)最強的部分是非常充足的安全冗余,犧牲的是成本和續(xù)航。
MEB平臺的ID.系列產(chǎn)品需要通過338項嚴苛企業(yè)測試,這個數(shù)字是是國標(biāo)53項要求的近7倍,此外電池包符合IPX8/IPX9K最高防水等級,熱失控蔓延時間大于17分鐘(不止是1分鐘逃生時間)。
ID.系列產(chǎn)品做的機械與電氣濫用試驗非常多,比如涉水測試需要電池系統(tǒng)在水下浸沒(地庫泡水、臺風(fēng)地面積水)1米達24小時,K13浸入式的溫度沖擊測試會加熱電池包到55℃并立刻浸入接近0℃冰水,耐火測試就是拿火烤,機械測試則需要承受60g碰撞加速度沖擊、底部球擊。正面與側(cè)面柱碰撞等等試驗。
大眾MEB的電池包防護有個很獨特的點,就是除了傳統(tǒng)的電芯、模組、電池包三層保護之外,還在安裝完電池包的整車底盤下方加裝一塊三層結(jié)構(gòu)的鋁制防護板,即使蹭底也只是先壞鋁板,離電池包損壞或熱失控還遠著呢。
2020年,中國提出《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,推動動力電池全價值鏈發(fā)展,建立鈷、鎳等材料保障體系,實現(xiàn)到2025年新能源汽車銷量占比20%,2035年達到50%。
舊的動力電池應(yīng)該先梯次利用,最后才拆解回收。希望了解更多電池回收知識的朋友,點擊我的劣文:
大眾汽車薩爾茨吉特工廠正在進行電池循環(huán)利用的試點項目,大眾汽車采用高度自動化的機械制備和高效的濕法冶金方式回收電池。動力電池材料包含鋁、銅、鋼、鎳、鋰、鈷、錳等金屬及石墨、塑料等其他材料。不算隔膜,大眾汽車一共可以回收高達95%比例的材質(zhì)。
大眾汽車支持中國電池生命周期產(chǎn)業(yè)鏈,所有進入回收體系的電池均會按要求進行溯源,同時上傳國家溯源系統(tǒng),經(jīng)檢測不符合梯次利用或者不允許梯次利用的電池會直接進入電池包的拆解、電芯破碎工序。
中國目前有27家由國家認證的電池回收白名單企業(yè),大眾通過與符合國家資質(zhì)的電池回收企業(yè)共同合作,打造動力電池生命周期產(chǎn)業(yè)鏈,并提供相應(yīng)的技術(shù)支持。
通過濕法冶金得到的硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳等動力電池前驅(qū)體原材料,可用于鋰電池生產(chǎn)、制造環(huán)節(jié)。
離線自主均衡,提高電池一致性;SoC自適應(yīng)修正,估算更為精確;參數(shù)自學(xué)習(xí),精確反應(yīng)電池狀態(tài)。
為電池包提供23℃恒溫條件,加熱部分使用PTC熱敏電阻(下圖紅色,一大一?。┖涂晒┻x裝的熱泵(下圖藍色),冷卻部分使用R744空調(diào)壓縮機裝置(下圖藍色,同一個)。接下來我們分別說說。
PTC加熱裝置有兩個,大的那個在車廂內(nèi),給車內(nèi)供暖;小的那個在前艙內(nèi),給電池供熱。
因為有PTC的存在,即使在-10℃低溫環(huán)境下,1小時也可讓ID.產(chǎn)品充入近80%電量。
在正常溫度下,ID.產(chǎn)品的直流充電功率為100kW,最快30分鐘內(nèi)可從30%充到80%電量,最快10分鐘充電可行駛約100km。家用掛壁式交流充電機為標(biāo)準(zhǔn)的7.2kW,充滿電需要8-12小時。除了常規(guī)的家庭充電之外,超級APP集成20萬根公共充電樁、同時快速推進CAMS專屬快充樁布局,并在190多個城市實現(xiàn)一鍵加電應(yīng)急保障,實現(xiàn)全場景補能無憂。
這個熱泵選裝需要9000大元,0℃時加熱比沒熱泵的車節(jié)能40%,而且因為CO2沸點-78℃ ,外頭越冷的話,熱泵效率越高。東三省的朋友才有必要選,咱廣東的就別湊熱鬧了。
為什么大眾要研發(fā)CO2熱泵呢?基于全球環(huán)保需要,各國逐步禁用R134a作為汽車空調(diào)制冷劑,主要替代制冷劑為R1234yf 或CO2(R744),CO2在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點比R134a和R1234yf更低,因此在寒冷天氣下制熱效率更高,而且CO2制冷劑最為環(huán)保,完全無毒,后續(xù)使用無需回收。
