年初的拉斯维加斯消费电子展,宁德时代高调跨界,展出了一款只差铁皮的预制车:加入方向盘的滑板底盘。
这件事的背景是宁德时代成立底盘开发子公司时代智能,提出底盘设计应该“Build around battery”,推出磐石底盘。
滑板底盘并不是一个新鲜词汇,也没有非常明确的标准,但一个核心标尺是上下车体解耦,可以平行开发。换句话说,就是底盘可以直接上路开,就像这个哥们一样:
2002年,通用发布氢能源概念车Autonomy,滑板底盘概念横空出世。Autonomy采用线控技术和轮毂电机,关键零部件封装在酷似滑板的底盘里。这样一来,上下车体解耦开发,车辆研发生产成本大幅降低。
GM Autonomy概念车平台
电动车迅速普及前,燃油车的技术路线已经稳定运转数十年,导致百年车企都喜欢居安思危,大力投资新技术的基础研究。
但就像老牌列强在电动化时代的踉踉跄跄一样,第一个把滑板底盘推向舞台中央的,又是那个意料之外但情理之中的名字:特斯拉。
理工男暴打艺术家
2007年,马斯克请来了操刀过宝马Z8和阿斯顿·马丁DB9的设计师亨瑞克·菲斯克,希望Model S能拥有和阿斯顿·马丁一样流畅的车身线条。结果菲斯克的设计草图让马斯克大失所望:
看起来就像四个轮子上顶了个蛋[3]。
艺术家和理工男不欢而散,菲斯克重走了苹果设计师乔纳森·伊夫的路——离职单干,创办电动车公司Fisker,成为马斯克“最痛恨的男人之一”,两人的关系从雇主和员工变成了原告和被告。
不过Fisker最终巨亏破产,马斯克收购推特后,菲斯克低调注销了个人账号。
亨瑞克·菲斯克(Henrik Fisker)和 Fisker公司首款车
但话说回来,把车做的像蛋不能全让设计师背锅,核心问题还是出在了底盘上。
Model S最初想沿用Roadster的研发思路,用油改电平台先凑合——Roadster基于Lotus Elise底盘改造,不仅拉长轴距为中置电池包留出空间,座椅后方还放了一块电池包,才勉强实现足够的续航。
缝缝补补之下,Roadster最后只保留了Elise大约6%的零部件,相比从头开始设计,削足适履的成本显然更高,并且得到的也是一个充满妥协的结果。
马斯克最听不得的词就是“妥协”,与菲斯克分道扬镳后,特斯拉痛定思痛,请来了设计师弗朗茨·冯·霍兹豪森,并重新设计Model S的底盘,其中的关键一步是把电池包做薄,尽可能集成在底盘里。
这个设计思路已经有了滑板底盘的雏形,按照冯·霍兹豪森的说法:“Model S架构和滑板非常相似。车身底板是电池组,电机置于后轮之间。在这之上全是机会空间。”
Model S算得上滑板底盘产业化的最早尝试,它展示了底盘集成电池的优势:将重心降低,在近似扁平的底盘上创造更多车内空间。
滑板底盘是一个非常宽泛的概念,就像老头乐和Model S都可以叫“电动车”,但“三高”——即高集成化、高标准化、高智能化始终是关键词。
理想状态下,滑板底盘集成三电、热管理、悬架、制动、转向等模块,支持上下车体独立开发,分别迭代。同一个底盘,装上卡宴的壳子就是卡宴,装上途锐的壳子就是途锐。
也就是说,滑板底盘可以让汽车生产“模块化”,一个底盘复制多个车型。由于底盘可以标准化生产,研发成本会被大幅摊薄。
马斯克虽然不懂造电池,但在系统集成设计上一直是行业教科书。
2018年,工程咨询公司Munro & Associates拆解完Model 3后,对其底盘设计赞叹连连。该团队后来全球首拆4680电池,成为分享特斯拉降本秘密的关键人物。
《福布斯》给这次拆解下过一个结论:特斯拉在同一辆车上展示出才华与无能。大意是特斯拉的技术能力很强,但生产工艺有待改进,马总的本意是好的,都被产线上的糙哥执行坏了。
作为内行,Munro & Associates的CEO Sandy Munro对特斯拉爱之深责之切,亲自邮寄了一份包含227项改进建议的清单,获得马斯克高度重视。在清单中,Sandy Munro把矛头对准了电池包:
特斯拉把电池放在底部,让整辆车变得更重、更贵,却没换来多少好处。
某种程度上,这也为特斯拉抛弃滑板底盘埋下了伏笔。
串联的大饼
2020年,特斯拉举办了迄今唯一一届“电池日”,由于众所周知的原因,这场发布会比原定时间推迟5个月,并且现场参会者只能坐在车里观看。
但在线上直播入口,全球近百万观众见证了画饼仙人马斯克的一套“连环饼”:量产4680电芯-降低电池价格-推出廉价车型-达成2030年2000万销量。
2022年电池日现场,大家都在车里看
一连串大饼的第一步,是电池日上公开的4680电池与CTC(Cell to Chassis)方案。
按照马斯克说法,通过4680电芯和“新装配工艺”,可以让续航提升54%,每千瓦时电池成本降低56%。
所谓“新装配工艺”,即CTC方案,简单来说就是把电芯直接装进底盘,让电池包和车身底板合二为一,电池成为车身的结构件,与滑板底盘高度集成的思路不谋而合。
马斯克拿燃料箱融于机翼,来解释CTC方案
一般来说,电池可以拆解为“电芯-模组-电池包”三层结构,电芯要先打包成模组,然后打包成完整的电池包。用马斯克的第一性原理评价,就是“为什么要把一个盒子放进另一个盒子里?”
