今天小編分享的科技經驗:用上了與星艦一樣的鋼板,特斯拉Cybertruck都有哪些“黑科技,歡迎閲讀。
跳票許久,特斯拉電動皮卡Cybertruck,最近終于迎來首批交付。
這輛車充滿了激進設計,也導致在生產上困難重重,馬斯克曾在特斯拉的财報電話會議中説:"我怎麼強調都不為過,制造比最初的設計要困難得多。"
他将Cybertruck的生產困境比喻成Model 3當年所遇到的產能地獄,馬斯克甚至開玩笑説:"我們用Cybertruck給自己挖了墳墓。"
Cybertruck看起來非常炫酷,充滿了科幻感,當然也充滿了"黑科技"。它的外觀設計靈感來自于電影《回到未來》;全車外骨骼采用了30X不鏽鋼,厚重的鋼板可以抵御衝鋒槍掃射;野獸版的零百加速達到2.6秒,是全世界最快的皮卡;Cybertruck可以配備車頂光伏,還有涉水模式;Cybertruck也有更底層的技術革新:48V電氣架構,以及采用了線控轉向,後輪也有轉向功能……
當然這些優點也同樣帶來問題,首當其衝的就是"產能地獄",并且因為一些激進創新,也使其走向全球市場充滿障礙。
如今Cybertruck已經收獲超過200萬個訂單,按照特斯拉自己估算的每年25萬輛產能,如果預定訂單全部實現交付,已經排到了8年後。但馬斯克對于Cybertruck的預期卻頗為冷靜,他認為需要很長時間才能在這輛車上賺錢。
Cybertruck目前共發布了3款車型:1)三電機"野獸版",售價為99,990美元(約合人民币 72萬元),提供845馬力,續航裏程為515公裏,零百加速2.6秒;2)還有一款雙電機全輪驅動版,79,990美元(約合人民币 57萬元),功率600馬力,續航裏程547公裏,零百加速4.1秒。3)到了2025年,特斯拉還将推出後輪驅動的單電機版本,售價60,990美元(約合人民币44萬元),續航裏程402公裏,零百加速時間6.5秒。
今天這篇文章,我們就來聊聊Cybertruck,它有哪些"黑科技"?皮卡是一個怎樣的市場?馬斯克所推崇的"工程交叉方法論"(比如Cybertruck的車身材料與SpaceX的星艦相同),能否解決產能問題?……Enjoy:
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>特斯拉Cybertruck有哪些"黑科技"?
綜合券商、媒體、測評機構等各方觀點來看,Cybertruck的"黑科技"主要體現在如下幾個方面:1)全新的30X不鏽鋼車身;2)全世界加速最快的皮卡;3)48V電氣架構;4)線控轉向;5)車頂光伏;6)涉水模式。
1、全新的30X不鏽鋼車身
不鏽鋼車身可以説是Cybertruck最亮眼的特征,但也有可能是最糟糕的缺點。
這個材料被稱為"30X冷軋不鏽鋼",是由300系列不鏽鋼發展而來的合金變體,其實在保温杯等產品中,已經得到過應用。但特斯拉用了一種"冷軋工藝",來提高金屬硬度。
這種材料也應用在SpaceX的星艦表面,所以有人開玩笑説Cybertruck是在幫SpaceX清理"庫存邊角料",頗有一種LV用小皮料制作口紅包和鑰匙扣的感覺。
Cybertruck與SpaceX星艦用的是同一種不鏽鋼材料
這種材料到底有多堅硬?下面這個爆火的截圖已經説明了一切。Cybertruck能防彈,在"暴力防彈測試"中,沒有任何一顆子彈穿透車門,無論是湯普森衝鋒槍、MP5還是9mm手槍,都被結結實實的擋住了。
特斯拉的暴力槍擊測試
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>特斯拉擎天柱人形機器人,測試Cybertruck防彈的模拟視頻。雖然這個視頻是電腦做的,但馬斯克説明年就可能讓這個視頻成真。
