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标电动化推动模块化,进而推动智能化大发展

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来源:中国电动汽车网   作者:陈世鑫   2017/11/20   浏览9263次   

(一)在电动汽车大势所趋之际,模块化构架也将大行其道


(二)电动汽车模块化完成之际,也推动汽车智能化大发展


(一)模块化生产在传统汽车中运用广泛,成为主流生产方式


回顾过去 100 多年汽车工业的发展历程,传统汽车发展经历着由生产流水线方式生产到平台化生产的转变,当福特 汽车创造出影响整个世界的流水线生产工艺时,汽车的生产周期和成本大大下降,流水线的生产方式作为一种主流的生产方式一直延续到上个世纪八十年代。随着时代的不断发展和科技的不断进步,叠加消费者的个性化不断提升,整车厂商对新车型的开发周期和汽车的成本要求越来越高,汽车平台化生产呼之欲出,很快成为了汽车生产的主流 方式。汽车平台化生产是指不同的车型可以共用一条生产线。通俗的话来讲,平台就是把诸如底盘横梁、悬架等汽车中不变的总成、模块、零部件整合为一个平台,再匹配上其它如车身外壳等不同型号的总成、模块和零部件,实现在一 个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。平台化生产可以有效的缩短新车开发周期的同时,将制造成本 降到最低程度。


图表(一)传统汽车逐渐向模块化生产不断演进



随着汽车技术和制造工艺水平的不断提高,汽车的制造开始向“模块化”生产方式演进,而时代的不断发展,模块 化的概念也不断被重新定义。模块化是指当汽车平台技术发展到一定阶段,零部件的通用化率不断提高,汽车的各 部分总成如发动机、变速箱、悬架系统、车身部件、电器系统形成一种单独的模块,最后汽车以模块的方式进行组 合。通过模块化生产,车企不仅可以在同一条生产线开发不同的车型,缩短新车开发周期,而且高效的生产方式可 大大简化生产流程,提高生产效率。


图表(二)模块化生产逐渐成为汽车生产主流方式



资料来源:互联网


在传统汽车工业发展到今天,“模块化”生产已成为大规模汽车生产的趋势。利用“模块化”生产方式,汽车厂商可以在全球范围内进行汽车模块的选择和匹配设计,优化汽车设计方案,有利于提高汽车零部件的品种、质量和自 动化水平,提高汽车的装配质量,缩短汽车的生产周期。模块化实际上提高了准入门槛,靠一个平台一款车去单打 独斗将不占优势,在未来,模块化将使得生产规模达到一定程度的企业在成本上更具竞争力。不仅是大众,宝马、 奔驰、丰田等汽车企业巨头也在谋划模块化的发展战略。


传统车模块化的核心是基于标准模块化底盘系统平台,以最具代表性的大众 MQB 平台为例,大众汽车以底盘为基 础同时开发众多接口,以这个接口为基础,可以拓展出众多不同的车型,尽管这些车型的外形、尺寸、轴距有所差


异,但它们的底盘布局却有着重大的相似性。通过对轴距、悬架、轮距等部分的调整,MQB 平台可以衍生 A00、A0、A 到 B 四个级别的车型。




资料来源:互联网


(二)电动汽车逐渐向模块化生产演进,特斯拉以身先行


自电动汽车高速成长以来,高昂的购买成本成为制约其进一步快速发展的一大因素。随着电动汽车产销的不断增加, 降低生产成本的诉求愈加强烈,新能源汽车开始参考传统汽车的先进制造技术和生产方法,模块化生产方式也逐渐 被厂商引起重视和不断的引入。模块化生产将成为新能源汽车厂商降低成本的有力利器,成为大规模生产新能源汽 车的重要前提。标准化作为模块化生产的前提,和模块化互为一体,只有建立涵盖电池电机电控、充电接口、通信 协议、基础设施等一系列标准后,模块化生产才能更好的推广和运用。


图表(五)电动汽车有望承接传统汽车“模块化”生产方式



资料来源:互联网


特斯拉打造万众瞩目的高端电动产品,树立全球电动汽车的新标杆,随着 Model 3 的量产,特斯拉有望加速汽车电动化的新征程。特斯拉最能给人耳目一新的是革命性的 2170 电池和自身设计开发的电池管理系统,2170 电池的能 量密度比此前车型使用的 18650 提升 20%以上,同时成本可下降 9%。但我们认为,特斯拉之所以成为全球电动汽车的标杆企业,其高密度的电池和高效的电池管理系统固然是耀眼的亮点,但真正的核心在于以 PACK 系统为核心。


