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2023-01-10 07:00
国产车的核心技术,还是吹牛?

出品 | 虎嗅汽车组

作者 | 王笑渔

编辑 | 周到

头图 | 视觉中国


“当下不投新能源,就像20年前没买房。”——这是经济学家任泽平博士,在2022年新能源汽车产业链投资年会上演讲时提出的观点。


他还认为,新能源车的发展其实离不开我国的大背景。我们处在一个伟大的国度,一个蓬勃发展的时代。“现在新能源对于经济贡献还不如房地产的十分之一,但是增长速度非常快,以翻倍的速度增长,2022年大家想如果再翻倍增长呢?”


从乘联会的官方数据来看,2022年注定是新能源汽车“翻倍式增长”的一年。2022年全年,预估新能源批发在649万辆,较2021年同比增96%。其中,1-11月,新能源汽车累计销量已经达到503万辆,相较于2021年同比增长100.1%。


在市场规模“蒙眼狂奔”的同时,我们不妨冷静思考一下:“这一年,中国新能源汽车,到底有没有实现核心技术的突破呢?接下来,我们将从五个维度,复盘新能源汽车在技术层面的变化与趋势。


动力电池:别等固态电池了


续航里程,一直是新能源汽车发展之路上的“绊脚石”。纵观2022年的新能源汽车行业,电池技术的迭代已经进入一个新的瓶颈阶段。


从2022年第11批新能源车免车购税目录看,续航里程大于600公里的车型,在2020年只有不到30款,2021年提升至58款,而2022年爆发增长至119款。这意味着,长续航里程的纯电车型正在激增,用户可选择的产品也比早些年确实更多了。


但从技术角度而言,电池能量密度的提升进度比较缓慢。其中,电池能量密度在130Wh/kg左右的车型最多,达到了87款。其次是170Wh/kg左右的车型,有65款。所以,在电池能量密度这一关键指标上,整个行业呈现出纺锤形的结构——中不溜的产品很多,但技术突出的少。



诚然,真正能够突破200Wh/kg的量产车型并不多见,最早是特斯拉Model 3的21700圆柱形锂电池,电池能量密度能做到300Wh/kg。随后就是宁德时代的麒麟电池,在2022年第四季度亮相于极氪009车型上,电池能量密度突破了255Wh/kg。


就目前来看,增加续航里程有两条路径:


一条是材料创新,比如固态电解质、磷酸锰铁锂、富锂锰基、硅基负极、钠离子电池等新型材料的商业化应用,从电芯根源让续航里程变得更长;


另一条是结构创新,像比亚迪的刀片电池、宁德时代的麒麟电池、特斯拉的4680电池,本质上都是对电芯或者电池包结构的改变,增加体积空间利用率,让整车的续航里程变得更长。


2022年初,新能源汽车行业曾设想,固态电池可以破除液态电池车的里程焦虑、充电焦虑、安全性等多方面的桎梏。但时至今日,固态电池的概念仍在天上飘。


于是,很多中国车企和动力电池企业, 在技术路线上普遍选择折中方案——半固态电池。早在2021年初,蔚来就宣布ET7将搭载150kWh半固态电池,并实现1000公里续航里程。最开始定下的交付时间为2022年第四季度,但根据最新的消息,已经延期到了2023年上半年。


与蔚来在材料上进行尝试不同,极氪就在电池包结构上进行创新。


麒麟电池


同样是实现1000公里的续航,极氪001用的是宁德时代的140kWh麒麟电池包,达到1032公里的CLTC综合工况续航里程。选装价格为10.3万元,限量1000台,将于2023年二季度开始交付。而麒麟电池,就是宁德时代的第三代CTP电池技术,本质上就是在电池包结构上进行优化。


在2022年推出暗信号栏目中,虎嗅汽车发布过一篇名为《为什么电动车看上去都那么胖?》的文章。文中,详细介绍了,CTP技术和CTC技术的发展情况:


目前,电动汽车产业链中将电池包分为三个发展阶段:其中,由电芯——模组——PACK(即电池包)构成的层级结构被称之为1.0阶段;去掉模组或减少模组数量,由电芯直接成组构成PACK,该结构被称之为CTP(Cell to PACK),比如宁德时代麒麟电池;而最后则是终极方案:CTC(Cell to Chassis),将电池直接放置在底盘上,也就是传说中的电池底盘。 