初代Model S的底盘设计只是压缩了电池包的厚度,而CTC方案的核心是去掉模组和电池包,“让底盘成为电池包”,从而降低成本。
按照马斯克的规划,CTC配合一体压铸,单车可以节省370个零部件,车身减重10%。
安装椅子的横梁直接焊在Model Y电池上盖上
换句话说,特斯拉采纳了滑板底盘的思路,但没有采纳滑板底盘的目的。
滑板底盘的核心作用是一个底盘复制多个车型,车企生产的车型越多,规模效应越明显。因此滑板底盘更适合比亚迪或大众这种规模庞大,产品线多元的车企。
2016年,马斯克曾表示,特斯拉会基于Model X底盘,打造微型巴士、太空巴士等系列新车。时过境迁,推特上的陈年老饼逐渐被市场遗忘,特斯拉接近180万辆销量基本只靠两款车覆盖。
这种情况下,特斯拉对滑板底盘设计思路的应用目标,从“降低多款车型的生产成本”,变成了“降低一款车型的生产成本”。
出于这个目的,特斯拉选择对电池下手,借鉴滑板底盘的思路形成了CTC方案,即“特斯拉特色的滑板底盘”。
不过在2020年的电池日后,马斯克的重心逐渐从汽车生产转向人工智能。廉价车型迟迟难产,2000万年销量的目标也从影响力报告中默默消失。
去年股东大会上,面对4680电池量产的问题,马斯克表示我们在一年前的时空取得了胜利:目前特斯拉4680电芯成本高于供应商,但低于一年前的供应商成本。
伴随摩根士丹利报告中“特斯拉还是一家车企吗”的灵魂拷问[6],滑板底盘的接力棒,被宁德时代悄悄接了过去。
不计成本的护城河
2020年8月,宁德时代董事长曾毓群做客中国汽车蓝皮书论坛[8]:“我们正在研究一种新的电池集成技术,这种技术可以将电池直接安装到电动车的底盘上。”
一年后,“磐石底盘”的开发商时代智能成立。相比特斯拉的CTC方案,去年底发布的磐石底盘已经无限逼近“预制车”:底盘与车身解耦,装上壳子就能上路。
按其说法,基于滑板底盘,车企可以用18个月开发一款新车,成本可能只有自行开发底盘费用的三分之一。
去年4月亮相北京车展的CIIC底盘(滑板底盘)
滑板底盘有两个潜在的市场空间:一是对成本高度敏感的廉价车型生产商;二是假使汽车的附加值逐渐向自动驾驶系统为代表的软件转移,那么车企可能会将一些动力环节交由供应商。
虽然和特斯拉一样都能降成本,但宁德时代的目的恐怕更加简单直接:卖电池。
电池虽然在功能性上有所差异,但无论有多少优点,能够打动车企的核心因素还是成本。由于电池能量密度的提升速度日趋稳定,二线电池厂与宁德时代的差距也在缩小。
在这种情况下,车企有非常强的动力引进二供。而在行业出清整合阶段的价格战中,这种意愿会更加强烈。
过去一年,宁德时代市场份额提升不足2%。同时,贴近性价比市场的磷酸铁锂电池,在装车量大盘中占比提升到70%,但宁德时代的份额反而从2021年的50%下滑到37%。
这种情况下,宁德时代的策略是强化自身与整车厂的利益捆绑。比如将麒麟、神行等高端产品线“品牌化”,就是这一战略语境下的产物。
滑板底盘则是对汽车生产环节一种更深度的介入。一般来说,车企更倾向于电池厂商扮演纯粹的供应商,又自己尽可能多得掌握生产环节,就像早年特斯拉与松下的关系。
但滑板底盘意味着供应商对车企的“反向兼容”:当车企把系统集成的工作完全交给供应商,也就意味着车型的各项功能指标,需要依照供应商提供的总成对应开发,差异化空间大幅度缩水。
一个类似的例子是联发科2004年推出的Turn key solution“交钥匙”方案:通过在芯片上集成多媒体、基带和操作系统,手机生产商的核心工作从研发变成了“换壳”。
短短几年时间,手机变成了由采购与组装两个环节组成产业,智能机问世的前夜,联发科出货量超越高通,成为全球第一大手机芯片厂商。
对宁德时代来说,如果电池长期占据电动车40%左右的成本,那么无论花多大的代价给这座堡垒挖护城河,显然都是划算的。
如果底盘最终成为标准化、模块化的部件,电动车时代的博世会呼之欲出。只是在惨烈出清中幸存下来的车企,还愿意拥护一个新王吗?
参考资料
[1] 对话IRF、宁德时代智能科技:AI范式下的“速度和激情”,钛媒体
[2] History of the EV skateboard chassis,Automotive News
[3] 埃隆·马斯克传,沃尔特·艾萨克森
[4] Every inch an EV: Tesla’s Model S redefines the automobile,Charged Electric Vehicles Magazine
[5] 宁王布局新赛道,悄悄酝酿一场革命,车百智库
[6] Is Tesla still a car company,The Verge
[7] 马尔乔内:最会赚钱的汽车圈“外来者” ,第一财经
[8] 宁德时代下一步要实现电芯与底盘集成,电车汇
编辑:李墨天
视觉设计:疏睿
责任编辑:李墨天