的平台化生产底层系统框架。基于这个底盘构架打造的生产平台,特斯拉建立了属于自身的标准化生产模块,提高 生产效率的同时大大降低成本,这为 Model 3 的量产和大众化提高了很好的基础。


图表 (六)特斯拉 18650 和 2170 电池对比



资料来源:互联网


基于自身打造以底盘构架为核心的模块化平台,特斯拉可以打造类似于苹果的“垂直”生态链。而特斯拉做的是首 先在产品层面达到一个高度,随着 Model S 和 Model X 的先后上市,特斯拉凭借非常明显的技术优势在电动汽车领 域中领先于其他竞争对手,成为行业的领军企业。除了打造高性能的产品之外,特斯拉有意整合电动汽车产业链, 建立自己的标准,来扩大自身的影响力。


为了实现锂电池的规模化生产,进一步削减电池成本,特斯拉斥资 50 亿美元打造超级电池工厂 gigafactory, gigafactory 于 2014 年 6 月开工建设,预计 2018 年的产能可达 35GWh,彼时特斯拉的电池成本将下降逾 30%。同 时,特斯拉还建立更多的超级充电站,超级充电站对特斯拉永久免费,并将向所有电动车开放。此外,特斯拉还收 购 Solar City,打造可持续能源领域的垂直生态系统。


图表(七)特斯拉有意打造“垂直”生态系统



资料来源:互联网


在人工智能的浪潮助推之下,汽车智能化的步伐正在加速赶来,智能化有望伴随电动化趋势成为未来汽车发展一大


方向。特斯拉 Model 3 的推出和普及将大大加速汽车电动化的新征程。尽管目前电动汽车的渗透率还不高,但是电 动化的技术路线已较为成熟,而且特斯拉建立的底层模块构架并不封闭,随着其它厂商对特斯拉技术的不断复制和


推广,电动汽车有望建立统一的标准,并大范围普及。


电动化和智能化是汽车行业最显著的发展趋势,而电动汽车是实现智能化的最佳载体。模块化生产是电动汽车未来 的发展方向,同样高度智能化的前提是高度模块化。在高度模块化的趋势之下,特斯拉以底盘为基本构架打造模块 化生产平台,建立行业标准并成为其它厂商的“模板”。在模块化生产的大趋势之下,特斯拉的这种模块化平台有 望成为未来的新指引。


现阶段传统车企的新能源汽车的底盘构架是在传统车型的技术上做一些技术性的改良,技术的改良反应了传统汽车 在新能源汽车领域的传统惯性,并不具备颠覆性的创新力,也无法适应电动汽车背后的发展需求。在模块化的滚滚 洪流的冲击下,固守“和平演化”思路的传统车企恐将不再适应发展的节奏,随着时间流逝将逐步丧失竞争力,而 以特斯拉为代表的新模式有望逐步扩散,成为电动造车行业的新标准。


图表(八)特斯拉底盘构架有望成为电动车模块化的代表



资料来源:互联网


在汽车电动化的大趋势之下,汽车智能化的标准化和模块化有望快速形成。一方面,在电动化的大潮中汽车电子的


占比不断提高,而汽车智能化的过程是汽车电子不断的创新和升级,模块化本身是电子产品制造过程中的结晶,所 以电动汽车的不断发展大大促进了智能汽车的模块化。从另一方面来讲,智能汽车依赖于电动汽车,电动汽车是汽 车智能化的有效载体,在电动汽车模块化演进的过程中,出现智能模块化也是必然的。因此电动汽车的模块化发展, 会极大的推动智能汽车模块化的形成。


特斯拉以电动汽车为载体,在汽车智能化领域同样引领行业。特斯拉向自己的电动汽车注入智能汽车的基因,60 多 亿公里自动驾驶大数据让 Autopilot 深度学习,全新的硬件升级加上新版本系统“空间升级”让特斯拉无人驾驶达到 新高度。在智能驾驶领域,特斯拉开创了无人驾驶的先河,与竞争对手间的差距仍在不断拉大。继电动汽车之后, 特斯拉又在无人驾驶领域继续建立行业的标杆。


图表 (九)智能汽车也在朝着模块化方向发展



资料来源:互联网


三、特斯拉模块化构架建立行业标准,其它厂商被动跟随


(一)特斯拉为电动造车提供借鉴,大众打造 MEB 平台 特斯拉开发的全新电动汽车平台成为新能源汽车底盘设计的一个趋势。在设计之初,特斯拉便遵循模块化设计的理


念,将 PACK 和底盘融为一体,在增加 PACK 强度的同时减轻底盘的重量。同时,特斯拉以底盘 PACK 作为构架,


延伸出众多的接口,打造出平台化的生产框架,大大提高生产效率。在 Model S 初获成功后,特斯拉不断改良和沿 用这种设计,后续车型 Model X 和 Model 3 便是在这一底盘构架上做小幅的变动而生产。