除此之外,在16英裏的側翻測試、35英裏的正面撞擊測試、38英裏的側面碰撞測試中, Cybertruck表現仍然堅挺,都無法破壞或者打翻30X不鏽鋼的車身。
依靠車身外骨骼本身的堅硬,也極大程度地彌補承載車身抗扭不足的缺點,使車身抗變形、碰撞的能力大幅加強,也能在發生碰撞時分散過大的衝量,保護車内的人。
Cybertruck也不需要噴漆或是車衣,依靠在不鏽鋼材料中添加18%的鉻元素,能在車輛表面形成一層氧化鉻膜,以此隔絕氧氣和水的直接接觸,因此Cybertruck天生就能阻止金屬氧化生鏽,無需車漆。
這種外骨骼結構還帶來了一個節省空間的好處。在傳統汽車結構中,車身骨架是夾在外層的"钣金皮膚"+内飾的"塑料件"中間,形成了一個三層結構,其實很占空間。所以有些車的外觀看起來很大,但真正坐進去之後,發現内飾空間并沒有想象中的大。
而這種外骨骼結構的直接結果,就是車内空間利用率大大提高了。Cybertruck的前排可以橫向坐3個人,整車可以坐6個人,裝載空間達到1000立方英尺。相比之下,與Cybertruck外觀尺寸幾乎一樣大的福特F150猛禽,其裝載空間只有不到500立方英尺。
以上説的都是優點,下面我們來説説風險。自20 世紀 60年代以來,汽車制造商已經嘗試過将這種不鏽鋼材料用于車身。在20世紀60年代,福特曾在兩款車型中使用了302不鏽鋼合金,以及在20世紀80年代,德勞瑞恩(Delorean)生產了DMC-12,其車身是由304不鏽鋼合金制成,但這些嘗試都以失敗告終。
不鏽鋼沒有被主流使用是有原因的,冷軋使材料非常堅固,但這樣做會犧牲延展性和可成型性,從而限制了設計和制造的靈活性。所以Cybertruck也陷入了"產能地獄",以及很多媒體報道過的瑕疵問題,比如車身的不同板塊存在間隙/沒對齊、表面處理問題等等。
其次,車身太重還會減少續航。在電動車中,車身輕量化才是主流,比如福特F150電動皮卡,采用了鋁合金打造大部分車身,鋁材用量占比約77%,這使得整車重量減輕約317.5 kg,能有效提升能源運用效率,而不鏽鋼材料遠遠重于鋁材。
修理也成為了新的難題。如果出現重大事故,與普通汽車車身相比,Cybertruck的維修難度高很多。因為不鏽鋼太硬很難修理,特别是要想從視覺上,完美地修復沒有塗色的鋼板,是難度很大的工程,還需要很長時間,這會導致修理費用暴漲,可能還不如換一塊新鋼板,所以Cybertruck車主可能會面臨高昂的保險費用。
電影《回到未來》裏的DMC-12,這款車型只生產了8583輛就停產了。
2.全世界加速最快的皮卡
在Cybertruck的交付儀式上,特斯拉公布了一個與保時捷911的1/4英裏加速賽。Cybertruck野獸版的零百公裏加速,僅需2.6秒。這使得Cybertruck在拖着一輛保時捷911的前提下,依然在直線加速中跑赢了一輛保時捷911。
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>馬斯克説,Cybertruck做到了"比卡車更實用,比跑車更速度"。
在動力挑戰中,Cybertruck拉着超過十噸的重物,輕松勝過以柴油為動力的Ford F350、F150 Ligntning純電、Rivian R1T。這得益于Cybertruck具備超大容量的電池系統,能以120V和240V輸出最高11500瓦的電力。
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>3.48V電氣架構
Cybertruck徹底抛棄了以前的12V系統,采取了48V。
這裏的48V,主要針對的是車内系統,是給車内設備供電的那塊電池的輸出電壓,不是説給車輛提供動力的那塊動力電池。
如今在高端電動車中,主動力電池基本都上了800V的高電壓平台,Cybertruck也是如此,所以動力才很強勁。