2022年4月,特斯拉宣布在得州工厂下线的Model Y,就开始使用由4680电池构成的能量单元,并采用CTC电池底盘的方案进行整车装配。此时的Model Y已经采用了彻底无模组的设计,所有电池均放置在底盘上,呈蜂窝状排列并削减了垂直方向的车身结构尺寸,由电池直接在上下面板上提供力支撑,加强了在车辆面对极限驾驶时的扭转对抗能力。 


特斯拉CTC电池底盘方案带来的好处是明显的。得州工厂生产的Model Y相比上海工厂的同车型车重降低了10%,续航里程增加了14%。更重要的是,生产制造的单位成本降低7%,单位投资下降了8%,工厂的生产效率也大大提升了。 


事实上,意识到了CTC电池底盘方案好处的不止有特斯拉。比亚迪从海豹车型开始,采用的是与CTC技术类似的 CTB(Cell to Body)技术。此外,宝马、大众、沃尔沃等车企与供应商都在布局相关领域,量产车型也将在2023年之后陆续上市。


可以预见的是,在固态电池和半固态电池,未实现大规模量产之前,以CTP和CTC技术为主的结构创新,仍是车企在2023年内解决续航里程焦虑最主要的解题思路。


智能制造:半分钟造一辆车


电池技术的结构创新,最核心的一环在于制造。


2020年9月,特斯拉在电池日上发布4680大圆柱电芯和CTC技术的同时,还一并发布了“一体化压铸技术”。因为,一体化压铸通过与CTC技术的结合,可以将制造成本以及车身重量进一步压低。比如,特斯拉Model Y的整车车身,就是由一体化压铸前车身+CTC+后车身组合而成。


在暗信号栏目中,虎嗅汽车曾发布了一篇名为《半分钟造一辆车:特斯拉的这项绝技,蔚小理也想要》的文章。其中详细介绍了一体式压铸技术对成本、效率的提升,以及技术背后的次生问题。


在一体式压铸工艺的加持下,原本Model 3车身后底板上70多个零件,在新车上被缩减为下面2个零件。 这样做的直接好处就是,整车生产时间被极大压缩。原本需要1-2个小时的工时,将被特斯拉压缩至最短45秒,制造成本降低40%。



特斯拉CEO埃隆·马斯克曾为得克萨斯州超级工厂规划产能是每年1000万辆,也就是说届时每半分钟就有一辆特斯拉下线。而在减少焊接点方面,得州工厂生产的Model Y仅有50个。而焊接车间的工人,也可以减少至20-30人,相比之前缩减90%。 


更重要的是,一体式压铸机的占地面积仅有100平方米。如果将现有生产工序尽可能地替换为一体式压铸,工厂面积能够缩减30%。在特斯拉得州工厂内,就已经布置了1台8000吨级的压铸设备,用于Model Y的生产,它可以直接制造出Model Y的前后两段式的车身,最后把CTC电池底盘相结合,整台车的车身也就出来了。


一体式压铸机Giga Press


除了特斯拉之外,小鹏、蔚来、沃尔沃以及财大气粗的大众集团都在布局该工艺。其中,蔚来在2021年底宣布开发了可用于大型压铸件免热处理的材料,即将被用于去年下半年量产的ET5上。小鹏则在武汉工厂加入了一体式压铸车间。沃尔沃在其Torslanda工厂引入了铝制部件一体式压铸产线,以便生产下一代电动车型。大众在德国狼堡的产线也在计划引入相关技术。


一体式压铸工艺对于车企而言虽然有挑战,比如压铸工艺的复杂程度高、模具存在排气问题等等。但为了最终降本增效的目的,大家还是得硬着头皮上。


但对于消费者而言,新工艺带来的后果只能用喜忧参半来形容了。 一体式压铸技术所带来的维修贵问题,日益成为大家关注的焦点。由于白车身的零部件采用一体式压铸,因此如果发生重大事故,用户需要更换整个车身部件,而非受损的部分。所带来的维修成本必然更高。此前,一位车主在倒车时不慎撞墙,撞坏了后减震包。原价28万元左右的车维修成本居然需要20万元,让车主感慨“不如报废”。 


看来,随着CTC技术和一体式压铸的普及,2023年的新能源汽车保费上涨,也已经提上日程了。


底盘:个个对标豪车品牌


在电动车的底盘上,可迭代的空间不止是电池和车身。尤其是在如今盛行的高端电动车市场,有一项配置逐渐开始流行——空气悬架


在暗信号栏目中,虎嗅汽车曾发布了一篇名为《一个“小”坑悬架断,理想惹上“大”麻烦?》的文章。从理想L9的空气悬挂故障事件出发,讲述了空气悬架的核心零部件构成和工作逻辑,并且深入浅出地讨论了“为什么空气悬架成为国产电动车的香饽饽?”