特斯拉的理念与传统汽车大相庭径。作为一家新成立的汽车公司,要想在新领域中取得突破,除去不断的创新和对 电动汽车领域的极端热情,使用全新模块化生产,在技术高度上有所突破是特斯拉唯一的选择。而传统汽车厂商拥 有上百年汽车技术沉淀,以传统车平台为基础,根据需求进行局部改进的传统思维模式是传统车企面临的历史包袱 和逃不掉的惯性思维。从另一方面来讲,传统车企尽可能地沿用传统车底盘,也是传统车企减小开发难度、沿用传 统零部件的考虑。在新能源汽车完全颠覆的大趋势下,全新的电动汽车平台由于遵循整体化设计的理念,将带来更 优化、集成度更高、性能更卓越的产品,而传统平台由于模块化程度低、布置难度大等缺陷让传统车企面临极大的 被动。


图表(十)特斯拉 Model S 建立电动汽车生产平台



资料来源:互联网


特斯拉以创造性的思维开发出全新的电动汽车平台,为电动汽车行业树立了一个标准。尽管特斯拉开放自己的技术,


但依然没有任何一家整车厂商推出基于这一架构的产品。在电动汽车的技术路径中,传统整车厂商表现并不积极, 大多厂商依旧采用传统汽车制造思维,殊不知固执的思维终究一天会让自己陷入极大的被动。但不乏一些厂商提前 感受到了全新的平台是新能源汽车发展不可缺少的一部分,这些厂商眼光深远,主要包括大众、奔驰、宝马等主流 企业,其中大众是最为典型的一个例子。


大众在平台化生产领域造诣深厚,为了全面部署电气化战略,大众纯电动车量身定制的全新模块化 MEB 平台将于


2019 年正式推出,并在 2020 年引入中国。大众 MEB 平台是在目前的 MQB 平台为基础,适用于电动车的全新的模 块化平台,该平台可提供 250-500 公里的纯电行驶续航能力,可对应不同车型级别推出对应车型。


大众电动化模块 MEB 平台主要用于生产中、小型纯电动轿车和电动 SUV,目前大众在 MEB 平台上规划了 4 款车型, 分别是 I.D.两厢车、跨界 SUV、革新的大型 SUV 和充满未来感的轿车。MEB 平台首款量产车 2020 年推出,大众 规划到 2025 年前将推出共计 30 款纯电动车型来实现每年销售 100 万辆纯电动车的目标,这些纯电动车多数用全新 MEB 平台打造。


图表(十一)大众打造的全新模块化 MEB 平台



资料来源:互联网


MEB 平台的构架是由底部的电池组而展开,打造更长的轴距和更短的前后悬,营造出更大的内部空间。得益于 MEB


平台的纯电动化优势,MEB 虽然是一个覆盖 A-B 级车尺寸的平台,可是其内部却可以营造出 B-C 级车的空间。然 后通过不同设计的车身、拥有更多选择的中央电脑元件,以打造不同尺寸的车型。


图表(十二)基于 MEB 平台打造的 I.D.两厢车图表(十三)基于 MEB 平台打造的 I.D.CROZZ




资料来源:互联网


大众在 2016 年发布的 2025 年战略中表示,要将电动化作为未来 10 年里最核心的战略之一。计划 2020 年到 2028


年间在同一平台上投放 6 款电动汽车,目标销量 640 万辆。其中,大众集团在中国市场设定的目标是,2020 年实现 新能源汽车销量 40 万辆,2025 年达到 150 万辆。


大众电动汽车在中国发展规划主要经历三个阶段,第一阶段是基于现有车型推出插电和纯电动车型,其中大部分将 基于 MQB 平台打造;第二阶段是到 2020 年,大众汽车将基于 MEB 平台研发全系列新能源车型;第三阶段是在 2020 年-2025 年,在中国市场投放专为电动车打造的 MEB 平台,推出涵盖进口及国产插电式混合动力和纯电动车型在内 共计超过 20 款全新车型。


图表十四大众汽车在中国新能源汽车平台规划



资料来源:互联网


在传统汽车领域,大众就一直是模块化精神的倡导者。模块化生产将汽车的各个子系统分成各个“模块”进行标准 化设计和生产,把诸如底盘横梁、悬架等汽车中不变的总成、模块、零部件整合为一个平台,再匹配上其它如车身 外壳等不同型号的总成、模块和零部件,实现在一个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。模块化也可 理解成一个有着众多接口的架子,以这个架子为基础,可以拓展出众多不同的车型。