但對于車内系統供電的電池,很多車型都還停留在12V,這造成了很多限制。比如接線和組件必須更大、更重,才能處理高電力負載。對于那些對功率要求更大的設備,比如照明、絞車、空氣壓縮機等等,12V可能不夠用。
所以Cybertruck直接采用了48V電氣架構,可以更好地适應高負載設備,采用更細、更少的車内線束,并為未來高算力芯片提供充足的電力保障。
從行業趨勢來看,12V系統的承載能力很快會達到極限。面對電動車越來越多的智能化需求,一個更高的電氣架構,是大勢所趨。很多以前車内裝不了的"黑科技",在48V平台上會更容易實現,帶來了更大的潛力空間。
4.線控轉向
Cybertruck采取了線控轉向系統(Steer-by-Wire System),這是新一代的轉向系統,其中轉向盤和轉向輪之間沒有直接的機械連接,而是通過電子信号進行控制。
線控轉向系統的優點在于靈活性高,操縱穩重,狹窄空間更易操控,能實時監測系統安全,轉向效率也高。
線控轉向系統
有汽車測評媒體做了研究,在低速行駛時(40英裏/小時以下),Cybertruck後輪可以朝相反方向最多旋轉10°,使車輛在低速下更加靈活,尤其在停車場内轉彎更加容易。
在40英裏/小時以上的高速行駛時,後輪會在與前輪相同的方向上改變1到2度,提供更穩定的運動。這使得在車道之間變換時更加平穩,整體感覺就像是加長了軸距。
Cybertruck還配備了四輪轉向技術,其基本原理是讓車輛的前後輪以不同方向轉向,從而實現更小的轉彎半徑。對于Cybertruck這樣尺寸巨大的車型來説,這樣的設計減少了在狹小空間内操作車輛時的不便,使其更靈活。
5.車頂光伏
開電動車經常會有裏程焦慮,特别是對于皮卡這種車型。
對于Cybertruck來説,有一個新能源補能方案非常重要。馬斯克給出的答案是:車頂光伏,即在車後頂安裝一塊光伏板,為Cybertruck的電池補能。車載太陽能電池板暴曬一天,可增加24公裏的續航裏程,特别是在應急條件下補能。
車頂光伏的一個好處是"無感知補能",可以維持電池低温管理、整車熱管理系統等等所需的電量,顯著改善車輛長時間停放導致的锂電池掉電。
此外,由于Cybertruck本身還能作為一個大型"移動充電寶",直接外送11.5kW的電量,給家庭用户帶來額外電力保障。那麼擁有車頂光伏的Cybertruck,就是一個"小型光伏電站"。
Cybertruck的車頂光伏
早在幾年前,特斯拉就申請了Cybertruck專用的太陽能面板專利。當然,馬斯克稱這并非是将Cybertruck打造成一個純太陽能汽車,光伏所發的電只是起到一個輔助作用,以減輕動力電池的負擔。由于皮卡特殊的造型,這塊選裝的太陽能板面積很大,因此也擁有良好的發電功率。
Cybertruck的車載太陽板是選配的,Cybertruck也是特斯拉首款具有太陽能選裝配件的車型。
6.涉水模式
Cybertruck有一個名為"涉水模式"(Wade Mode)的功能,主要是為了幫助車輛在水中行駛并避免損壞。
過去四年來,馬斯克一直堅稱Cybertruck将具備水陸兩栖能力,甚至要讓它成為有效的"水上交通工具":"需要在拖車挂鈎上安裝一個電動螺旋槳,才能更快地行駛"。當然,特斯拉官方尚未提及螺旋槳,也沒有在最近發布的Cybertruck配件頁面上展示。
目前"涉水模式"的工作原理是,在涉水時提升車身高度,并對電池進行加壓。當然,現在我們能看到的,僅是Cybertruck 在海邊的簡單涉水測試,還不知道更高強度下的情況。目前的涉水模式,應該能夠幫助Cybertruck應對台風或是暴雨期間的大量積水。
Cybertruck的涉水模式
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>皮卡是一個怎樣的市場?