在智能电动车赛道热起来之前,空气悬架一直都是豪华车身份的象征。比如劳斯莱斯、宾利全系标配,奔驰S级、宝马7系、奥迪A8、路虎卫士、揽胜,沃尔沃XC90等豪华品牌高端车型支持选配。在燃油车时代,空气悬架装机量很小,但形象却因为稀缺而变得高大。


然而,智能电动汽车时代,空气悬架开始逐渐走入寻常百姓家,蔚来、理想、极氪、小鹏、智己、岚图等品牌均提供配备空气悬架的车型。这背后,自然是得益于以保隆、孔辉科技、中鼎等为代表的一批国产供应商,在空气悬架的成本上取得了一定突破,使得其更大规模的应用成为可能。


根据国泰君安的测算,假设2025年国内乘用车销量为2700万台,新能源车渗透率35%,约945万台,20万以上车型占比46%为439万台,空气悬架配置率60%(263万台),单车产生8000元价值,国内空气悬架市场总量预计可达210亿元。


理想L9的空气悬架


但不过,和车上的任何一项配置类似,空气悬架也有不同的价位,存在性能阶梯。威巴克、大陆、采埃孚等国际一线供应商供给劳斯莱斯库里南、奔驰GLS、宝马X5的产品,和供给国内车厂的产品,肯定存在差异,一分价钱一分货的真理颠破不变。


其次,百万豪车必有空气悬架,但装了空气悬架未必就是一台够格的百万豪车。在配套研发和整车调校领域,许多隐形门槛很难被拆掉,技术积淀、经验积累、供应链话语权等都不是靠多一个零件,在一朝一夕间获得的。


比如,在《500万没对手,法拉利同意了吗?》一文中,虎嗅汽车通过“拆解”法拉利Purosangue上那套名为FAST(Ferrari Active Suspension Technology)的主动悬挂,向大家完美地展示了真正的超豪华品牌,是如何从一个减震器出发进行底层创新,并最终让全世界的车迷和富豪的期待值拉满的。


法拉利Purosangue的减震器


底层创新虽还不及国际老牌车企,但在降本增效这件事上,国产车企和供应商们从来没有认输过,在空气悬架这一技术上更是如此。本质上,国产车企热衷于在电动车上搭载空气悬架,主要是其带来的额外收益颇为丰厚。具体来说有这几个方面:


  • 空气悬架可对车身高度进行灵活调整,高速时可以减少离地间隙,降低风阻,提升续航;相比传统悬架,空气悬架的整体重量有所减轻,对续航亦有裨益;


  • 电动车因搭载电池导致车重增加,比如一台B级电动车要比同级燃油车重600到1000公斤,传统悬架较难在舒适和操控间找到平衡,空气悬架则可轻松化解。在与高阶辅助驾驶、高精地图结合后,能提供更平顺的驾乘体验;


  • 电动车的核心三电,尤其是电池包大多平铺在底盘上,空气悬架可通过调高车身来为车辆核心系统提供更好的保护,降低托底、剐蹭的风险。


更重要的是,目前的国产空气悬架高度满足了中国智能电动汽车公司“软硬解耦”的发展路线。


过去,空气悬架的软硬件由海外供应商包办,除了掏钱购买,中国整车厂很难破解“黑匣子”里的秘密,也很难要求对方提供高度定制化的产品。但现如今,国产空悬供应商主动将软件控制权交还给整车厂,还积极配合整车厂的个性化产品诉求,让空气悬架成为“软件定义汽车”的先锋部队。


智能座舱:“家电化”已然成风


说到软件定义汽车,智能座舱必须接过话题。


智能座舱的发展分为三个主要阶段:第一,电子座舱,驾驶者可以在车内实现听歌、导航、打电话等基础型电子功能,但与座舱的互动接近于零;第二,智能助理,车辆本身可以完成一定的驾驶行为,驾驶者开始以人脸识别、眼球追踪、语音手势控制等多种方式与座舱互动;第三,移动空间,自动驾驶完成车辆控制,乘员沉浸式体验座舱场景。



