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汽車集成化和去集成化的博弈

autocarweekly 2022/11/29 20:48:07 責編:遠生

大家有沒有發(fā)現(xiàn),最近很多有關(guān)的汽車領(lǐng)先科技新聞,都不約而同地提到了“集成化”這個詞。

比如日前,哪吒汽車發(fā)布了浩智高效三合一增程器,具備了體積小、成本優(yōu)、效率高、靜謐性好的優(yōu)點;特斯拉的后車架一體化設(shè)計也有“多米諾效應(yīng)”,比如在今年,蔚來 ES7 已開始應(yīng)用一體化壓鑄新技術(shù);小鵬汽車則表示,未來將在武漢工廠建立新的一體化壓鑄工藝車間,同時引入超大型壓鑄島及自動化生產(chǎn)線。

但與此同時,縱觀汽車歷史發(fā)展,也有不少零部件是從一個整體逐漸拆分為多個子部件。比如近幾年大火的“滑板底盤 + 可拆分車身”概念,就旨在變革傳統(tǒng)的車身模式,給到大家更全新的用車體驗。

汽車到底是要拆解還是整合,這個決策讓人難以抉擇。

“化零為整”會是行業(yè)大趨勢

“化零為整”的專業(yè)術(shù)語是「集成化」,它的目的是將許多零散的部分化為一個整體。

大家生活中已經(jīng)遇到它了。新時代房屋和家具正在走集成化路線,它可以為我們帶來更低成本支出、更少的搭建時間和更多的使用空間。

比如模塊化房屋已經(jīng)有起頭之勢。它是將房屋按功能模塊進行拆解,先在工廠內(nèi)完成加工,然后運到現(xiàn)場組裝即可。以往數(shù)月才能完成的房屋,眨眼被壓縮到數(shù)天。

汽車也是如此,就連汽車上極為龐大又復雜的零件 —— 白車身,特斯拉也在想辦法進行集成化。最早采用一體化壓鑄技術(shù)的車型是特斯拉旗下的 Model Y,它的后車架本應(yīng)該由 70 多個零部件由焊接方式拼接,但有了 6000 噸級意德拉 Giga Press 壓鑄機,后車架一氣呵成,直接集成為一個超大零件,制造工序和時間被大大縮短。

主流汽車工廠焊裝車間要配 200~300 名工人,一體式壓鑄車間只需要 20-30 名工人。特斯拉官方稱一體化壓鑄技術(shù)將給 Model Y 節(jié)省約 20% 制造成本

現(xiàn)在最新的電池包系統(tǒng)也在考慮使用 CTP(Cell To PACK),它是將電池直接集成到電池包中,從而省去中間模組架構(gòu),簡化電池包結(jié)構(gòu),提高空間利用率。手機產(chǎn)品也是類似趨勢,現(xiàn)在基本都是電池機身一體化,能讓電池和主板的貼合度更高。

特斯拉 CTC 方案異曲同工,只不過它是將車身地板作為電池包的上蓋。這番操作下,MIT 版 4680 CTC Model Y 的電池包(80kWh)+ 中控臺 + 座椅 + 地毯總重僅 544kg,要知道某款知名傳統(tǒng)豪華純電 SUV,單 80kWh 電池包重量就達到了 650kg。

總之,汽車行業(yè)也好,建筑行業(yè)也好,集成化設(shè)計可簡化裝配程序,提高產(chǎn)品合格率,還可以達到輕量化、節(jié)約成本等目的。

在汽車上,集成化在特殊部件上還能發(fā)揮特殊功效。電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化設(shè)計可以實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的輕量化和提升空間利用率。比亞迪集成化后的驅(qū)動總成、高壓總成就比 e 平臺 1.0 版的分布式結(jié)構(gòu)減重了 40kg,節(jié)省了一個大容量行李箱的空間(37L)。

而且將驅(qū)動電機與逆變器集成一體,逆變器配置在驅(qū)動電機旁,連接電機與逆變器的線束就可以縮短或者置換,也能減少線束因發(fā)熱產(chǎn)生的電耗,妥妥的細節(jié)控。

“化整為零”,去集成化也大有可為

既然“化零為整”好處多,為什么還要做“化整為零”呢?這是因為人類并不是以追求最高效率作為唯一目的,還要考慮現(xiàn)實需求。集成化和去集成化就像太極八卦的陰陽兩極,形成平衡才好。

(1)去集成化,降低風險

集成化的優(yōu)勢雖然多,但就像雞蛋放在一個籃子里,承擔更高昂風險也更高。

比如現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)采用一體式鋁合金車體的新能源車型普遍保費會更高。與此同時,集中式帶來的故障風險也會更高,就像現(xiàn)在的智能手機維修起來就困難得多。