皮卡是美國文化的重要組成部分,全世界最喜歡皮卡的是美國人。
皮卡占據了美國每年20%的輕型汽車總銷量,而歐洲和中國僅為1%。
皮卡還是美國汽車制造商最賺錢的細分市場之一。按照福特的説法,皮卡是"按收入計算,僅次于iPhone的第二大最有價值的消費產品"。赢得皮卡市場,可能會對特斯拉產生重大推動作用,即使不是在利潤上,至少在品牌吸引力方面也是如此。
不過皮卡這個細分市場集中度很高,長期以來一直由底特律三巨頭(D3,福特、通用汽車、斯特蘭蒂斯)主導,這三家占據了80%多的美國市場份額。而行業的第四名豐田,占據了10%-12%的市場份額。這四家強有力的競争對手,似乎令新進入者舉步維艱。
此外,皮卡并不一定适合純電動車。HSBC曾分析過一種現象,即電動汽車普及率相對較高的州,對皮卡車的偏好較低,反之亦然。例如,電動汽車普及率最高的加利福尼亞州,是皮卡普及率最低的州之一,而皮卡銷量最高的德克薩斯州,其電動汽車的普及率相當低。
當然,D3也都在擁抱電動化浪潮,比如福特推出了F-150 Lightning。還有新興競争對手Rivian R1T,也已經開始在美國道路上亮相,随着越來越多的競争對手加入這一領網域。
特斯拉Cybertruck與其他電動皮卡競品對比
Rivian R1T
特斯拉強大的品牌号召力,與Cybertruck拉風的科幻設計,令其在初期就獲得200萬個訂單,接下來特斯拉只需要專心解決最終交付,這不僅是對市場認可度的考驗,也是對特斯拉的工程水平提出了更高要求。
"要想實現Cybertruck的量產,并以人們能承受的價格實現正向現金流,這需要我們做大量工作。我只是想降低人們對Cybertruck的期望值。這是一款很棒的產品,但從财務角度來看,它還需要一年到18個月的時間才能成為一個顯著的正向現金流貢獻者。"馬斯克説。
另一方面,随着Cybertruck進入交付階段,各大改裝廠也開始摩拳擦掌,比如著名的改裝配件大廠Unplugged Performance推出了一系列套件,專為Cybertruck 車主量身定制。
其中,包括重型鋼制保險杠和金屬側踏板岩石滑塊,還有尖端的碳纖維車身面板和高輸出 LED 燈條,以及巧妙設計的車床存儲解決方案和 MOLLE 面板。除此之外,還有懸架升降套件、新的車輪設計和底盤裝甲等。
一些改裝廠的設計方案
用"工程交叉方法論"解決產能問題
當下,由于Cybertruck激進的創新,眼前最大的問題就是產能。
車身采用的不鏽鋼,容易彈回原來的形狀,這意味着它不能像大多數汽車制造商,使用更柔韌的鋼材那樣,容易衝壓成零部件,而Cybertruck需要特殊的制造技術。馬斯克也在2019的發布會後向大眾解釋,這樣堅硬的新材料,幾乎會毀了衝壓機。大量的制造挑戰,導致了特斯拉在生產Cybertruck時比原計劃落後了兩年。
據外媒報道,特斯拉為了加工不鏽鋼材料,結合了兩種方案:一是采用更強大的設備,特斯拉為 Cybertruck 定制了全球第一台 8000 噸壓鑄機。
二是"車型重組"。即使用上了最大噸位的機器,但畢竟30X不鏽鋼太堅硬了,因此傳統的車輛曲線就不太可行。特斯拉通過類似"折紙飛機"的方式,先用激光切割,再彎折成型。
這裏的"彎折"步驟也很有講究,還是因為超高硬度的不鏽鋼很難被彎曲,因為當你彎折它的時候,能夠在折痕上看到"橘皮效應",而Cybertruck又沒有油漆可以遮蓋這些瑕疵。于是特斯拉又做了一項工程創新:氣彎技術,他們讓不鏽鋼"漂浮"在一個高壓氣墊工作台上,在彎曲它的時候,不接觸到表面。
總之,Cybertruck在生產過程中,遇到了大量的工程挑戰,而馬斯克解決這些問題的工作理念是——"工程交叉方法論"。早在2017年,他就将特斯拉和Space X的核心技術部門進行打通,讓"航空航天"與"汽車制造"的技術知識相互交換使用,當時在Space X科學家的幫助下,特斯拉工程師将Model 3的制造工時降低了8個小時。