从2022年新推出的车型来看,智能座舱基本已经全面进入第二阶段。在这一阶段,座舱硬件有两大标志性趋势:第一,实体按键被大幅简化,直至消失;第二,屏幕尺寸和数量迅速上升,直至铺满。


像常见主驾驶屏幕、中控屏幕、副驾驶屏幕,早已是国产车企的基本操作。而如今,吸顶屏、座椅后背显示屏逐渐成为高端电动车型的标配。再加上目前主流的高通骁龙8155座舱芯片,主打的就是支持“一芯多屏”方案,所以多屏交互的设计在2022年出现第一波“爆发期”。比如,理想L9、极氪009、飞凡R7等车型,都是基于8155芯片来实现多屏交互——俗称大彩电。


吉利控股集团董事长李书福和网易CEO丁磊在极氪009上看世界杯


但光是几块屏幕,并不能很好的承载座舱内每一位乘客,在每一个场景下的交互。汽车公司在架构智能座舱时,会围绕三大原则:安全、人性化和愉悦为展开,而这恰好是语音交互与生俱来的三大特性。更适合当前技术条件的座舱交互方案,应该是——大屏幕+语音交互。


在暗信号栏目中,虎嗅汽车曾发布了一篇名为《车上的人工智能,如何才能变得不那么智障?》的文章。文中,深入剖析了语音交互发展的前世今生,并针对如何解决语音助手的鸡肋困境、如何提升座舱交互体验等核心问题,给出观点和建议。


对车企来说,有两种实现语音交互的方式:第一种硬件采购,软件自研,这样可以将主动权牢牢掌握在自己手里,实现灵活调整,高度定制,常用常新,提供科技感,是造车新势力常用的方式。第二种是做“甩手掌柜”,让车机系统供应商全权负责,投入低,量产快,适配度高,出了问题还可以一键呼叫(甩锅)供应商,是传统汽车公司偏爱的路径。


两种研发方式,也决定了其呈现出的座舱体验是截然不同的。其中,自研路线中,最具代表性的产品就是蔚来的语音交互助手NOMI。除基础语音助手功能外,NOMI还能做三件事:第一,循语音来源转动方向;第二,根据使用场景展示对应表情;第三,实时监测车内状况,识别驾驶者疲劳程度。


蔚来的NOMI


“NOMI之父”李天舒曾分享过一个开发细节:NOMI做的第一件事不是完成复杂的自然语言交互和多轮对话,而是当车主打开车门的那一刻,NOMI可以把车当成是自己的肌体一样,感受到有人进入车内了,然后它把头扭向有人开门的方向,和用户打个招呼。


这些精妙且具象的互动细节,拼凑出一个机灵、俏皮、细致、懂事、有情趣的NOMI。而不是一个停留在屏幕上,千人一面的抽象语音包。因为从人性角度出发,语音是最简单、自然的交互方式,也是人类最基本的沟通方式。从行车安全角度出发,语音交互不需要注意力转移,是毋庸置疑的车载第一交互方式,本身就是刚需。


在2022年,语音交互已然成为一个成熟智能座舱中,最具代表性的功能模块之一,消费者对语音交互的兴趣开始高涨,需求也开始多元。2023年,如果新推出的车型还没有一个聪明、懂事的语音助手,你甚至不好意思把它称之为智能汽车。


智能驾驶:华为没有创造奇迹


智能汽车的终点,毫无疑问是全自动驾驶。


从2022年起,包括北汽极狐、小鹏、长城等车企纷纷推出搭载城市NOA(导航辅助驾驶)功能的产品。轻舟智航、毫末智行等自动驾驶公司也在2022年以供应商的身份推出城市NOA解决方案。但不同的企业、不同的技术路线,在城市NOA的量产交付进度上,可谓是大相径庭。


早在2021年,华为就对外展示了ADS(Autonomous Driving Solution)系统,其轻松躲避外卖小哥、在复杂的十字路口穿梭的高阶智能驾驶能力,让很多都以为城市内的无人驾驶时代已经到来。但是,原本计划在2022年一季度量产的城市道路高阶智能驾驶功能,直到年底才开放了部分城市的体验。