使用CO2作為傳熱介質(zhì)、選裝熱泵的R744空調(diào)裝置,具有蒸發(fā)器、蒸發(fā)器回流管(低壓)、蒸發(fā)器進流管(低壓)、加熱氣體冷卻器回流管(高壓)、加熱氣體冷卻器進流管(高壓)、R744加熱氣體冷卻器以及高電壓加熱器(PTC)等部件,可以分別實現(xiàn)加熱和制冷。
在低溫情況下,R744空調(diào)的熱泵會和剛剛提到的PTC一起工作,溫度上來之后PTC先降低功率直至停擺,熱效率更高的熱泵繼續(xù)工作。
在高溫情況下,R744空調(diào)進行制冷,而且可以通過網(wǎng)聯(lián)方式進行提前制冷/加熱。
R744空調(diào)具備8個電磁閥裝置(5個截止閥+3個膨脹閥),通過電磁閥的不同組合,可以實現(xiàn)3種加熱模式場景和4種制冷模式的切換。
以上海安亭的上汽大眾新能源汽車工廠為例,這座新工廠項目總投入約170億元,規(guī)劃年產(chǎn)能30萬輛。
首先,這座MEB工廠采用1400多臺工業(yè)機器人,車身和電池車間基本實現(xiàn)無人化全自動生產(chǎn),廣泛應(yīng)用高度自動化裝配和自動測量技術(shù),投入自動擰緊、自動門板噴蠟、全自動合裝平臺、全自動儀表安裝、空中輸送線、AGV小車等多項新技術(shù),提高質(zhì)量和產(chǎn)能。
其次,這座MEB工廠采用數(shù)字化技術(shù)管理,應(yīng)用RFID人工智能識別技術(shù)、光學(xué)識別技術(shù)、AR/VR技術(shù)、無紙化工廠理念、能源管理系統(tǒng)等先進技術(shù)和智感裝備,實現(xiàn)制造全過程的智能化和數(shù)字化,同時也是公司首個實現(xiàn)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的工廠,車間內(nèi)布置了大量的AP生產(chǎn)無線熱點,結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云存儲等互聯(lián)技術(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)協(xié)同,構(gòu)建智慧工廠管理平臺,打通信息流,實現(xiàn)從設(shè)計、生產(chǎn)到銷售各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通。
再者,這座MEB工廠踐行大眾集團“GoToZero”理念進行建設(shè),運用揮發(fā)性有機物(VOC)凈化系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電、熱電聯(lián)供、余熱回收、雨水回收利用、中水回用技術(shù)、能源管理系統(tǒng)等28項節(jié)能環(huán)保措施,能源、水、二氧化碳、揮發(fā)性有機物和廢棄物5項關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo)下降20%。
最后,這座MEB工廠在設(shè)計之初就特別關(guān)注用地的集約使用,工廠的占地面積是其它相同規(guī)模新建工廠的三分之一,各車間通過連廊跨越市政道路,實現(xiàn)完全的人車分流。
我一直都不排斥造車新勢力,甚至也推薦過不好使用場景特別合適的朋友親戚去購買,但最近兩年新勢力的宣傳勢頭實在太強了,在很多平臺上的風(fēng)評已經(jīng)演變到不買新勢力就是守舊派?;庶h、不買新勢力就是不支持中國產(chǎn)品、不買新勢力就是不懂車、不買新勢力就是不環(huán)保不節(jié)能,不買新勢力就是給國外資本家送錢。
問題是,哪家開公司不是為了盈利的呢?君可知,多數(shù)新勢力都以股票上市為公司的最大里程碑(創(chuàng)始團隊財務(wù)自由為最大里程碑),而大眾不是,本田不是,豐田不是,通用不是……
這里再次提到保時捷博士的外孫,我認為世界上最完美的車企老板費迪南德·皮耶希,在他麾下的大眾集團,卻以下面這些節(jié)點作為公司品牌歷史的里程碑:
保時捷917贏得了勒芒冠軍,并且橫掃車壇數(shù)年。
奧迪Quattro S1贏得WRC冠軍,并且橫掃車壇數(shù)年。
威航成為世界最快量產(chǎn)車,并且橫掃車壇至布加迪Chiron誕生。
大眾XL1成為世界最省油的汽車,并且橫掃車壇至今。
(文:黃恒樂 丨 圖:大眾中國/黃恒樂)
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