關(guān)于化整為零,汽車行業(yè)也出現(xiàn)了一些聲音。這兩年大家對芯片行業(yè)肯定不陌生,芯片的算力就好比汽車的馬力,它是決定一臺車性能、智能的關(guān)鍵。

車規(guī)級芯片對其工作環(huán)境、質(zhì)量可靠性和一致性有很高要求。特別是對抗干擾性能的要求較高,包括抗 ESD 靜電、EFT 群脈沖、RS 傳導輻射、EMC、EMI 等。對芯片和元器件能夠正常工作的外部工作環(huán)境,如工作溫度、濕度、發(fā)霉、粉塵、鹽堿自然環(huán)境、EMC、有害氣體侵蝕,高低溫交變、震動風擊以及高速移動等也有著更高要求。

汽車架構(gòu)從分布式到域控制再到中央集中式的架構(gòu)變革,會將原本數(shù)百顆芯片的算力集中在幾顆芯片中。這就像獨自承擔所有雞蛋的籃子,要更加注意安全防護,對應(yīng)到汽車上,就是要求芯片功能安全等級更高。

芯片的集成化程度越來越高,算力越來越大,是智能汽車向集中式架構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)

相關(guān)預測顯示,汽車主控芯片在未來幾年十分火熱,其中高性能控制芯片和 SoC 將成為主要的市場增長點。但在如今芯片產(chǎn)量危機下,高性能芯片的量產(chǎn)壓力也很大,比如去年在手機行業(yè)就爆出芯片產(chǎn)能不足影響向三星供貨。雖然為了利潤,高通提出將優(yōu)先保證高端 SoC 生產(chǎn),但能搶到份額的也只有大廠,中小企業(yè)只能苦等。

中央集中式架構(gòu)的優(yōu)勢在未來,在當下看,這二者在用戶體驗上還未拉開明顯差距,所以這些綜合因素下,也有不少廠家猶豫切換架構(gòu)。

(2)去集成化提升舒適性和實用性

對比上世紀的車型,汽車前排座椅變化最為明顯。

早期多采用前排連通式的沙發(fā)座椅,現(xiàn)在則多是獨立式座椅。獨立座椅的包裹性更好,支撐更足,甚至還更安全。大家肯定有過這種感受,乘坐長途更喜歡坐副駕,后排座椅包裹性和支撐不足,容易累。

它和現(xiàn)代沙發(fā)異曲同工,在 10 年前特別流行 L 型貴妃式沙發(fā),但現(xiàn)在越來越多家庭覺得雞肋,還不如直排沙發(fā) + 獨立沙發(fā)來得舒適和實用。

除了座椅,現(xiàn)在還出現(xiàn)了更大膽的設(shè)想,分體式無人駕駛汽車被認為是一種很有前景的模式。奔馳 Vision Urbanetic 概念車,采用了分體式無人駕駛汽車設(shè)計。它有一個獨立的“滑板底盤”,根據(jù)不同的設(shè)定,可以給它配備兩種不同的車身模塊。

(3)分體式又成新美學潮流

一體式燈組的好處在于造型簡潔大方,當時大嘴進氣格柵還沒街車化,前臉各部位比例合理,這套行頭下來,足足一個標準身材的西裝紳士。然而新能源汽車缺少了進氣格柵后,整個前臉顯得很素。

分體式大燈就像是在一張“畫板”上著了更多筆墨,會使得前臉更豐富。出于美觀角度,新能源汽車開始流行分體式大燈設(shè)計。蔚來 ET7 就是如此,整張前臉集合了美學需求和功能需求。前臉分體式的大燈,上部是扁平的日行燈,下部是大燈組。封閉式的中網(wǎng),下包圍進氣格柵很小,如此可降低風阻。

分體式前照燈組的典型排列模式是:轉(zhuǎn)向燈(外后視鏡上)+ 日間行車燈(貼近進氣格柵上沿)+ 遠近光一體(前保險杠中部)+ 霧燈(前保險杠下部或不一定有)

理想 L9 也采用了分體式前照燈組。理想 ONE 已經(jīng)有將日間行車燈和大燈組分開設(shè)計的苗頭,到 L9 身上,這二者的距離被徹底拉開,貫穿式 LED 日間行車燈被保留,其他燈被移動到前臉中部。

總結(jié)

零和博弈的結(jié)果是一方獲利而另一方損失,且一方的所得正是另一方的所失,汽車集成化和去集成化還真有點像“零和博弈”。

大家當然更喜歡“雙贏”的局面,但對于車企來說,汽車太復雜,這么龐大且集聚高科技的產(chǎn)品,要滿足不同需求,就必須做出取舍。好在從消費者角度看,集成化和去集成化一起存在就是“雙贏”,它綜合了成本、效率、時間、性能、體驗和美學需求??梢灶A見,這兩種特征會同時存在于汽車中,直至汽車進化成最完美版本。

本文來自微信公眾號:autocarweekly (ID:autocarweekly),文:七號-宋

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