距离全国范围的功能落地,华为仍有很长的路要走。


搭载华为ADS高阶自动驾驶的极狐阿尔法S


导致延期的罪归祸首,不是芯片、不是激光雷达,而是“看不见、摸不着”的——高精地图


虎嗅汽车在《特斯拉看不上的高精地图,华为当个宝》一文中,曾分析过当前智能驾驶系统对高精地图的依赖问题,以及高精地图所面临的资质、成本、鲜度等问题。


从时效性来看,目前图商提供的城市高精地图,只能按月或者按季度更新,很难保证智能驾驶系统所需的准确性和实时性。要知道,中国城际高速公路和城市快速路加起来也就30万公里,但全国的城市道路有近1000万公里。 高速辅助驾驶功能因为修路或者施工而导致的事故,早已屡见不鲜。


若要彻底解决地图鲜度问题,反而会引发成本难题。目前业内主流的高精地图数据采集方式,就是靠传统测绘车,分米级地图的测绘效率约为每天每车500公里道路,成本为每公里10元左右,而厘米级地图的测绘效率约为每天每车100公里道路,成本可能达每公里千元。


即便是采集完数据之后,高精地图的更新又是另一个大难题。目前业内主流的方式,就是众包模式——简单来说,就把每一辆搭载智能驾驶系统的车辆,成为移动的地图采集车。从技术角度而言,众包模式固然是好的。因为通过用户车辆上传,可以形成“用户使用-反馈- 地图更新-价值提升-吸引用户”的正反馈链条。但众包模式背后所隐藏着数据安全的问题。


这也是为什么,在中国自然资源部出台的《关于加强自动驾驶地图生产测试与应用管理的通知》中,明确要求,从事自动驾驶地图数据采集与制作的单位必须具备导航电子地图制作资质,且外资企业不得从事导航电子地图制作。只有当企业获得导航电子地图甲级资质,才可以制作高精地图。所以,从资质角度,就形成了一道无形的门槛。


国内的车企们,要么就静静的等图来,要么只能另谋出路。


从2022年的行业动向来看,重感知、轻地图、大算力的路线,基本已经成为了新共识。据统计,2022年推出的70余款新能源车型中,至少有12款新车搭载了大算力芯片和激光雷达。这同时也意味着,芯片和激光雷达两大细分赛道,开始逐渐进入大规模量产阶段。


在芯片赛道,英伟达的Orin系列芯片,依旧是当前的性能天花板。像Orin-X芯片,单颗算力就达到了254TOPS(处理器运算能力单位)。但Orin芯片单颗近500美元的成本价,让很多车企望而却步。所以,才有更多车企转而选择性能与成本以及供应链安全兼得的国产芯片供应商。


黄教主发布英伟达Orin芯片


像地平线旗下的三代征程芯片,目前已经量产交付了200万片。在2022年底时,地平线征程5芯片已在理想L8车型上实现了量产交付。另外还有像黑芝麻智能旗下华山二号A1000芯片,是已量产的芯片平台,目前已获得15家车企定点,其中包括江汽集团、东风集团、三一集团等等。2023年,黑芝麻智能将发布A2000芯片,单颗算力将达到256TOPS以上。


与芯片赛道的选手稀缺相比,激光雷达赛道可谓是千军万马过独木桥。


此前,根据全球知名市场研究与战略咨询Yole Intelligence预计,2022年将有超过20万台的激光雷达交付上车。具体来看,法雷奥称霸着全球激光雷达的市场份额,但紧随其后的三位选手禾赛科技、速腾聚创、华为均为中国选手。另外,LIVOX(大疆旗下)也跻身第七位。


与芯片赛道的格局有些类似,激光雷达仍是国际老牌企业占主导,中国企业正在穷追不舍。



写在最后


在过去很长一段时间,中国的汽车产业都在遵循着“唯规模论”的理念。


从早期“用规划、换技术”,到现在“用规模、换产业链”,虽然每个阶段都有成果和收获,但无形中也会让大家对市场规模形成一种盲目崇拜。甚至,有些企业会认为,“只要卖得好,其他都不是问题。”


如今已是2023年了,新能源汽车购置补贴已经彻底退出了历史舞台。中国这一批从“温室”里成长起来的新能源车企,结束了十余年的“应试教育”,并开始直面更残酷的市场经济竞争。


说白了,在提升销量和市占率的同时,更应该想方设法地区提升企业的利润空间,并形成健康的自我造血能力。否则,技术变革稍稍加快两步,那些只会跟风造势的车企,就会被大浪拍死在沙滩上。


“当潮水退去的时候,才知道谁在裸泳”。

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