此次Cybertruck所使用的30X不鏽鋼材料,也是SpaceX的星艦材料,而Space X的材料工程副總裁查爾斯·庫曼,也在特斯拉擔任同樣的職務。
20230725:First Cybertruck built at Giga Texas
所以Cybertruck就是馬斯克"工程交叉方法論"下的又一個產物,因為SpaceX的存在,讓特斯拉決心使用航天材料;又因為星艦的材料優勢,讓Cybertruck披上了星際旅行的外衣。
馬斯克還為此總結了一個五步工作法:
1
質疑和挑戰已有的要求,使其更加合理
2
删除不必要的過程
3
簡化或優化設計,避免過度復雜化
4
加速周期時間
5
自動化流程,提高效率和生產力
擋在Cybertruck面前的"監管攔路虎"
除了產能,市場準入會是特斯拉未來将面臨的問題,特别是當Cybertruck想進入美國之外市場的時候。
30X不鏽鋼也令Cybertruck不一定能适應很多國家的交通規則。主流車型的前部,一般都會用相對"軟"的材料,因為要保證在發生極端交通事故時,為被撞擊的路人存留一絲生還的可能。
但Cybertruck的車身太堅硬了、也太重了,雖然可以保證車内安全,但一旦有行人,或是其他轎車與它發生嚴重碰撞,造成的傷害也一定是致命的,猶如坦克碾過了玩具車。
在美國,國家公路交通安全管理局不會預先審批新的機動車輛,而是根據《車輛安全法》創建了一個自我認證合規系統,制造商可以在其中證明其產品符合适用标準。
然而,全球很多其他地方并不是如此,比如歐洲就需要地方當局的批準。歐洲的安全法規要求車輛采取某種方式,以盡量減少發生事故時對行人的影響。但由于Cybertruck的外骨路由不鏽鋼制成,這可能導致Cybertruck無法獲得審批。
面前還不清楚,特斯拉是否會針對這一要求改變材料,但從目前來看,這會是Cybertruck走向全球市場的一大障礙。
"現在這裏有一輛曾被認為是不可能實現的車,專家們都説它永遠不會被制造出來。"馬斯克在特斯拉得州超級工廠首批交付時説。
在演示機槍射擊測試時,馬斯克打趣地説:"世界末日随時可能到來,在特斯拉,我們擁有最先進的世界末日技術。"
如果換上35英寸的全地形輪胎,Cybertruck"可以行駛在任何星球表面",Cybertruck還是SpaceX登陸火星之後的"唯一指定用車"。
"火星唯一指定用車"
Cybertruck也不是沒有翻車過。在2019年的發布會上,特斯拉首席設計師弗朗茨·馮·霍爾茨豪森(Franz von Holzhausen),拿起大号鋼球,大力扔向了Cybertruck實車車窗,結果前門玻璃直接在全球觀眾的眼前碎了。
馬斯克剛開始還以為是個意外,要求弗朗茨再将鋼球扔向後門,結果……也碎了。
當然,4年後馬斯克又把弗朗茨拉來,又扔了一次鋼球,這次車窗玻璃完好無損。馬斯克甚至還在特斯拉商城上架了一款奇葩周邊,售價55美元的Cybertruck皮卡玻璃裂紋貼花,以紀念4年前的這起意外。
特斯拉商城裏賣的玻璃裂紋貼花
Cybertruck是一個不斷改進,在遭遇困難時"兵來将擋水來土掩"的故事。我想用一個油管博主的話做結尾:
我喜歡Cybertruck的外觀,我欣賞它對汽車設計傳統的态度,豎起中指般的叛逆與挑釁,去激怒一些人,讓其他人充滿敬畏。Cybertruck 沒有通過張揚的尾翼、誇張的風刀和炫彩條紋來展示它的瘋狂,而是一把火燒了以往的"約定俗成",甚至還在灰燼上尿尿,它沒有優美流暢的線條,取而代之的是極簡到無情的風格。我們驚嘆于它大膽創新的設計理念和巨大的商業風險,從任何一個角度看,它都令人困惑和感到激動。
在外媒上流傳的Cybertruck 2.0的設計概念圖