模块化生产打破了传统汽车平台只针对一个车型级别的限制,通过不同的模块组合,可在同一条生产线覆盖多个车 型。这种生产极大的增强零部件的通用性,提高生产线的柔性、降低生产成本。同时,模块化生产能有效缩短汽车 研发周期,能根据消费者的个性化需要快速推出新的车型。


大众是平台概念的缔造者,并依靠平台化生产取得了重大的成功。同时大众的汽车生产方式依旧在不断发展,正由 平台化向模块化转变。让我们熟知是大众的 MQB、MLB 平台,通过这两个平台,大众汽车旗下不同品牌、不同级 别的车型源源不断的生产。


图表十五大众汽车模块化平台涉及的主要车型



资料来源:互联网


大众汽车作为汽车领域的翘楚,能够很深刻的理解平台对电动汽车的重要性。基于 MEB 模块化平台,大众汽车能 在全球各个市场在追求标准化生产平台的基础之上去实现各个市场的定制化,根据不同市场需求在标准化平台基础 之上进行调整。MEB 平台使大众战略重心将向新能源市场转移,完成自身在电动领域的布局。


(二)特斯拉标准不断深化,为新生互联网造车势力提供指引 随着信息时代的不断向前发展,汽车不断迈进智能化和网联化的大潮之中,车联网作为一种新兴的技术已渗入汽车之中,如今的汽车与互联网相依相生、携手并进。尽管车联网整体行业生态链系统还没有构建完成,但孕含的千亿 蛋糕已经吸引大量企业纷纷进入。


特斯拉引领汽车电动化和智能化的潮流,点燃了科技企业对电动汽车的热情。随着国际互联网巨头谷歌和苹果都推 出了造车计划,大大激励了国内互联网厂商,纷纷开启自身的造车梦想。乐视、蔚来、前途、奇点等纷纷进入互联 网造车的大潮,充分把各种互联网的理念融入造车之中,企图打造高度智能化的革命性产品,在重新定义汽车的同 时增强自身在该领域的影响力。


图表十六各大互联网造车势力的产品规划


资料来源:互联网


互联网公司通过依托自身优势,重点布局车载智能、无人驾驶、互联网汽车三大生态系统。它们利用自身在智能化 领域的优势,从操作系统等软件方面入手,和整车企业进行了深度合作,并且积极拓展汽车行业上下游资源,丰富 自己的技术积累和供应链。互联网车企通过自有的模式积极推进了汽车智能化的进程。站在“造车”风口的互联网,以其独特的思维模式,纷纷打造一些前沿的概念产品。这些概念汽车集电动化和智能 化于一体,注重乘客的体验,强调将汽车变成未来的移动智能终端。随着互联网企业的广泛参与,一批批零排放、 车联网、无人驾驶等多种技术的智能汽车已经不再是一种概念的存在。互联网造车企业以自有理念打造炫酷的车型 念的同时,也大大加速了传统汽车由功能化向智能化的演进。


图表十七蔚来汽车电动 SUV 车型 



ES8图表十八乐视超级汽车 LeSEE



资料来源:互联网


然而,互联网造车企业能够叩开汽车业大门,车辆距离真正的上路和量产,仍然有一条遥远的路要走。一方面,汽


车的制造门槛极高,一款汽车需要经历研发、设计、制造、测试、量产多个阶段,其中需要大规模的资金消耗、大 量的人员协作,以及各个环节上极强的技术研发能力。而互联网公司们虽然能够招募车企高管与技术人员,但仍旧 是缺乏长期的技术积累。另一方面,造车仍是一个资金高度密集的行业,汽车从研发端到制造端都需要大量的资金, 而互联网企业前期虽然有大量的资本涌入,但长期来看资金情况并不乐观。这导致了互联网造车企业一般都与整车 企业联合开发,并不具备造车的独立性。


互联网造车企业如今面临各种难产。乐视汽车因为投入大量的资金而未见颠覆性的产品,因为资金的吃紧使得大量 的汽车项目进展缓慢,甚至被迫停工,如今的乐视超级汽车量产仍然遥遥无期。其它互联网造车企业大多也仅限于 概念车的发布,项目工程进度缓慢,离量产和上路依旧还有一段距离。


图表十九一些互联网造车企业面临各种难产



资料来源:互联网


未来互联网造车企业还有很长一段路要走,特别是以蔚来、乐视以及和谐、富腾等代表硬件之路的企业,它们往往 要通过先进的设计和极致的工艺来打造高度融合的汽车。而特斯拉的成长路径和发展经验可以为国内互联网造车势 力提供一些借鉴,特斯拉可以作为中国互联网造车企业的最好标杆。


二零一七年  11月8日



(责任编辑:王一淅)


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