特斯拉Cybertruck上有哪些黑科技?到底谁才是遥遥领先?

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发布时间:2024-11-10 04:54

最近特斯拉的Cybertruck在大洋彼岸开始交付了,但我发现很多人并不了解这台车,甚至觉得这就是一台徒有其表的电动皮卡罢了。

但事实真是这样吗?显然不是。这次Cybertruck实际引领了众多汽车领域颠覆性的技术创新,这些创新可远比它的造型更加震撼。

超硬的不锈钢外骨骼车身

Cybertruck独特的造型并非是马斯克的恶趣味审美所致,而是归功于颠覆性的外骨骼车身结构和30X不锈钢材料

传统的乘用车车身结构,大致分为承载式和非承载式,二者在空间和安全方面各具优点,但却无法兼顾

Cybertruck改变了这一现状,它的车身结构看起来接近于承载式,但作为覆盖件的车身外蒙皮却能直接作用于碰撞吸能中

这种结构类似于龟壳,白车身是脊骨和肋骨,而覆盖件则是背甲;对比之下,传统车身则是肉包骨,强度完全不在一个量级。

由于覆盖件兼顾了结构件的能力,原本车身的很多繁冗结构也因此简化了,比如Cybertruck的车门内部结构就更加简洁,重量也因此减轻了。

此外,传统皮卡的车身结构,都是车厢+货斗的两段式,而Cybertruck则直接将二者一体化,这也让车身整体性更进一步增强。

这里可以参考Cybertruck的一些碰撞测试,可以看到一般的正面和侧面碰撞根本不足以让Cybertruck发生明显的溃缩形变,可见这台车究竟有多硬。

Cybertruck的车身覆盖件材料,被特斯拉称为30X不锈钢,它在大类上接近301不锈钢。对比生活中常见的304不锈钢,其含碳量更高,也就是强度更硬

30X不锈钢除了硬,还更厚。传统车身钢质覆盖件的厚度,通常在0.7-1毫米之间,而Cybertruck则达到了3.175毫米,不仅免疫小剐蹭,甚至还可以防弹

30X不锈钢并不是Cybertruck的专属,它的主要用途是制造Space X星舰的外蒙皮,这算是近几年的汽车营销领域里,真正意义上的“航天级标准”了。

但想要给Cybertruck移植30X不锈钢并不轻松,因为传统钢质的冲压+焊接工艺与产线并不适用于不锈钢,所以Cybertruck做不出传统汽车那样的流线型车身。

而这就导致特斯拉不得不对Cybertruck的生产线进行专门升级,而新产线与新工艺的磨合也肯定会带来较低的良品率,这就是Cybertruck产能地狱的原因。

首创的48V低压架构

虽然都叫48V,但Cybertruck的48V,和我们经常听到的48V轻混是两码事,前者是汽车的低压电气系统,而后者是动力总成的一部分。

不论油车还是电车,都在使用12V低压系统,它主要负责给灯光、多媒体、辅助驾驶等设备供电,比如“电瓶”就是12V系统的供电电源。

但12V有一个问题,就是它只能提供3-4kW功率,而如今随着智能驾驶、智能座舱的快速发展,电器的功率成倍上涨,12V已经无力应付了。

为了加大功率,有些车企也搞过12V+48V的双电压系统,由后者单独为大功率电器供电,但这样的低压电气系统,显然有些太繁琐了。

Cybertruck首次将低压系统电压完全提升到了48V。在功率相同的情况下,48V的工作电流只有12V的1/4,不仅发热量更低,线束成本也更低,可以说既安全又好用。

但从12V到48V,并不是提升电压那么简单。首先绝大多数低压系统元器件还是按照12V标准制造的,这意味着特斯拉手头并没有多少现成的资源可用。

其次,行业内虽然认同48V的发展趋势,但也缺少经过量产验证的成熟方案。马斯克最后还是选择了他最爱的解决方法,也就是推翻重来,重新设计

首先是底层的配电布局,Cybertruck将传统的集中式改成了分布式,在一切围绕48V锂电池为核心的同时,取消了传统汽车依靠DC/DC兼容12V与48V两种电压的双电压架构,从根本上简化了传统12V低压系统元器件的繁琐驱动策略

而在彻底改变电气系统结构和布局的同时,特斯拉还重新研发了85%的ECU控制器和其他各类零部件,让后者能够承受48V的电压。

另外,低压线束系统也随着底层布局的变化有了大幅改变,Cybertruck的布线不仅对比12V减少了77%,对铜的需求也降低了50%,相当于整车重量和空间也随之得到了优化。

这种颠覆性的改变,目前看也只有特斯拉干得出来。因为消费者可能根本不知道低压系统是什么,这对车企来说,就显得有些“费力不讨好”。

此外,车企与供应商也早就习惯了12V的舒适区,哪怕真有车企想带头升级,也会被盘根错节的利益网络和牵一发而动全身的成本效率问题困死。

顺带一提,为了拉更多车企入局量产48V,马斯克也没少想花招,比如他在这个月5号,就给福特CEO邮寄了一本《如何设计一台48V低压架构的汽车》,而后者在收到这本书后,还发X表示“非常受用”。

革命性的线控转向

传统汽车的转向系统,从方向盘到车轮都是纯机械结构连接的,而线控转向则是取消了方向盘和转向机之间的机械连接件,改用电信号来传递转向指令

听起来有些不太靠谱对不对?其实Cybertruck并不是第一台搭载线控转向技术的量产车,而这一技术的初衷,是为了提升转向精准度和驾驶舒适性

“转向虚位”这个词,相信经常看车评节目的人都听过,从本质上讲,这就是机械传动的一种弊端,就跟菜谱里写的“适量”、“少许”一样,很难被精准拿捏。

但如果用电机+电信号取代机械传动+助力,就能让转向变得更加精准可控,尤其是对于智能驾驶来说,有了线控转向,它就能更精确地控制车辆。

然后是舒适性。这一点估计很多人不理解,说一个大家很少注意到的地方:有些车的方向盘,其实并不是正对驾驶员的,这就是因为纯机械的转向结构布置导致的。

显而易见,经常驾驶一个“歪把”的汽车,会更容易让驾驶者感觉到疲劳,因为你的坐姿必须得迁就它;而线控转向就能摆脱机械结构布置上的制约。

还有Yoke异形方向盘,它的存在合理性也是很依赖线控转向的,因为后者更容易做出可变转向比,这就能让我们在揉方向盘时不会像现在一样难受。

另外,再说一个跟驾驶性不太沾边的优点:因为方向盘不再和车轮直连,你在握着方向盘时,也不再会感受到诸如振动、打手等反馈,这大概也能算是提升舒适性吧。

独一份的4680大圆柱电池

Cybertruck搭载了特斯拉最新的4680大圆柱电池,但在宁德时代、比亚迪的方壳电池大行其道的今天,很多人并不理解特斯拉坚持为什么坚持圆柱电池。

第一,4680综合性能更强。比如第三代4680电池的单电池能量密度最大就能达到330Wh/kg(今年早些时候的量产版为265Wh/kg)

对比之下,目前特斯拉广泛使用的是2170圆柱电池,其单电池能量密度为269Wh/kg,而宁德时代最新的三元锂版本麒麟电池则为255Wh/kg。

第二,对比方壳电池,4680的生产成本更低、效率更高。比如成本问题,4680电池产线的设备支出为5-6000万元,而宁德时代方壳电池为1.7亿元。

宁德时代每分钟能生产25个方壳电池,松下每分钟能生产300个2170圆柱电池,而此前业内推测,特斯拉理论上能够做到最快每分钟生产350个4680电池(不过目前还差很多)

第三,特斯拉之所以不选择跟进方壳电池,是因为4680电池可以兼顾高能量密度和高电池包空间利用率,同时还能平衡一定的生产难度,是一个绝佳的平衡点。

第四,4680颠覆了传统电池的极耳设计,全极耳的新工艺不仅降低了电池内阻,还省去了极耳焊接工艺。

这一方面能让Cybertruck发挥出特斯拉V4充电桩350kW的最大充电功率,另一方面4680电池的散热也借这一工艺变得更加均匀,相当于在降低电池热管理压力的同时,提升了电池的安全性能。

第五,4680还引入了干法制造工艺,用以取代传统电池的湿法制造工艺,如此不仅能提升5%的电池能量密度,还能大幅提升电池生产效率、降低电池生产的能源损耗。

总结

以上关于Cybertruck的这4大创新技术点,其实讲得很模糊笼统,如果要细究,每一点都能单独写出一整篇内容,这里主要还是给大家看个大概。

而除了这4大创新技术点,Cybertruck其实还有很多新技术应用,比如800V高压、9000吨级前后一体压铸、CTC电池底盘一体化、后轮主动转向、FSD智能驾驶等等。

这些新技术,哪怕单独给到国内车企,都够在新车发布会上吹上整整一宿的,但在颠覆性的Cybertruck身上,这些新技术反倒显得有些“平平无奇”了。

当然,我这里可没有无脑吹Cybertruck的意思。和特斯拉的其他车型一样,Cybertruck的做工也是肉眼可见的糙;此外大量新技术的应用,也会让它的稳定性和后期维护变得很不明朗。单论产品来说,Cybertruck肯定没有国内电车做得精致舒适。

但是,特斯拉每次都能引领汽车行业颠覆性的技术创新,哪怕这项技术本质上还不够“颠覆”,也敢于做第一个吃螃蟹的人,并为之付出成本。

对比之下,国内车企则始终是一个“追赶者”的形象,从嘲笑特斯拉,到学习特斯拉,再到超越特斯拉。最后宣布“遥遥领先”后失去方向进入内卷,直到特斯拉再次开启新一轮的技术航道,再如此一遍遍循环。

Cybertruck极有可能是新一轮的缩影。从某种程度上说,我们和特斯拉的差距依旧存在。

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